316L vs 316H rustfrit stål: Kulstofindhold, krybestyrke og høj-temperaturvalg

Spørg enhver materialeingeniør om at nævne de to mest almindelige austenitiske rustfrie stål, og de vil sige316Log 316H - ofte uden at være klar over, at disse to "søskende" var designet til fuldstændig modsatte jobs. 316L er den svejsbare, korrosionsbestandige-arbejdshest af kemiske fabrikker, marineudstyr og fødevareforarbejdning. 316H er specialisten i høje-temperaturer, bygget til at modstå det langsomme krybning{6}, når det holdes under langsomme deformationer, {6} forhøjet temperatur i år eller årtier.

Hele forskellen mellem de to kvaliteter kommer ned til to variabler: kulstofindhold og kornstørrelse. 316L begrænser kulstof til 0,03 % for at forhindre svejsesensibilisering. 316H kræver kulstof mellem 0,04 % og 0,10 % plus en grov kornstørrelse på ASTM nr.. 7 eller maksimerer krybestyrken, begge dele. Dette er ikke en "bedre eller værre" sammenligning - det er et "rigtigt værktøj til den rigtige temperatur" sammenligning. Brug af 316L over 425 grader (800 grader F) i trykservice risikerer krybefejl; Brug af 316H til en svejset kemikalietank inviterer til intergranulær korrosion. Valg af den forkerte kvalitet i begge retninger har forårsaget fabrikslukninger, fartøjsbrud og katastrofale fejl.

Beslutningsreglen i én sætning: under 425 grader (800 grader F) og svejset eller korrosions-kritisk, vælg 316L; over 425 grader, hvor krybestyrken og ASME-kodens høje-temperaturer betyder noget, vælg 316H. De to kvaliteter er komplementære, ikke udskiftelige -, og at forveksle dem er en af ​​de mest almindelige materialeudvælgelsesfejl i proces- og energiindustrien.

Kemisk sammensætning - Kulstofindhold og kornstørrelseskravet

316L og316Hdeler den samme kernekemi - 16-18% chrom, 10-14% nikkel og 2-3% molybdæn - og adskiller sig i kulstofindhold og kornstørrelse. 316L caps kulstof på 0,03% (maksimal svejsbarhed), mens 316H specificerer kulstof på 0.100 g 0.10ar korn plus en obligatorisk størrelse. Nej. 7 eller grovere. Molybdænet i begge kvaliteter er det, der adskiller hele 316-familien fra 304: det giver modstandsdygtighed over for grubetæring og sprækkekorrosion i kloridmiljøer.

Både 316L (UNS S31603) og 316H (UNS S31609) er molybdæn-bærende austenitisk rustfrit stål i 300-serien. "L" i 316L står for "Low Carbon" (mindre end eller lig med 0,03%). "H"et i 316H står for "High Carbon" (0,04-0,10%), og det har et yderligere krav, som ingen anden 300-seriekvalitet har: en grov kornstørrelse på ASTM nr.. 7 eller grovere. Dette kornstørrelseskrav er det, der gør 316H fundamentalt forskellig fra almindelig 316 med blot forhøjet kulstof - det grove korn er afgørende for krybemodstand, og det er verificeret ved mikrostrukturel undersøgelse på mølletestrapporten.

Hvorfor peger kulstofindhold de to karakterer i modsatte retninger?

Carbon spiller to modsatrettede roller i 316-serien af ​​rustfrit stål. Ved høje temperaturer styrker kulstof metallet ved at danne fine chromcarbidudfældninger, der fastholder korngrænser mod krybedeformation -, derfor har 316H brug for mindst 0,04 % kulstof. Men under svejsning migrerer det samme kulstof til korngrænser og udtømmer krom, hvilket forårsager intergranulær korrosion (sensibilisering) - det er derfor, 316L begrænser kulstof til 0,03 %. Kort sagt: Kulstof er 316H's kilde til høj-temperaturstyrke, og 316L's fravær af kulstof er dens kilde til svejseintegritet. Du kan ikke have begge fordele i en enkelt kemi – derfor findes de to karakterer.

For at forstå denne afvejning-kan du forestille dig, at kulstofatomer udfører to forskellige opgaver ved to forskellige temperaturer. I 425-870 grader (800-1.600 grader F) nået sensibiliseringsområde - i den varme-påvirkede zone af en svejsning - reagerer kulstof med krom og danner kromcarbider ved korngrænser, hvilket skaber mikroskopisk korrosion fra det omgivende metal. paths. 316L's ultra-lave kulstofindhold betyder, at der ikke er nok kulstof til at forårsage denne skade, så svejst 316L forbliver korrosionsbestandig uden varmebehandling efter svejsning.

