316L versus 321 roestvrij staal: vergelijking voor buizen en fittingen

Beide316L en 321zijn austenitische roestvaste staalsoorten met ongeveer hetzelfde chroom- (16-18%) en nikkel- (10-14%) gehalte. Het verschil komt neer op één legeringstoevoeging per stuk:

316L bevat 2,0-3,0% molybdeen. Dat molybdeen geeft 316L zijn weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie in chloride-omgevingen. Het is ook wat de 316L op de meeste markten duurder maakt dan de 321.

321 bevat titanium, toegevoegd aan minimaal 5 x C% (koolstofgehalte). Het titanium bindt koolstof vast als titaniumcarbide, waardoor chroomcarbideprecipitatie bij korrelgrenzen wordt voorkomen wanneer het metaal tussen 425 en 900 graden Celsius wordt verwarmd. Dit wordt stabilisatie genoemd en is de reden dat 321 kan werken bij temperaturen waarbij 316L, zelfs in zijn koolstofarme vorm, het moeilijk begint te krijgen.

Productformulieren

Staaf & Stang

Plaat & Blad

Spoel en strip

Pijp & Buis

Montage: flens, T-stuk, elleboog, verloopstuk etc.

Smeden: ring, schacht, cirkel, blok etc.

Corrosiebestendigheid: waar 316L zijn premium verdient

Als er in uw gebruiksomgeving chloriden voorkomen, is 316L de betere keuze. Het molybdeengehalte verhoogt het putweerstandsequivalentgetal (PREN) tot ongeveer 22-25, vergeleken met ongeveer 17-19 voor 321. In praktische termen betekent dit dat 316L bestand is tegen putcorrosie in zeewater, brak water en chloridehoudende processtromen waar 321 plaatselijke aantasting zou beginnen te vertonen.

De kritische puttemperatuur (CPT) vertelt het verhaal in cijfers. In een standaard 3,5% NaCl-oplossing volgens ASTM G150,316Ltoont doorgaans een CPT rond de 25-30 graden Celsius. Voor 321 ligt de CPT dichter bij 15-20 graden. In echt Golfzeewater met een temperatuur van 35 graden Celsius en een hoog zoutgehalte is geen van beide kwaliteiten ideaal voor direct contact met zeewater (dat is waar superduplexkwaliteiten zoals SAF 2507 of 254 SMO binnenkomen), maar 316L zal de spatzone en atmosferische blootstelling veel langer overleven dan 321.

Spanningscorrosiescheuren (SCC) is de andere faalwijze die het vermelden waard is. Beide kwaliteiten zijn gevoelig voor chloride-SCC boven 60 graden Celsius in chloride-dragende omgevingen. 316L presteert hier niet betekenisvol beter dan 321. Als uw gebruikstemperatuur in een chlorideomgeving boven de 60 graden ligt en u de chloriden niet kunt elimineren, moet u kijken naar duplex- of superaustenitische kwaliteiten en niet kiezen tussen deze twee.

Waar321houdt zich staande in oxiderende zure omgevingen bij verhoogde temperaturen. Zwavelzuur in gematigde concentraties, salpeterzuur en bepaalde petrochemische processtromen waarbij temperatuur de voornaamste uitdaging is in plaats van chloride-aantasting. De titaniumstabilisatie voorkomt intergranulaire corrosie in de door hitte{2}}beïnvloede zones na het lassen, wat van belang is bij zuurgebruik waarbij aantasting van de korrelgrens het belangrijkste faalmechanisme is.

Prestaties bij hoge- temperaturen: het geval voor de 321

Dit is waar 321 een echt, meetbaar voordeel heeft. De ASME Boiler and Pressure Vessel Code (Section VIII, Division 1) staat 321 toe voor bedrijfstemperaturen tot 816 graden Celsius. Voor de 316L ligt de codelimiet bij continu gebruik rond de 450 graden Celsius, hoewel intermitterend gebruik tot 425 graden gebruikelijk is.

De reden is carbideprecipitatie. Zelfs met het lage koolstofgehalte van 316L zorgt langdurige blootstelling boven 425 graden ervoor dat chroomcarbiden zich kunnen vormen aan de korrelgrenzen, waardoor de aangrenzende gebieden van chroom worden uitgeput en een pad ontstaat voor intergranulaire corrosie wanneer het metaal later wordt blootgesteld aan corrosieve media. Het titanium in 321 voorkomt dit door bij voorkeur titaniumcarbide te vormen, waardoor het chroom in oplossing blijft.

Echte toepassingen waarbij 321 de juiste oproep is:

• Uitlaatsystemen en spruitstukken die werken op 600-800 graden
• Warmtewisselaarbuizen in katalytische krakereenheden
• Ovencomponenten en stralingsbuissamenstellen
• Expansiekoppelingen en balgen in hoge--kanalen
• Onderdelen voor lucht- en ruimtevaartuitlaat en naverbrander

Lassen en fabricage: 316L is vergevingsgezinder

Beide soorten zijn lasbaar met standaard austenitische methoden: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stick) en SAW. Maar de fabricage-ervaring is anders.

316L is de gemakkelijkere kwaliteit om mee te werken in een winkel of veldomgeving. Het lage koolstofgehalte betekent dat u kunt lassen zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over sensibilisatie in de door hitte-beïnvloede zone, en dat u na het lassen- geen uitgloeien met oplossing nodig heeft om de corrosieweerstand te herstellen. De keuze voor het vulmetaal is eenvoudig: ER316L voor de meeste toepassingen, of ER316LSi als u een betere bevochtiging en een gladder hielprofiel wilt.

