Nerezová oceľ 321 - známa v špecifikáciách potrubia akoTP321(UNS S32100) - je titánom-stabilizovaná austenitická trieda navrhnutá pre jednu prácu nad všetky ostatné: odolná voči korózii- a rozmerovo stabilná tam, kde by 304 senzibilizovala a oslabila. Spojením uhlíka s titánom si 321 udržuje čisté hranice zŕn prostredníctvom zvárania a trvalého zahrievania, vďaka čomu je základom vo výfukových potrubiach, ohrievačoch, výmenníkoch tepla a rafinérskych prenosových potrubiach. Tento článok sa zaoberá tým, čo je TP321, jeho chémiou a štandardmi, prečo v teple prekonáva 304 a 316, jeho skutočné teplotné limity a kde ho špecifikovať.
Čo jeNerezová oceľ TP321?
TP321 je austenitická nehrdzavejúca oceľ 18-8 (približne 18 % chrómu, 10 % niklu) s malým, ale rozhodujúcim prídavkomtitán. Je to označenie triedy rúr/rúr používané vASTM A312 (rúrka)aASTM A213 (rúrka); rovnaká chémia v tanieri alebo tyčinke je jednoducho "321" (UNS S32100). Vyšší-uhlíkový variant,321H (UNS S32109), je formulovaný pre zvýšenú-tesnosť pri tečení.
Dôvod, prečo sa titán pridáva, je jednoduchý: v bežnom 304 zahrievanie v rozsahu 425 – 815 stupňov (800 – 1 500 stupňov F) umožňuje uhlíku migrovať k hraniciam zŕn a vyzrážať sa ako karbidy chrómu - fenomén tzv.senzibilizácia. Zóny ochudobnené o-chróm potom ľahko korodujú (medzikryštalická korózia, IGC). Titán má silnejšiu afinitu k uhlíku ako chróm, takže uhlík „uzamkne“ a zabráni jeho škodlivému zrážaniu.
Chémia a trik s titánom
| Prvok | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| uhlík (C) | Menšie alebo rovné 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| chróm (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| nikel (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| titán (Ti) | Väčšie alebo rovné 5 × C (max. 0,70) | Väčšie alebo rovné 4 × C (max 0,70) |
| mangán (Mn) | Menšie alebo rovné 2,00 | Menšie alebo rovné 2,00 |
| kremík (Si) | Menšie alebo rovné 0,75 | Menšie alebo rovné 0,75 |
| Fosfor / síra | Menšie alebo rovné 0,045 / menšie alebo rovné 0,030 | Menšie alebo rovné 0,045 / menšie alebo rovné 0,030 |
Špecifikácie ASTM / ASME
ASTM A312 / ASME SA312 - Bezšvíková a zváraná rúra z austenitickej nehrdzavejúcej ocele TP321.
ASTM A213 / ASME SA213- Bezšvíkové rúry TP321 pre kotly, prehrievače a výmenníky tepla.
ASTM A376 / ASME SA376- bezšvíkové potrubie pre vysoko{1}}teplotnú centrálnu-stanicu.
ASTM A358 /A269- zvárané potrubie a všeobecné-servisné potrubie, kde je špecifikované 321.
Bežné mechanické vlastnosti (žíhaný TP321): pevnosť v ťahu väčšia alebo rovná515 MPa (75 ksi), medza klzu Väčšia alebo rovná205 MPa (30 ksi), predĺženie Väčšie alebo rovné35%. 321H má o niečo vyššiu minimálnu pevnosť na podporu dizajnov s obmedzením tečenia-.
Kľúčové výhody služby pri vysokých{0}}teplotách
Odolnosť proti medzikryštalickej-korózii po zváraní.Prostriedok na stabilizáciu titánu 321 nespôsobuje senzibilizáciu v tepelne-ovplyvnenej zóne, takže tepelné spracovanie po-zváraní na odolnosť voči IGC je vo všeobecnosti zbytočné.
Zachovaná pevnosť a stabilita pri teplu.Na rozdiel od304, 321 nestráca svoju koróznu rezervu zrážaním karbidu počas prevádzky v okienku senzibilizácie.
Dobrá odolnosť proti oxidácii.18% obsah chrómu tvorí stabilnú stupnicu až do približne 815–870 stupňov (1500–1600 stupňov F) v nepretržitej prevádzke.
Osvedčené v cyklickom teple.Znáša opakované zahrievanie/chladenie lepšie ako nestabilizované typy, ktoré sú dôležité pre výfukové a tepelné-cykly.
Zvárateľnosť.321 sa ľahko zvára bežnými procesmi; stabilizátor vo väčšine prípadov drží zvuk kĺbu bez PWHT.