Men ved vedvarende høj temperatur (ca. 500-700 grader), vender historien om. Kryb - den langsomme strækning af metal under belastning - sker primært ved at korngrænser glider forbi hinanden og ved dislokationsbevægelser. En fin spredning af chromcarbidpartikler ved korngrænserne virker som stifter, der låser grænserne på plads, hvilket dramatisk bremser krybningen. Dette er præcis den forstærkningsmekanisme, som 316H's højere kulstof giver. 316L, næsten uden kulstof til at danne disse fastholdende karbider, kryber hurtigere ved høj temperatur. For at tilføje fordelen betyder 316H's grove kornstørrelse færre korngrænser pr. volumenenhed - og da korngrænser er det svage led i krybning, er færre grænser lig med bedre krybemodstand.

Kornstørrelseskravet - Hvad gør 316H til virkelig "H"

Kravet til kornstørrelse for ASTM nr af samme kemi. Dette er grunden til, at en materialetestrapport for 316H skal vise kornstørrelsen - et 316-materiale med det rigtige kulstof, men et fint korn er IKKE 316H og vil ikke yde det samme i krybetjeneste.

Kornstørrelse måles ved ASTM E112 og rapporteres som et tal; højere tal betyder finere korn. En typisk udglødet 316L har en kornstørrelse på ASTM No. 5-8, ofte på den finere side efter opløsningsudglødning. 316H er bevidst produceret med en kornstørrelse på ASTM No. 7 eller grovere (typisk No. 3-7 i praksis), opnået gennem kontrolleret opløsning-udglødningstemperatur og tid. Dette er et af de få tilfælde i rustfrit stål, hvor en "grovere" mikrostruktur er "bedre" - et kontraintuitivt punkt, der forvirrer ingeniører, der lærte, at fine kornstørrelser forbedrer rumtemperatur-styrke og sejhed. Sandheden er, at fint korn hjælper ved stuetemperatur, men groft korn vinder ved krybetemperaturer.

[Kilde] ASTM A240/A240M - Standardspecifikation for krom og krom-Nikkel rustfrit stålplade, -plade og -strimmel. ASTM E112 - standardtestmetoder til bestemmelse af gennemsnitlig kornstørrelse.

Mekaniske egenskaber

Ved stuetemperatur i udglødet tilstand har 316H lidt højere minimumstræk- og flydespænding end 316L (515 MPa vs 485 MPa træk; 205 MPa vs 170 MPa udbytte), fordi det højere kulstofindhold giver beskeden nedbørsstyrkelse. Denne forskel på 6-15 % er dog lille, og begge kvaliteter er duktile og formbare. Forskellen i rumtemperatur{10}}styrke er IKKE grunden til at vælge den ene klasse frem for den anden - den rigtige differentiator vises kun ved forhøjet temperatur.

Forhøjet-temperaturstyrke og ASME tilladte stressdeling

Den afgørende mekaniske forskel vises over omkring 425 grader (800 grader F). ASME-kedel- og trykbeholderkode, sektion II, del D angiver tilladte spændingsværdier for 316L kun op til 800 grader F (427 grader ) - derudover har 316L ingen kode-angivet tilladt spænding, fordi dens krybestyrke ikke er pålideligt garanteret. 316H, derimod er opført 1,500 grader. (816 grader F). Denne enkelt kendsgerning er den praktiske regel, der styrer hele 316L vs 316H valgbeslutningen med hensyn til tryk-beholder og rørdesign.

Årsagen til 800 grader F (427 grader) loftet på 316L er krybning. Ved temperaturer over ca. 0,4 gange smeltepunktet (udtrykt i Kelvin) begynder metaller at deformeres permanent under belastninger et godt stykke under deres rumtemperatur-udbyttestyrke. For austenitisk rustfrit stål begynder dette kryberegime omkring 500 grader (930 grader F), og med 600 grader (1.112 grader F) dominerer det designet. Fordi 316L hverken har kulstoffet eller det grove korn til at modstå krybning, offentliggør ASME simpelthen ikke tilladte spændinger for det over 800 grader F - en designer kan bogstaveligt talt ikke bruge 316L til en kode-stemplet trykkomponent ved 600 grader . 316H, kreppet{20} specifikt tilladt til kode{20} helt til 1.500 grader F (816 grader).

[Kilde] ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section II, Part D - Properties (Metric). De viste værdier er repræsentative; se den aktuelle kodeudgave for design.

Krybstyrke

Krybning er den langsomme, permanente deformation af et metal, der holdes under spænding ved høj temperatur - selv ved en spænding langt under dets rumtemperatur-. Et rør, der let holder 100 bar ved 20 grader, kan ved 600 grader langsomt svulme, tynde og briste over måneder eller år under samme tryk. Krybning er den dominerende fejlmekanisme i udstyr med høje-temperaturer, såsom kedelrør, overhedningsrør, rør til raffinaderiovne og damprør -, og det er netop den fejltilstand, som 316H er konstrueret til at modstå, og 316L ikke er.

For at forstå kryb intuitivt, tænk på at strække et stykke varm karamel eller en blød ost. Træk forsigtigt, og det strækkes langsomt og permanent - det klikker ikke tilbage. Metaller gør det samme ved høj temperatur: atomerne inde i metallet får nok termisk energi til at bevæge sig og omarrangere under belastning. Over tid akkumuleres denne atombevægelse som permanent deformation. Ved stuetemperatur er denne bevægelse så langsom, at den er irrelevant i løbet af et menneskes liv. Ved 600 grader sker det hurtigt nok til at sprænge en trykbeholder i løbet af få år -, hvorfor krybning, ikke flydestyrke, styrer høj-temperaturdesign.

