Високовуглецева нержавіюча сталь 316H

316H — високо{1}}вуглецевий варіант нержавіючої сталі 316 із контрольованим вмістом вуглецю для покращення -міцності повзучості при високих температурах. Він поєднує корозійну -стійкість 316, що містить молібден, із стійкістю до високих-температурних навантажень, що підходить для високо{8}}температурних-несучих компонентів у середовищі-корозії.

Хімічний склад (мас.%): C=0.04-0.10, Cr=16.00-18.00, Ni=10.00-14.00, Mo=2.00-3.00, Si Менше або дорівнює 1,00, Mn Менше або дорівнює 2,00, P Менше або дорівнює 0,045, S Менше або дорівнює 0,030, Fe=Баланс

Механічні властивості (відпалений): Межа міцності більше або дорівнює 515 МПа, межа текучості більше або дорівнює 205 МПа, відносне подовження більше або дорівнює 40%, Твердість менше або дорівнює 217HB

Переваги продуктивності: Чудова високотемпературна -міцність повзучості (700 градусів, 1000 год міцність повзучості більше або дорівнює 80 МПа); хороша стійкість до високо{4}}температурної хлоридної корозії; стабільна високотемпературна -стійкість до окислення; підходить для сценаріїв напруги 600-870 градусів.

Додатки: фланці-високотемпературних ємностей для хімічних реакцій, труби пароперегрівачів котлів (600-870 градусів), компоненти паливної системи газових турбін, високотемпературні трубопроводи корозійного середовища в нафтохімічній промисловості.

Еквівалентні оцінки: UNS S31609, JIS SUS316H, EN 1.4407, GB 07Cr17Ni12Mo2

Q&A

Q1: Яка перевага 316H над 304H у високо-корозійних середовищах? A1: Основною перевагою 316H над 304H у високо-температурній корозії є його чудова стійкість до високо-температурної хлоридної та слабкої кислотної корозії завдяки додаванню молібдену. 304H не містить молібдену, тому його стійкість до точкової та щілинної корозії у високо-температурних середовищах, що містять іони хлориду поганий, що робить його придатним лише для високо{11}}температурних окислювальних середовищ (таких як сухе високо{12}}температурне повітря). На відміну від цього, 316H містить 2,00-3,00 мас.% молібдену, який утворює щільну -збагачену молібденом оксидну плівку за високих температур, ефективно протистоячи ерозії іонів хлориду. Наприклад, у високотемпературних -димових газах, що містять діоксид сірки та іони хлориду в нафтохімічній промисловості, 304H зазнає швидкої корозії, тоді як 316H може підтримувати стабільну продуктивність. Крім того, 316H має вищий вміст нікелю, ніж 304H, що підвищує стабільність аустенітної структури та підвищує -температурну в’язкість. Це робить 316H кращим матеріалом для високо-температурних навантажень-компонентів підшипників у середовищі середньої корозії.

Q2: Який стандарт термічної обробки після-зварювання для 316H? A2: Стандарт -термічної обробки після зварювання для нержавіючої сталі 316H передбачає відпал при 850-900 градусах з часом витримки принаймні 30 хвилин на кожні 25 мм товщини з подальшим охолодженням повітрям. Ця термічна обробка є обов’язковою, оскільки зварювання створює залишкову напругу в компоненті, що може призвести до корозійного розтріскування під напругою за високих-температур і корозійних середовищ. Відпал за температури 850-900 градусів може ефективно усунути залишкову напругу, зменшивши ризик розтріскування. Водночас цей температурний діапазон може розчиняти надмірні карбіди хрому-молібдену, що виділяються під час зварювання, уникаючи утворення-збіднених сплавом зон і відновлюючи корозійну стійкість зони зварювання. Порівняно з 304H термічна обробка 316H після зварювання вимагає суворішого контролю температури, оскільки карбіди молібдену більш стабільні та потребують достатньої температури для розчинення. Неналежна термічна обробка (наприклад, недостатня температура або час витримки) призведе до зниження високотемпературних характеристик і стійкості до корозії 316H.

