Przewodnik po rurach ze stali nierdzewnej 317L: właściwości, skład i zastosowania

Inżynier zajmujący się konserwacją w zakładzie chemicznym zapytał kiedyś, dlaczego w rurociągach modelu 316L zaczęły pojawiać się wżery w ciągu osiemnastu miesięcy od uruchomienia. Strumień stanowił ciepły kwas zawierający chlorki, środowisko, które karze marginalną selekcję. Odpowiedź, której potrzebował, nie dotyczyła fajki innej marki, ale innego gatunku. Stal nierdzewna 317L (UNS S31703) istnieje dokładnie w takiej sytuacji: gdy stal 316L koroduje zbyt szybko, ale stop duplex lub niklu ma większą wydajność, niż wymaga tego proces. Zapewnia znaczący wzrost odporności na korozję wżerową i szczelinową, napędzaną wyższą zawartością molibdenu, zachowując jednocześnie pełną austeniczność i łatwość spawania.

Co to jest stal nierdzewna 317L?

317L to niskowęglowa, austenityczna stal nierdzewna zawierająca molibden, o jeden stopień wyższa od 316L w przypadku chromu, niklu, a zwłaszcza molibdenu. Oznaczenie L utrzymuje zawartość węgla na poziomie maksymalnie 0,030 procent, co ogranicza wytrącanie się węglika chromu na granicach ziaren podczas spawania. Umożliwia to produkcję dużych urządzeń i spawanie ciężkich sekcji bez utraty odporności na korozję w strefie wpływu ciepła.

Gatunek jest znany pod kilkoma oznaczeniami. UNS S31703 to zarejestrowany numer; AISI 317L i oznaczenie EN 1.4438 odnoszą się do tego samego materiału. Normy, które to obejmują, obejmują ASTM A240 dla płyt, arkuszy i taśm, ASTM A312 dla rur bez szwu i spawanych, ASTM A269 dla rur ogólnego zastosowania oraz ASTM A213 dla rur kotłów, przegrzewaczy i wymienników ciepła.

Skład chemiczny i rola każdego pierwiastka

Zakres składu podany w poniższej tabeli jest typowy dla wyrobów płaskich zgodnych z normą ASTM A240. Ważną linią jest molibden: 3,0 do 4,0 procent w 317L w porównaniu z 2,0 do 3,0 procent w 316L.

Pierwiastkiem kontrolnym jest molibden. Wzmacnia pasywny film tlenkowy i spowalnia jego rozkład w mediach kwaśnych i zawierających chlorki. Dodatkowa ilość molibdenu w 317L podnosi liczbę równoważną odporności na wżery (PREN) do około 30 w porównaniu z 24 do 26 w przypadku 316L. Chrom wspomaga ogólną odporność na korozję i odporność na utlenianie; nikiel stabilizuje strukturę austenityczną i poprawia wytrzymałość; a azot, nawet w małych ilościach, zwiększa odporność i wytrzymałość na wżery.

Odporność na korozję: gdzie 317L zarabia na życie

317L został opracowany dla usług, które pokonują 316L. Dobrze sprawdza się w kwasie siarkowym w umiarkowanych stężeniach i temperaturach, w kwasie fosforowym, w kwasach organicznych, takich jak kwas octowy i mrówkowy, a także w strumieniach zawierających chlorki, gdzie dominującymi mechanizmami uszkodzeń są korozja wżerowa i szczelinowa.

Praktyczny efekt widać w wybielaczach i systemach odsiarczania gazów spalinowych, w których oba łączą chlorki, kwasowość i wysokie temperatury. W przypadku tych usług 316L często wykonuje doły w ciągu kilku sezonów; 317L znacznie wydłuża żywotność podzespołów. Nie oznacza to jednak, że jest to odpowiedź uniwersalna. Gorący stężony kwas solny, gorący stężony kwas siarkowy i silne pękanie korozyjne naprężeniowe wymagają stopów niklu lub gatunków duplex. Różnica pomiędzy gatunkami 304, 316L i duplex w zastosowaniach korozyjnych została omówiona bardziej szczegółowo w naszym artykule porównanie odporności na korozję różnych gatunków stali nierdzewnej .

Właściwości mechaniczne i zachowanie w temperaturze

317L zapewnia nieco wyższą minimalną temperaturę pokojową niż 316L. Poniższa tabela zawiera typowe wartości minimalne dla blachy zgodnie z normą ASTM A240.

