Europejska specyfikacja wymaga 1.4301, amerykański rysunek wymaga 304, a certyfikat huty z Azji podaje 0Cr18Ni9. Są to trzy nazwy tej samej austenitycznej stali nierdzewnej, gatunku, który transportuje najwięcej materiałów na świecie. Jeśli kupujesz lub wybierasz rury, złączki, kołnierze lub rurki ze stali nierdzewnej, wiedza, czym właściwie jest 1.4301, jak daleko można go wsunąć i gdzie zawodzi, zapobiegnie zarówno przekroczeniu specyfikacji, jak i awariom w terenie. W tym przewodniku przedstawiono skład, właściwości, limity i kontrole zaopatrzenia, które mają znaczenie w praktyce.
Co to jest stal nierdzewna 1.4301?
1.4301 to numer materiału stosowany w serii norm EN 10088 dla austenitycznej stali nierdzewnej chromowo-niklowej. Nazwa normatywna to X5CrNi18-10, a najbliższe międzynarodowe odpowiedniki to AISI 304, UNS S30400, JIS SUS304 i obecny chiński gatunek 06Cr19Ni10. Stop ten jest często nazywany stalą nierdzewną 18/8, ponieważ w jego składzie znajduje się 18% chromu i 8% niklu.
Ponieważ struktura jest austenityczna, 1.4301 jest niemagnetyczny w stanie wyżarzonym, bardzo plastyczny i umożliwia głębokie tłoczenie, gięcie i spawanie bez wstępnego podgrzewania. Obróbka na zimno zwiększa wytrzymałość i twardość, ale wywołuje także lekki magnetyzm. Połączenie odporności na korozję, odkształcalności, spawalności i umiarkowanych kosztów sprawia, że 1.4301 domyślny gatunek dla rur przemysłowych ogólnego przeznaczenia zawsze, gdy usługa nie wymaga materiału o wyższej zawartości stopu.
Skład chemiczny i równoważne międzynarodowe
Poniższa tabela przedstawia wartości graniczne normy EN 10088-2 dla stali 1.4301 i typowe wartości dla stali AISI 304. Obie wartości są na tyle zbliżone, że zespoły zakupowe mogą w większości przypadków traktować je jako zamienne, pod warunkiem, że dokumentacja odpowiada rzeczywistemu stanowi dostawy.
| Elementu | 1.4301 EN granica (%) | Typowa AISI 304 (%) |
|---|---|---|
| Węgiel (C) | maks. 0,07 | 0,04-0,06 |
| Krzem (Si) | 1,00 maks | 0,30-0,60 |
| Mangan (Mn) | 2,00 maks | 1,00-1,50 |
| Fosfor (P) | 0,045 maks | 0,045 maks |
| Siarka (S) | 0,030 maks | 0,030 maks |
| Chrom (Cr) | 17.50-19.50 | 18.00-19.00 |
| Nikiel (Ni) | 8.00-10.50 | 8.00-10.00 |
| Azot (N) | maks. 0,11 | 0,05-0,10 |
Wariant niskoemisyjny 1.4307 (304L)
Podczas spawania ciężkich profili limit węgla staje się krytyczny. Wersja niskoemisyjna 1.4307 (304L) ogranicza emisję dwutlenku węgla do 0,030% i minimalizuje ryzyko wytrącania się węglika chromu w strefie wpływu ciepła. Wielu dostawców rutynowo dostarcza materiał 304/304L z podwójnym certyfikatem, który spełnia oba limity, dlatego też te dwa oznaczenia są często podawane razem w jednym certyfikacie huty.
Odpowiedniki używane na różnych rynkach
- Europa: 1.4301, X5CrNi18-10 zgodnie z EN 10088
- Stany Zjednoczone: AISI 304, UNS S30400
- Japonia: SUS304
- Chiny: 06Cr19Ni10 (nowe oznaczenie), 0Cr18Ni9 (stare oznaczenie)
Właściwości mechaniczne i fizyczne
Właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej
Właściwości zależą od postaci produktu, grubości ścianki i stopnia obróbki plastycznej na zimno. W przypadku rur bez szwu wyżarzanych rozpuszczająco, należy spodziewać się wartości w poniższych zakresach, gdy są testowane zgodnie z metodami EN lub ASTM.
| Własność | Typowa wartość |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie 0,2% (Rp0,2) | 210-230 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie (Rm) | 520-720 MPa |
| Wydłużenie przy zerwaniu (A) | 45% min |
| Twardość | 215 HBW maks |
| Moduł sprężystości w temperaturze 20°C | 200 GPa |
Właściwości fizyczne
| Własność | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 7,90 g/cm3 |
| Przewodność cieplna w temperaturze 20°C | 15 W/(m·K) |
| Specyficzna pojemność cieplna | 500 J/(kg·K) |
| Rezystywność elektryczna | 0,73 om·mm²/m |
| Średni współczynnik rozszerzalności cieplnej (20-100°C) | 0,000016 na K |
| Zakres topnienia | 1400-1450°C |
Niska przewodność cieplna w porównaniu ze stalą węglową ma znaczenie przy projektowaniu wymienników ciepła i spawaniu. Dopływ ciepła pozostaje skoncentrowany w pobliżu złącza, dlatego procedury spawania muszą kontrolować temperaturę międzyściegową i często wymagają niższego natężenia prądu niż w przypadku stali węglowej o tej samej grubości ścianki.