321 vereist meer aandacht. Het titanium dat de kwaliteit stabiliseert, heeft ook invloed op het smeltbad. Titanium heeft een hoge affiniteit voor zuurstof en kan in het gesmolten lasbad titaniumoxide-insluitingen vormen die zich voordoen als slak-achtige defecten als de dekking van het beschermgas niet goed is. Om deze reden wordt ER347-vulmiddel (niobium-gestabiliseerd) vaak gebruikt in plaats van ER321. Niobium biedt dezelfde stabilisatiefunctie zonder de lasproblemen die titanium met zich meebrengt.

Voor pijp-aan- stomplassen volgens ASME B16.9 lassen beide kwaliteiten prima met de juiste procedures. Het probleem komt meer naar voren bij complexe laswerken met meerdere passages, strakke verbindingsconfiguraties of veldlassen waarbij wind en vervuiling factoren zijn. Als uw fabricage veel positioneel lassen of werk op locatie met zich meebrengt, zal 316L uw lassers minder hoofdpijn bezorgen.

De vervormbaarheid is vergelijkbaar tussen de twee kwaliteiten. Beide kunnen worden gebogen, uitlopend en uitgezet met behulp van standaard austenitische vormtechnieken.. 321 Het kan iets moeilijker zijn om koud te vormen- vanwege de titaniumcarbonitridedeeltjes die de verhardingssnelheid verhogen, maar het verschil is klein voor de meeste pijp- en fittingtoepassingen.

Voor stomplasfittingen (ellebogen, T-stukken, verloopstukken volgens ASME B16.9 en B16.28) zijn beide kwaliteiten verkrijgbaar bij de meeste voorraaddistributeurs. Het is echter waarschijnlijker dat 316L-fittingen op voorraad zijn, terwijl 321-fittingen mogelijk met een langere levertijd moeten worden besteld, vooral in grotere maten of niet-standaardschema's.

Inkooptips waarmee u geld bespaart en problemen voorkomt

Controleer het molentestcertificaat op het titaniumgehalte bij 321 bestellingen.Sommige molens produceren 321 met minimaal titanium (5 x koolstof). Als het koolstofgehalte zich aan de hoge kant van het bereik bevindt (0,06-0,08%), moet het titaniumgehalte minimaal 0,30-0,40% zijn. Als het titanium marginaal is en het koolstofgehalte hoog, is de stabilisatie mogelijk niet effectief. Vraag naar de berekening: Ti / (4 x C) moet groter zijn dan 1,0 voor volledige stabilisatie.

Geef de leveringsconditie op.316L-buizen worden doorgaans geleverd in de oplossing-gegloeide toestand. 321 kan gegloeid of gestabiliseerd-gegloeid worden geleverd. De gestabiliseerde-gegloeide toestand (1-2 uur op 900-950 graden gehouden) maximaliseert de vorming van titaniumcarbide en verbetert de intergranulaire corrosieweerstand. Als uw toepassing lassen omvat gevolgd door corrosief gebruik, specificeer dan gestabiliseerd-gegloeid.

Ga er niet van uit dat 316L en 321 uitwisselbaar zijn voor code-compatibele toepassingen.Als het ontwerp is gemaakt voor 316L (met de specifieke toegestane spanningen volgens ASME Sectie II, Deel D), vereist het vervangen van 321 opnieuw -het controleren van de toegestane spanningswaarden bij ontwerptemperatuur. Bij 400 graden heeft 321 een iets lagere toelaatbare spanning dan 316L. Bij 600 graden is 321 hoger omdat 316L helemaal geen code-geclassificeerd is bij die temperatuur.

Controleer voor stuiklasfittingen de kwaliteitmarkering.Fittingen moeten worden gemarkeerd met de kwaliteit, het warmtenummer en het symbool van de fabrikant volgens ASME B16.9. WP316L- en WP321-fittingen zien er identiek uit. Als uw magazijn beide op voorraad heeft, is kleurcodering of gescheiden opslag essentieel. We hebben projecten gezien waarbij 321 fittingen werden geïnstalleerd in een 316L-systeem en vice versa, die pas ontdekt werden toen de verkeerde kwaliteit voortijdig uitviel.

Bestel extra materiaal voor 321 projecten.Omdat 321 minder vaak op voorraad is, kan het opnieuw bestellen van een kleine hoeveelheid halverwege een project een wachttijd van zes- weken betekenen. Bestel 5-10% extra, vooral voor afwijkende maten of schema's. De transportkosten van surplus 321 zijn lager dan het planningsrisico van tekortschieten.

Conclusie

Kiezen tussen 316L en 321 is zelden moeilijk als u de servicevoorwaarden duidelijk heeft gedefinieerd. Het probleem is dat veel kopers de beslissing nemen zonder de omgeving volledig te karakteriseren, waarbij ze standaard op het niveau blijven dat ze altijd hebben gebruikt. Dat werkt totdat het niet meer werkt.

Als u buizen specificeert voor een nieuw project, besteed dan de tijd aan het documenteren van de bedrijfstemperatuur, de blootstelling aan chloriden, de zuurconcentratie en de ontwerplevensduur. Deze vier parameters zullen u betrouwbaarder vertellen welk cijfer u nodig heeft dan welke vergelijkingstabel dan ook. En als u hulp nodig heeft bij het vinden van een van beide kwaliteiten, met volledige fabriekscertificeringen en wereldwijde verzending, bieden we zowel 316L als 321 aan in naadloze en gelaste vormen, samen met bijpassende stomplasfittingen en flenzen volgens ASME B16.9, B16.11 en B16.5.

Neem nu contact op