Q3: Чи може 316 замінити 316H у сценаріях високотемпературного стресу?- A3: Ні, 316 не може замінити 316H у сценаріях високотемпературного стресу. Ключова відмінність полягає у високотемпературній -межі повзучості, яка визначається вмістом вуглецю. 316H має контрольований високий вміст вуглецю (0,04-0,10 мас.%), який утворює достатню кількість стабільних карбідів за високих температур, щоб зафіксувати межі зерен і запобігти ковзанню зерна, тим самим покращуючи міцність повзучості. При 700 градусах міцність 316H (більше або дорівнює 80 МПа) на 33% вище, ніж у 316 (більше або дорівнює 60 МПа). У сценаріях високо{22}}температурного-напруження, як-от труби пароперегрівача котла, що працюють при 700 градусах, 316 зазнає очевидної пластичної деформації під довгостроковою-напругою, що призведе до поломки компонентів, тоді як 316H може зберігати структурну стабільність. Крім того, вміст вуглецю 316H збалансовує ефективність при високих-температурах і стійкість до корозії, тоді як низький вміст вуглецю 316 призводить до недостатньої кількості карбідів при високих температурах, що призводить до низького опору повзучості. Використання 316 у сценаріях високотемпературного стресу створить серйозну загрозу безпеці.

Q4: Яке значення контролю вмісту вуглецю для 316H? A4: Контроль вмісту вуглецю в 316H (0,04-0,10% ваги) має вирішальне значення для збалансування його високих{9}}температурних характеристик і стійкості до корозії. Нижня межа 0,04 мас.% гарантує наявність достатньої кількості вуглецю для з’єднання з хромом і молібденом при високих температурах з утворенням стабільних карбідів (таких як Cr₂₃C₆ і Mo₂C). Ці карбіди можуть значно підвищити -опір повзучості при високих температурах, дозволяючи 316H підтримувати структурну стабільність за довгострокових-високих-температур і високих-навантажень. Верхня межа 0,10 мас.% призначена для уникнення надмірного вуглецю, який може призвести до надмірного осадження карбіду. Надмірна кількість карбідів зменшить міцність 316H при кімнатній{23}}температурі та корозійну стійкість, особливо підвищуючи ризик міжкристалітної корозії. Порівняно з 316 (C менше або дорівнює 0,08 мас.%), діапазон вмісту вуглецю 316H точніший, що гарантує вищу -температурну повзучість, ніж 316, і кращу стійкість до корозії, ніж звичайна високо{28}}вуглецева нержавіюча сталь. Цей точний контроль вмісту вуглецю є ключовим для застосування 316H у високо-температурних середовищах, що піддаються корозії.

 

Q5: Які типові сценарії застосування 316H у нафтохімічній промисловості? A5: 316H має кілька типових сценаріїв застосування в нафтохімічній промисловості. По-перше, високотемпературні-фланці ємності для хімічних реакцій: ці компоненти працюють при 600-800 градусах і витримують високий тиск, вимагаючи високої{9}}температурної повзучості та стійкості до корозії до реакційних середовищ (таких як слабкі кислоти та органічні розчинники). По-друге, високотемпературні корозійні трубопроводи: використовуються для транспортування високотемпературних димових газів, пари або хімічних середовищ, що містять іони хлориду, де вміст молібдену 316H протистоїть корозії, а високий вміст вуглецю забезпечує стійкість до високих{15}}температур. По-третє, допоміжні компоненти печі крекінгу: у печах крекінгу етилену 316H використовується для таких компонентів, як труби та опори печі, які працюють при високих температурах і вимагають стійкості до високо{17}}температурного окислення та повзучості. По-четверте, компоненти паливної системи газової турбіни: ці компоненти піддаються дії високо-температурного паливного газу та потребують-високої температурної міцності та корозійної стійкості. По-п’яте, високо{21}}теплообмінні труби: використовуються в теплообмінниках для високо{23}}температурних корозійних середовищ, де всебічна продуктивність 316H забезпечує-тривалу стабільну роботу. У цих сценаріях переваги 316H у поєднанні високотемпературної міцності та стійкості до корозії використовуються повністю.