Odporność na korozję
1.4301 jest odporny na korozję atmosferyczną, słodką wodę, produkty spożywcze oraz szeroką gamę mediów organicznych i nieorganicznych. Ochronna warstwa tlenku chromu regeneruje się samoistnie: w przypadku zarysowania powierzchni, pod wpływem tlenu, warstwa odbudowuje się. Nikiel utrzymuje stabilną strukturę austenityczną i zwiększa odporność w mediach lekko redukujących.
Praktycznym limitem jest chlorek. W wodzie morskiej, rozpryskach soli drogowej lub strumieniach procesowych o nawet umiarkowanej zawartości chlorków, 1.4301 jest podatny na korozję wżerową i szczelinową. Powyżej około 60°C chlorki mogą również powodować pękanie korozyjne naprężeniowe. W przypadku takich usług kluczowe różnice między rurami ze stali nierdzewnej 304 i 316 pokazać, dlaczego gatunek zawierający molibden jest bezpieczniejszym wyborem.
Kolejnym ograniczeniem jest korozja międzykrystaliczna powstająca po spawaniu. Jeśli materiał jest przechowywany w 425-850°C zakresie, węgliki chromu wytrącają się na granicach ziaren, a otaczająca osnowa traci chrom. Z tego powodu w przypadku zbiorników spawanych i rur grubościennych zwykle stosuje się wersję niskoemisyjną 1.4307 (304L) zamiast 1.4301.
Odporność na ciepło i ograniczenia temperaturowe
W ciągłym transporcie lotniczym 1.4301 jest odporny na utlenianie do około 870°C . Przerywana ekspozycja może wzrosnąć nieco, ale osadzanie się kamienia staje się zauważalne powyżej 800°C. Jednakże wytrzymałość mechaniczna szybko spada, gdy temperatura przekracza 425°C, dlatego elementy przenoszące ciśnienie muszą być projektowane zgodnie z zatwierdzonymi normami, które odpowiednio obniżają dopuszczalne naprężenia.
Prawdziwym ograniczeniem dla konstrukcji spawanych jest zakres temperatur uczulania pomiędzy 425°C a 850°C. W przypadku rur grubszych niż około 6 mm należy określić typ 304L, aby zapewnić odporność na korozję strefy wpływu ciepła. Komponenty, które pracują w sposób ciągły w podwyższonych temperaturach, takie jak części kotłów i pieców, często przechodzą do stali nierdzewnej o ustabilizowanej lub wyższej stopie; nasz przegląd wysokotemperaturowe gatunki stali nierdzewnej wyjaśnia dostępne opcje i ich praktyczne ograniczenia.
Produkcja, spawanie i wykończenie powierzchni
Formowanie i obróbka skrawaniem
1.4301 charakteryzuje się doskonałą ciągliwością i szybko twardnieje. Gięcie na zimno, rozszerzanie, kształtowanie i formowanie na rolkach są proste przy użyciu standardowych narzędzi. Szybkość utwardzania przez zgniot jest w przybliżeniu dwukrotnie większa niż w przypadku stali węglowej, dlatego obróbka wymaga ostrych narzędzi o dodatnim nachyleniu, sztywnych ustawień maszyny i niższych prędkości skrawania. Obróbkę na gorąco należy przeprowadzać w temperaturze od 1150°C do 1260°C, a następnie wyżarzanie rozpuszczające powyżej 1040°C i szybkie chłodzenie w celu przywrócenia pełnej odporności na korozję.
Spawanie
Wszystkie konwencjonalne procesy, w tym TIG, MIG, MMA i spawanie laserowe, dają solidne połączenia w gatunku 1.4301. Zalecany wypełniacz to typ 18/8, taki jak ER308L. Utrzymuj temperaturę międzyściegową poniżej 150°C, używaj niskiego dopływu ciepła i przedmuchuj wstecznie argonem tam, gdzie należy unikać utleniania grani spoiny, jak w przypadku higienicznych rurociągów. Po spawaniu, trawieniu i pasywacji usuwamy przebarwienia cieplne i przywracamy warstwę pasywną.
Typowe zastosowania w rurach i rurkach
1.4301 jest punktem wyjścia dla większości systemów rur ze stali nierdzewnej i pojawia się w prawie każdym sektorze transportu cieczy, gazów lub proszków.
