"استفاده از 316 در 304" در عمل به چه معناست
گرید 304 (UNS S30400, EN 1.4301) و گرید 316 (UNS S31600, EN 1.4401) دو فولاد زنگ نزن آستنیتی پرکاربرد در لوله‌کشی فرآیند، سیستم‌های آب آشامیدنی و تجهیزات درجه{{6}غذا هستند. در پروژه های واقعی آنها اغلب در یک سیستم ترکیب می شوند: یک شیر توپی 316 در یک خط 304، 316 پیچ در یک فلنج 304، یا یک قرقره 316 که به یک هدر 304 جوش داده شده است. بنابراین سؤال "آیا می توانید از 316 در 304 استفاده کنید" دو مورد جداگانه، بست مکانیکی و جوشکاری را پوشش می دهد و هر دو در محدوده های توضیح داده شده در زیر قابل قبول هستند.
هر دو گرید آستنیتی با ساختار-مرکز-مکعبی هستند، هر دو در حالت بازپخت غیر مغناطیسی هستند و هر دو در ASTM A240، ASTM A312/A358، EN 10088{{9}2 و EN 102-6-1 مشخص شده‌اند. از آنجایی که پتانسیل های الکتروشیمیایی آنها بسیار نزدیک است، ترکیب آنها زوج گالوانیکی قابل توجهی ایجاد نمی کند. محدودیت های عملی ناشی از محتوای آلیاژ است، نه از خوردگی فلزات غیرمشابه.
ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی
| عنصر یا خاصیت | 304 (S30400) | 316 (S31600) |
|---|---|---|
| کربن، % حداکثر | 0.07 | 0.08 |
| منگنز، % حداکثر | 2.00 | 2.00 |
| سیلیکون، % حداکثر | 0.75 | 0.75 |
| کروم، % | 18.0-20.0 | 16.0-18.0 |
| نیکل، % | 8.0-10.5 | 10.0-14.0 |
| مولیبدن، % | مشخص نشده است | 2.00-3.00 |
| استحکام کششی، حداقل | 515 مگاپاسکال | 515 مگاپاسکال |
| قدرت تسلیم در 0.2٪، حداقل | 205 مگاپاسکال | 205 مگاپاسکال |
محدوده‌های بالا محدودیت‌های ترکیب استاندارد و حداقل دمای اتاق{0}}در ASTM A240 برای این اعداد UNS هستند. مولیبدن تفاوت تعیین کننده بین این دو درجه است: به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و شکافی در آب حاوی کلرید را بهبود می بخشد، به همین دلیل است که 316 برای خدمات ساحلی، دریایی و شیمیایی ترجیح داده می شود.
رفتار خوردگی یک سیستم مخلوط 304 و 316
عامل کنترل کننده در یک سیستم مخلوط خوردگی گالوانیکی نیست، بلکه رفتار کم آلیاژترین جزء است. یک شیر 316 از لوله 304 در اطراف آن محافظت نمی کند و یک جوش 304 به 316 که با پرکننده اشتباه ساخته شده است می تواند به دلیل رقیق شدن، مقاومت در برابر خوردگی نزدیک به 304 داشته باشد.
حفره کلرید: سمت 304 مقاومت حفره‌ای مجموعه را تعیین می‌کند، بنابراین باید از 316 جزء در جایی که محیط تهاجمی واقع است استفاده شود.
خوردگی شکاف و گالری: 316 بست و تریم باعث کاهش حمله و جوش سرد در اتصالات پیچ و مهره‌ای می‌شود، جایی که رزوه‌های آستنیتی مستعد داغ شدن هستند.
اثر گالوانیک: ناچیز است، زیرا این دو درجه در چند ده میلی ولت از یکدیگر در اکثر آبهای خدماتی قرار دارند.
سرویس دمای{0}بالا: اگر سطح کربن و نرخ خنک‌سازی کنترل نشود، هر دو درجه در محدوده 450-850 درجه سانتیگراد حساس می‌شوند. به جای آن از انواع کم کربن یا تثبیت شده استفاده می شود.
تمرین جوشکاری و بست
فلز پرکننده: ER308L برای اتصالات 304-تا-304، ER316L برای اتصالات 304 به 316 و 316 به 316. تطبیق طرف با آلیاژ بالاتر قانون معمولی است و ER309L برای انتقال به کربن یا فولاد کم آلیاژ استفاده می شود.
