Нержавіюча сталь 316H: високий-вуглецевий рівень для високо-температурної корозійної роботи

Що таке нержавіюча сталь 316H?

316H – це -версія нержавіючої сталі з високим вмістом вуглецю типу 316, призначена в основному для роботи при-високих температурах. Суфікс H позначає контрольований діапазон вмісту вуглецю 0,04-0,10%, що значно перевищує максимум 0,03% для 316L. Вищий вміст вуглецю збільшує міцність під час повзучості та стійкість до--розриву при температурі вище приблизно 500 °C, тому 316H є стандартним вибором для посудин під тиском, компонентів котлів і систем трубопроводів, які працюють у діапазоні повзучості та регулюються нормами проектування для високих-температур. Клас вказано в ASTM A240 для пластин, листів і смуг, ASTM A312 для труб і ASTM A213 для котлів, пароперегрівачів і теплообмінних труб, з позначенням TP316H у стандартах на труби. Він зберігає покращену молібденом корозійну стійкість сімейства 316, тому його вибрано там, де тепло та корозійне технологічне середовище діють разом.

Хімічний склад (ASTM A240 / A312 / A213)

елемент	Зазначений діапазон (мас.%)
Карбон (C)	0.04 - 0.10
Кремній (Si)	0,75 макс
Марганець (Mn)	2,00 макс
Фосфор (P)	0,045 макс
Сірка (S)	0,030 макс
Хром (Cr)	16.00 - 18.00
Нікель (Ni)	10.00 - 14.00
Молібден (Mo)	2.00 - 3.00
Азот (N)	0,10 макс

Позначення H також містить вимоги до розміру зерна: для пластин, листів і смуг, що постачаються відповідно до ASTM A240, матеріал повинен мати розмір зерна No. 7 або більший, що є частиною причини, чому марки H- поводяться більш передбачувано в діапазоні повзучості. У системі EN немає окремого позначення класу H-; Матеріал типу 316H- призначено для практики ASTM із використанням основного складу EN 1.4401. У Японії форма труб високотемпературного котла та теплообмінника стандартизована як SUS316HTB у JIS G3463.

Механічні властивості та стійкість до-високих температур

Власність (відпалений)	Вимога
Міцність на розрив, хв	515 МПа
Межа текучості, хв	205 МПа
Подовження, хв	40%

При кімнатній температурі механічні властивості 316H по суті такі ж, як і у стандарту 316. Перевага вищого вмісту вуглецю проявляється лише в діапазоні повзучості, приблизно 500-800°C: 316H підтримує вищу напругу-до-розриву та нижчу швидкість повзучості, ніж 316 або 316L за тієї самої температури та напруги, тому проектні коди допускати вищі допустимі напруги для класу H- при підвищеній температурі. Сорт також утворює стабільну накип оксиду хрому, яка протистоїть окисленню та утворенню накипу на повітрі при робочій температурі. У сильно окиснювальних, сульфідуючих або розплавлених-соляних атмосферах натомість слід розглядати більш високолеговані термостійкі марки.

Зварювання та виготовлення

316H придатний для зварювання TIG, MIG і зварюванням в екранованій металевій дузі. Щоб зберегти стійкість до повзучості з’єднання, наповнювач повинен відповідати аналізу високого-вуглецю основного металу; наповнювачі з низьким вмістом{3}}вуглецю, такі як відкладення типу 316L-, створять метал шва з нижчою міцністю на повзучість, ніж основний матеріал. Необхідно контролювати надходження тепла, щоб обмежити ріст зерна та випадання карбіду в зоні термічного-впливу, а для товстих секцій може бути визначено відпал-розчину після зварювання або обробка-зняття напруги відповідно до норм проектування. Оскільки високий вміст вуглецю робить сплав більш чутливим до сенсибілізації, 316H зазвичай не використовується в -станах після зварювання, де міжкристалічна корозія викликає занепокоєння при нижчих температурах; що мито належить до 316L.

316H проти 316 проти 316L та програми

316L (вуглець 0,03% макс.) забезпечує найкращу зварюваність і стійкість до міжкристалітної корозії та є правильним сортом для зварювального обладнання нижче діапазону повзучості. Стандарт 316 (0,08% макс.) — це -стандарт загального призначення. 316H (0,04-0,10% вуглецю, контрольований розмір зерна) вказується, коли розрахункова температура входить у діапазон повзучості, як правило, вище приблизно 500 градусів C. Типове застосування 316H включає печі хімічних заводів і труби нагрівачів, високотемпературні-корозійні трубопроводи, морські нафтогазові теплообмінники та компоненти гирла свердловин, паропроводи електростанції та компоненти пароперегрівачів, а також резервуари під тиском, що працюють при підвищеній температурі в умовах корозії. Поєднання молібденової-стійкості до корозії та високо{16}}температурної міцності робить 316H рентабельним-вибором у порівнянні з вищими-сплавами,-теплостійкі-класами хлоридів-, що містять високі температури.

Часті запитання

Що робить 316H придатним для високо-корозійних середовищ?

Дві функції працюють разом: діапазон 0,04-0,10% вуглецю зміцнює межі зерен і підвищує стійкість до повзучості для довготривалої-експлуатації при високих температурах, тоді як 2-3% молібдену протистоїть утворенню хлоридів і корозії, викликаній технологічними хімікатами. Накип оксиду хрому запобігає надмірному окисленню при робочій температурі.

Як міцність повзучості 316H порівняно з 316 і 316L?

При температурах вище приблизно 500 °C 316H демонструє вищу міцність на розрив при повзучості та нижчу швидкість повзучості, ніж 316, і обидва перевершують 316L, низький вміст вуглецю в якому забезпечує найнижчу -температурну міцність із трьох. Норми проектування відображають це, призначаючи вищі допустимі напруги для класу H- в діапазоні повзучості.

Чи можна зварювати 316H для високотемпературних-конструкцій?

так Використовуйте присадний метал, який відповідає високо{1}}вуглецевому аналізу, контролюйте надходження тепла, щоб обмежити ріст зерен, і розгляньте можливість відпалу- розчину після зварювання для товстих секцій. Слід уникати низьковуглецевого наповнювача там, де очікується, що зварний шов буде нести навантаження повзучості.

Чому 316H використовується в морських нафтових і газових установках?

Офшорне обладнання стикається як з теплом, що виникає в результаті впорскування пари та технологічних потоків, так і з хлоридною корозією морської води. Вміст молібдену в 316H протистоїть пітингу, тоді як контрольований вміст вуглецю підтримує міцність на повзучість у таких компонентах, як труби теплообмінника та високотемпературні-труби.

Коли слід уникати 316H?

Уникайте 316H, де робоча температура низька, а зварна конструкція піддається впливу корозійних середовищ, оскільки високий вміст вуглецю сприяє сенсибілізації та міжкристалітній корозії; 316L є кращим вибором. 316H також не призначений для кріогенних умов чи застосувань, які вимагають інтенсивного холодного формування.

Які еквівалентні позначення 316H?

316H є UNS S31609 у системі ASTM, з пластиною, покритою A240, і трубою та трубою A213 та A312. У Японії високотемпературна-форма трубки SUS316HTB згідно JIS G3463. Система EN не має окремого рівня H-; базовий склад відповідає EN 1.4401.