- Wymienniki ciepła, skraplacze i zestawy chłodnic
- Linie instalacji chemicznych do kwasów organicznych, alkoholi i łagodnych strumieni procesowych
- Zbiorniki ciśnieniowe, zbiorniki magazynujące i osprzęt kotła
- Rurociągi do procesów spożywczych, napojów i mleczarstwa
- Systemy dystrybucji wody pitnej i instalacje wodno-kanalizacyjne
- Rury oprzyrządowania do linii kontrolnych i pomiarowych
- Rury architektoniczne, konstrukcyjne i dekoracyjne
Węże wymiennika ciepła i skraplacza
W przypadku umiarkowanych temperatur i czystych mediów, bezszwowa rura wymiennika ciepła ze stali nierdzewnej 304 zapewnia niezawodne przenoszenie ciepła, łatwe czyszczenie i długą żywotność za ułamek kosztów stopów niklu. Wykończenie powierzchni rury i czystość wewnętrzna są kontrolowane, ponieważ oba wpływają na zanieczyszczenie i spadek ciśnienia.
Wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej bez szwu 304 Rury efektywnie przenoszą ciepło Xinhang Special Material Co., Ltd. Oddział w Hangzhou jest chińskim niestandardowym chińskim wymiennikiem ciepła ze stali nierdzewnej bez szwu 304 Rury Transfer Wydajność cieplna... Zobacz produkt → Linie Procesu Chemicznego
W zakładach chemicznych linie 1.4301 przenoszą kwas octowy, kwas cytrynowy, alkohole i wiele płynów obojętnych lub lekko zasadowych. A Rura chemiczna bez szwu 304 o średnicy zewnętrznej 114 mm to często określany wymiar w tej usłudze, zapewniający dobrą wytrzymałość mechaniczną przy umiarkowanej grubości ścianki i łatwą spawalność.
Dobre właściwości mechaniczne Stal nierdzewna Bezszwowa rura chemiczna 114 Od 304 Sup Xinhang Special Material Co., Ltd. Oddział w Hangzhou jest chińskim zwyczajem Dobre właściwości mechaniczne Stal nierdzewna Bez szwu 114 Od ... Zobacz produkt → Zastosowania w zbiornikach ciśnieniowych i kotłach
Tam, gdzie ciśnienie wewnętrzne, a nie korozja, dyktuje projekt, cięższe harmonogramy zapewniają ekonomiczność gatunku. A Rura zbiornika ciśnieniowego SCH 120 304 zapewnia grubość ścianki wymaganą do pracy pod wysokim ciśnieniem, zachowując jednocześnie naddatek na korozję stopu 18/8.
Sch 120 Grubość ścianki ze stali nierdzewnej Bezszwowa rura zbiornika ciśnieniowego 304 Dostawa Xinhang Special Material Co., Ltd. Oddział w Hangzhou jest chińskim zwyczajem o grubości ścianki ze stali nierdzewnej Sch 120 Bezszwowa rura zbiornika ciśnieniowego... Zobacz produkt → Co sprawdzić przy zakupie rur 1.4301
Ponieważ 304 jest tak szeroko produkowany, konkurencja cenowa jest intensywna, a jakość różni się w zależności od dostawcy. Poniższe kontrole zmniejszają ryzyko zaopatrzenia, zanim materiał dotrze do Twojego warsztatu.
- Potwierdź obowiązującą normę: EN 10216-5 dla rur ze stali nierdzewnej bez szwu, ASTM A312 dla rur lub ASTM A269 dla rur o małej średnicy. Normy określają tolerancje i wymagania testowe.
- Poproś o certyfikat młyna i sprawdź faktyczną zawartość węgla. Materiał o nazwie 304 może zawierać 0,05% lub 0,06% węgla; podwójnie certyfikowany 304/304L pozostaje poniżej 0,030%.
- Sprawdź dane z testów mechanicznych pod kątem wymaganych minimów dla kształtu produktu i grubości ścianki.
- Potwierdzić tolerancje średnicy zewnętrznej, grubości ścianki i owalności, szczególnie w przypadku rurek instrumentów i rur wymienników ciepła, które muszą pasować do zespołów o małym prześwicie.
- Określ wymagany stan powierzchni: trawiona, wyżarzana na połysk, polerowana mechanicznie lub polerowana elektrolitycznie. Jakość powierzchni bezpośrednio wpływa na odporność na korozję i higienę.
- W przypadku systemów ciśnieniowych sprawdź harmonogram (SCH 10, 40, 80, 120, 160) i porównaj wynikowe ciśnienie znamionowe z warunkami projektowymi.
Certyfikaty i testy są najczęstszym źródłem sporów po otrzymaniu zamówień. Artykuł dot normy i certyfikaty mające zastosowanie do rur bez szwu ze stali nierdzewnej zawiera praktyczną listę kontrolną określającą, co powinna zawierać dokumentacja i jak ją zatwierdzić.
1.4301 pozostaje domyślnym gatunkiem austenitycznym z ważnych powodów: łatwo się formuje i spawa, jest odporny na zwykłą korozję i oferuje najlepszy stosunek kosztów do wydajności w rodzinie stali nierdzewnej. Kluczem jest przestrzeganie jego ograniczeń, w tym mediów zawierających chlorki, zakresu uczuleń i obniżania wartości znamionowych w podwyższonej temperaturze. Jeśli te szczegóły zostaną właściwie zrozumiane i określone, system rur 1.4301 zapewni dziesięciolecia niezawodnej pracy przy minimalnej konserwacji.