W pełni austenityczna mikrostruktura utrzymuje 317L ciągliwy w niskich temperaturach, dlatego czasami jest on używany w zastosowaniach kriogenicznych, które nie wymagają ekstremalnych warunków chlorkowych. Z drugiej strony nie jest to stop odporny na pełzanie, ale utlenia się w akceptowalnym stopniu w ciągłej pracy do około 1600°F (870°C). W przypadku projektowania ciśnienia w podwyższonej temperaturze należy zastosować dopuszczalne wartości naprężeń z obowiązującego kodu ASME, a nie dane dotyczące temperatury pokojowej.

317L kontra 316L: który gatunek należy określić?

Wybór zwykle sprowadza się do trzech czynników: stężenia chlorków, temperatury i kosztu awarii. Gdy zawartość chlorków przekracza około kilkuset ppm, gdy temperatura jest wystarczająco wysoka, aby przyspieszyć wżery lub gdy nieplanowane przestoje są bardzo kosztowne, bezpieczniejszą specyfikacją jest 317L. Gdy strumień jest łagodny, instalacja jest już znormalizowana w stosunku do stali 316L, a okresy między przeglądami dają wgląd w szybkość korozji, 316L jest ekonomicznym wyborem.

Określanie 317L dla całej instalacji tylko dlatego, że jedna linia jest agresywna, jest częstym błędem. Właściwym podejściem jest oddzielenie strumieni korozyjnych, wybór gatunku 316L do ogólnych linii technologicznych i zarezerwowanie gatunku o wyższej zawartości molibdenu do zastosowań naprawdę agresywnych. W przypadku linii procesów chemicznych, gdzie wystarczający jest 316L, SCH40 Rura przemysłowa ze stali nierdzewnej 316 dla przemysłu chemicznego od producenta, który kontroluje wyżarzanie i obróbkę powierzchni, zapewnia przewidywalną wydajność przy krótszym czasie realizacji. Dzięki takiemu rozdzieleniu obowiązków koszty kapitałowe pozostają pod kontrolą bez uszczerbku dla niezawodności.

Stabilność w wysokiej temperaturze Sch40 Przemysł chemiczny 316 Rury ze stali nierdzewnej Supp Xinhang Special Material Co., Ltd. Oddział w Hangzhou jest chińskim zwyczajem Stabilność w wysokiej temperaturze Sch40 Przemysł chemiczny 316 Stal nierdzewna... Zobacz produkt →

Formowanie, spawanie i wykończenie powierzchni

317L formuje się i spawa jak inne gatunki austenityczne, ale utwardza się szybciej niż 316L. Gięcie i ciągnienie rur wymagają większych sił, a obróbka wymaga sztywnych ustawień, ostrych płytek i niższych prędkości skrawania. Te cechy są dobrze rozumiane przez młyny z doświadczeniem w rodzinie serii 300.

Do spawania standardowym wyborem jest odpowiednie spoiwo, takie jak AWS ER317L. Ponieważ zawartość węgla jest ograniczona do 0,030 procent, ciężkie sekcje można spawać w stanie po spawaniu w przypadku większości zastosowań korozyjnych, a obróbka cieplna po spawaniu jest generalnie niepotrzebna. Konieczne jest całkowite usunięcie zabarwienia cieplnego spoiny i tlenków, zwykle poprzez trawienie lub czyszczenie mechaniczne, a następnie pasywację. Pozostawiony na miejscu barwnik termiczny niszczy warstwę pasywną i staje się punktem wyjścia dla ataku szczelin.

Wykończenie powierzchni zasługuje na tyle uwagi, co chemia. W rurach, w których powierzchnia wewnętrzna styka się z płynem procesowym, chropowatość zatrzymuje osady i przyspiesza korozję pod osadami. Dlatego też rury narzędziowe i rury wymienników ciepła przeznaczone do wymagających zastosowań są często dostarczane z wyżarzonym lub polerowanym otworem.

Typowe zastosowania 317L

Gatunek pojawia się wszędzie tam, gdzie łączą się kwasy i chlorki. Typowe zastosowania obejmują:

• Przetwórstwo chemiczne i petrochemiczne: rurociągi, zbiorniki i wymienniki ciepła obsługujące mieszaniny kwasu siarkowego, kwasy organiczne i strumienie technologiczne z zanieczyszczeniami chlorkowymi.
• Masa celulozowa i papier: myjnie, mieszalniki i rurociągi wystawione na działanie dwutlenku chloru.
• Kontrola zanieczyszczeń: elementy płuczki odsiarczania spalin w elektrowniach węglowych.
• Przetwórstwo farmaceutyczne i spożywcze: zbiorniki i linie czyszczone środkami dezynfekującymi zawierającymi chlorki podczas przetwarzania kwaśnego produktu.
• Wymienniki ciepła i skraplacze: wiązki, w których skład chemiczny wody chłodzącej grozi wżerami po stronie wody.