321vs304 / 316 / 347
| stupňa | Stabilizátor | Najlepšie v | Dávajte si pozor |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | žiadna (304 l=nízka C) | Všeobecná korózia, nižšie náklady | Senzibilizuje pri 425–815 stupňoch; slabý v teple |
| 316 / 316L | žiadna (316 l=nízka C) | Mokrý chlorid / morská voda (Mo) | nie ste odborníkom- na vysoké teploty; Mo pridáva málo tepla |
| 321 / 321H | titán | Vysoká teplota, zvárané, cyklické teplo | Slabší vo vodnom chloride ako 316L |
| 347 / 347H | niób (Nb) | Mierne vyššia pevnosť pri tečení ako 321 | drahšie; menej bežné pre jednoduchosť zvárania |
Teplotné limity
Nepretržitý servis:až o815–870 stupňov (1500–1600 stupňov F)(oxidácia-obmedzená).
Prerušovaná služba:až o870 stupňov (1600 stupňov F).
Krátkodobé-výrazné obdobie:Maximálne ~925 stupňov (1700 stupňov F).
Pre tlakové -prípustné napätie ASME nájdete v príslušnom stavebnom predpise (napr. ASME B31.3, oddiel VIII). - prípustné hodnoty sa zužujú nad ~650 stupňov .
Typické aplikácie
Automobilové a ťažké-zariadeniavýfukové potrubia a systémy
Vykurované ohrievačea procesné cievky v rafinériách a petrochemických závodoch
Výmenníky teplaa kotlové rúry (A213 TP321), kde dochádza k tepelným cyklom
Lietadlo a plynová-turbínavýfukové potrubie
Tepelný-výkonhadičky prehrievača a dohrievača
Dilatačné škáry a vysokoteplotné{0}}prenosové vedenia
Poznámky k zváraniu a výrobe
321 je zvárateľný pomocou SMAW, GTAW, GMAW a SAW. Bežné plnivá sú 321 alebo 347/347H.
Pretože titán môže oxidovať na línii zvaru, použite správnyspätné preplachovanie / ochranný plynna koreňovom priechode pre čistý vnútorný povrch-bez šupín.
Pre väčšinu vyrobených zostáv nie je potrebné po-tepelnom spracovaní po zváraní kvôli odolnosti proti IGC - stabilizátor už HAZ chráni.
Obrábanie je podobné ako u iných austenitík: používajte pevné nastavenia a vyhýbajte sa tvrdnutiu.
Záver
TP321 si zasluhuje svoje miesto všade tam, kde nerezové potrubie žije v trvalom alebo cyklickom teple a nemôže si dovoliť senzibilizovať po zváraní. Jeho titánová stabilizácia poskytuje medzikryštalickú-odolnosť voči korózii bez tepelného spracovania po-zvarení a vďaka oxidačnému správaniu je použiteľný do približne 870 stupňov . Špecifikátori by si mali pamätať na obchod: 321 je špecialista na vysoké-teploty a zvárateľnosť, nie{8}}náhrada morskej vody - za mokrý chlorid, 316L, 317L alebo duplex zostávajú tým správnym volaním.
FAQ
Otázka: Je TP321 rovnaký ako nehrdzavejúca oceľ 321?
A: V podstate áno. "321" je základná trieda (UNS S32100); „TP321“ je označenie potrubia/trubice v ASTM A312/A213. 321H je verzia s vyššou-uhlíkovou verziou pre zvýšenú-teplotnú pevnosť.
Otázka: Kedy by som si mal vybrať 321 oproti 304L?
Odpoveď: Keď potrubie funguje v rozsahu 425 – 815 stupňov alebo je zvárané v rozsahu 425 – 815 stupňov, alebo dochádza k tepelnému cyklovaniu,. 304nízky uhlík L pomáha, ale iba titánová stabilizácia 321 plne zabraňuje senzibilizácii v tomto okne.
Otázka: Môže 321 nahradiť 316 vo výfuku s vysokou-teplotou?
Odpoveď: Často áno pre suchý, horúci výfuk, pretože molybdén 316 pridáva pri vysokej teplote málo a stabilizácia 321 je relevantnejšia. Pre mokré/chloridové prostredie je 316L stále lepší.
Otázka: Aká je maximálna prevádzková teplota pre TP321?
Odpoveď: Nepretržitá oxidácia-obmedzená prevádzka do približne 815 – 870 stupňov ; krátkodobé-vrcholy blízko 925 stupňov . Pri návrhu tlaku skontrolujte prípustné namáhanie podľa normy ASME.