کنترل حرارتی: نیازی به پیش گرم کردن نیست. دمای بینگذر را در حدود 150 درجه سانتیگراد یا کمتر از آن نگه دارید، از حرارت ورودی کم استفاده کنید و از بافتن زیاد برای محدود کردن اعوجاج و حساسیت خودداری کنید.
محافظ و پاکسازی: در جایی که تمیزی داخلی و مقاومت در برابر خوردگی اهمیت دارد، سوراخ را با آرگون تمیز کنید و با ترشی و غیرفعال کردن مطابق با ASTM A380 و ASTM A967 به پایان برسانید.
بست مکانیکی: پیچ 316 روی فلنج 304 یک روش استاندارد مهندسی است. برای محدود کردن تهوع و استفاده از مقادیر گشتاور کنترل‌شده، از ترکیب{3}}ضد گیر- مبتنی بر نیکل استفاده کنید.
بازرسی: بررسی نافذ رنگ یا رادیوگرافیک مفصل، به علاوه بررسی فریت در جوش‌های آستنیتی در صورت نیاز به مشخصات.
راهنمای انتخاب
| وضعیت خدمات | انتخاب پیشنهادی |
|---|---|
| آب آشامیدنی داخلی، تماس با غذا، خدمات عمومی | 304 در سراسر |
| اتمسفر ساحلی، کلریدهای بالاتر از سطح کمیاب، نمک‌های یخ‌زدایی- | 316 برای قطعات خیس شده و اتصال دهنده ها |
| خط مختلط قبلاً در 304 ساخته شده است | 316 را برای سوپاپ ها، تریم و بست ها نگه دارید. جوش با ER316L |
| اسیدهای آلی رقیق، آب گرم با کلرید کم | 316 که در آن مولیبدن حاشیه مفید اضافه می کند |
| وظیفه-هزینه محور، غیر{1}}تهاجمی | 304، به شرطی که سطح کلرید پایین باشد |
به طور خلاصه، استفاده از 316 جزء روی یا با 304 از نظر فنی مناسب است و انتخاب صحیح این است که آلیاژ را در جایی که نیاز است متمرکز کنید و فلز پرکننده ای را انتخاب کنید که آن را در جوش حفظ کند.
سوالات متداول
س: آیا می توانید از فولاد ضد زنگ 316 در 304 استفاده کنید؟
بله. هر دو گرید آستنیتی با رفتار الکتروشیمیایی مشابه هستند، بنابراین می توان از 316 اتصال دهنده، شیر و اتصالات با لوله 304 استفاده کرد و جوشکاری 316 به 304 معمول است. عملکرد خوردگی مجموعه توسط طرف 304 کنترل می شود.
س: آیا می توانید 316 را به 304 جوش دهید؟
بله. از فلز پرکننده ER316L استفاده کنید تا جوش مولیبدن را حفظ کند، دمای بین گذر را در حدود 150 درجه سانتیگراد یا کمتر از آن نگه دارید، در صورت تمیز بودن مهم، سوراخ را تمیز کنید، و اتصال نهایی را ترشی و غیرفعال کنید.
س: آیا خوردگی گالوانیکی هنگامی که 316 304 را لمس می کند مشکل ساز است؟
هیچ جریان گالوانیکی معنی‌داری بین دو فولاد زنگ نزن آستنیتی در آب معمولی جریان نمی‌یابد، زیرا پتانسیل‌های خوردگی آنها تقریباً یکسان است. خطرات واقعی عبارتند از حمله شکاف، کلریدها و رقیق شدن جوش.
س: کدام درجه باید برای اتصال دهنده های فلنج 304 استفاده شود؟
بست های 316 انتخاب استاندارد هستند زیرا مولیبدن مقاومت در برابر حفره های کلرید را در پیچ و مهره های اکسپوز بهبود می بخشد و رزوه های آستنیتی سخت تر هنگام استفاده از ترکیب ضد گیر کمتر می شوند.
س: آیا گریدهای اختلاط رتبه فشار را تغییر می دهد؟
خیر. طراحی فشار از ضخامت دیواره و تنش مجاز هر یک از اجزاء تحت کد مربوطه پیروی می کند و هر دو گرید دارای حداقل مقاومت تسلیم 205 مگاپاسکال در دمای اتاق هستند.
س: ارزان ترین درجه فولاد ضد زنگ رایج چیست؟
گرید فریتی 430 معمولاً ارزان‌ترین گرید رایج است زیرا حاوی نیکل نیست، اما مقاومت در برابر خوردگی و شکل‌پذیری کمتری نسبت به 304 یا 316 دارد.