Podczas pracy wymiennika ciepła metalowa rura musi opierać się czynnikowi procesowemu z jednej strony i wodzie chłodzącej z drugiej. Sprawdzone tam, gdzie woda chłodząca jest czysta, a strona procesowa łagodna Rury wymiennika ciepła ze stali nierdzewnej 316L pozostać najbardziej opłacalnym wyborem pakietu; tam, gdzie którakolwiek ze stron jest agresywna, zwiększenie zawartości molibdenu w 317L zapewnia marżę oddzielającą dekadę pracy od wielokrotnego ponownego montażu.

Rura do wymiany ciepła ze stali nierdzewnej 316L o wysokiej wytrzymałości dla dostawców kotłów, OEM / Xinhang Special Material Co., Ltd. Oddział w Hangzhou to chińska niestandardowa rura do wymiany ciepła ze stali nierdzewnej 316L o wysokiej wytrzymałości do zasilania kotła... Zobacz produkt →

Normy, specyfikacje i kwestie dotyczące zaopatrzenia

Zakup rur i przewodów 317L nie polega po prostu na podaniu nazwy gatunku w zamówieniu. Specyfikacja kontroluje produkt. ASTM A312 obejmuje rury bez szwu i spawane; ASTM A269 obejmuje rury; ASTM A213 obejmuje rury kotłów i wymienników ciepła; ASTM A240 obejmuje płyty, arkusze i taśmy. Każda specyfikacja określa tolerancje wymiarowe, wymagania testowe i oznakowanie, które chronią kupującego przed materiałem, który tylko wygląda prawidłowo.

Przed przyjęciem wysyłki należy sprawdzić z zamówieniem świadectwo próby walcarki: numer wytopu, pełną analizę chemiczną, wyniki rozciągania z tego wygrzania oraz wyniki badań hydrostatycznych lub prądów wirowych. Zmierz grubość ścianki i średnicę zewnętrzną w kilku punktach i potwierdź, że wykończenie powierzchni odpowiada ustalonym wymaganiom. Rzetelny dostawca potwierdzi również, w jaki sposób rura została wyżarzana i czy materiał był wyżarzany trawiony czy wyżarzany na gładko.

Jeszcze jedna praktyczna uwaga: model 317L jest rzadziej dostępny w magazynie niż model 316L, a czas realizacji może być dłuższy. Jeśli ocena korozji wykaże, że harmonogram oświetlenia odporna na korozję rura do sprzętu chemicznego w 316L wykona zadanie, możesz skrócić harmonogram i obniżyć koszty. Kluczem jest podjęcie tej decyzji świadomie, na podstawie rzeczywistych danych procesowych, a nie uciekanie się do droższego gatunku.

Odporność na korozję Sch20 Sprzęt chemiczny Rura ze stali nierdzewnej na sprzedaż Supp Xinhang Special Material Co., Ltd. Oddział w Hangzhou jest chińskim zwyczajem, odpornym na korozję, sprzętem chemicznym Sch20, rurami ze stali... Zobacz produkt →

317L nie jest ulepszeniem prestiżowym; jest to obliczona odpowiedź na problem korozji. Zacznij od scharakteryzowania rzeczywistego środowiska procesu: zawartości chlorków, pH, temperatury i kosztów przestojów. Porównaj 316L i 317L z tymi liczbami i zarezerwuj gatunek o wyższej zawartości molibdenu dla strumieni, które tego potrzebują. Kiedy już będziesz tego potrzebować, kup zgodnie z uznanym standardem, sprawdź dokumentację walcarki i zwróć uwagę na spawanie i wykończenie powierzchni, ponieważ nawet odpowiedni gatunek nie zawiedzie, jeśli zostanie wykonany niedbale. Jeśli tego nie zrobisz, zaoszczędzone pieniądze pozwolą utrzymać konkurencyjność projektu. Ta dyscyplina odróżnia niezawodne systemy rur ze stali nierdzewnej od tych, które zawiodą w ciągu pierwszych dwóch lat.