Krybning er typisk karakteriseret ved krybningsbrudstyrken: den spænding, der forårsager brud efter en bestemt tid ved en specificeret temperatur, almindeligvis rapporteret ved 100.000 timer (ca. 11,4 år). For eksempel kan et materiale have en 100.000{{12}timers krybebrudstyrke på 100 MPa ved 600 grader, hvilket betyder, at en komponent belastet til 100 MPa i gennemsnit vil overleve 100.000 timer før brud. Designkoder bruger disse krybebrudsværdier divideret med en sikkerhedsfaktor til at indstille den tilladte spænding ved høj temperatur - hvilket er grunden til, at 316L ikke har nogen tilladt spænding over 800 grader F.

Hvorfor 316H modstår kryb bedre end 316L

316H modstår krybning gennem to forstærkningsmekanismer, som 316L mangler: (1) højere kulstof (0,04-0,10%) danner fine chromcarbidudfældninger ved korngrænserne, som fastgør grænserne og forhindrer dem i at glide; (2) grov kornstørrelse (ASTM-nr.. 7 eller grovere) betyder færre korngrænser pr. volumenenhed, og da korngrænser er det svage led i krybning, er færre grænser lig med mindre krybning. 316L har ingen af ​​mekanismerne, så den kryber væsentligt hurtigere ved høj temperatur.

Mekanisme 1 - hårdmetalstiftning. I 316H danner kulstoffet en dispersion af chrom-rige M₂3C6-carbider ved korngrænserne. Disse karbider fungerer som stifter, der drives gennem korngrænserne, låser tilstødende korn sammen og modstår grænseglidningen, der driver krybedeformation. 316L, næsten uden kulstof, danner langt færre af disse stiftkarbider, så dets korngrænser glider mere frit under belastning ved høj temperatur.

Mekanisme 2 - groft korn. Krybedeformation koncentreres ved korngrænser, fordi grænserne er der, hvor atomstrukturen er uorden. Et fint-materiale har mange grænser (flere svage led); et groft-kornet materiale har få. Ved at kræve ASTM-kornstørrelse nr. . 7 eller grovere, minimerer 316H antallet af svage led, hvilket direkte reducerer krybehastigheden. Dette er et sjældent tilfælde inden for metallurgi, hvor grovere er bedre - det stik modsatte af den fine-kornpræference for rum-temperaturstyrke og sejhed.

Den kombinerede effekt er betydelig. Ved 600 grader (1.112 grader F) er 100.000-timers krybebrudstyrken for 316H omtrent 30-60 % højere end den for 316L tilsvarende basekemi. Rent praktisk kan et 316H kedelrør bære den samme dampbelastning ved 600 grader i to til tre gange længere end et 316L rør - eller bære en højere belastning i samme designlevetid. For udstyr med en designlevetid på 20-30 år er denne forskel forskellen mellem succes og for tidlig fiasko.

Creep Applications - Where 316H Earns Its Keep

316H er standardmaterialet til forhøjede-temperaturer i området 500-700 grader (930-1.290 grader F), især inden for energiproduktion og raffinering: kedeloverhedning og eftervarmerrør, dampsamlere og damprør, raffinaderiovne{8}, raffinaderiovne og højtemperaturbeholdere{8} varmevekslerslange-. Det er valgt specifikt, hvor lang-krybestyrke - ikke kun kortsigtet varmestyrke - er det styrende designkriterium.

Høj-temperaturvalg

Det vigtigste enkelttal i 316L vs 316H beslutningen er 425 grader (800 grader F). Under denne temperatur er 316L fuldt acceptabelt og er normalt det bedre valg på grund af dets overlegne svejsbarhed og modstandsdygtighed over for intergranulær korrosion. Over denne temperatur er 316L ikke tilladt i enhver kode-reguleret trykanvendelse, og 316H (eller en anden krybeklassificeret legering) bliver obligatorisk. Husk denne tærskel: den løser langt de fleste 316L vs 316H spørgsmål.

Grænsen på 800 grader F for L-kvaliteter er ikke vilkårlig - den er skrevet ind i ASME BPVC Sektion II, Del D, som simpelthen ikke angiver tilladte spændinger for 316L over 800 grader F. Fordi ASME Sektion VIII (trykbeholdere) og ASME B31.3 (tillader bearbejdning af disse spændinger) kræver en designer til at bruge disse spændinger. Kode-stemplet komponent kan ikke lovligt bruge 316L over 800 grader F. Dette er sandt, selvom en leverandør fortæller dig, at 316L "bør holde op" ved 600 grader - materialet kan fysisk overleve i et stykke tid, men det har ingen kode-godkendt stressgrundlag, og dets krybelevetid er ikke garanteret.

Temperaturvalgstige

Oxidations-- Den anden høje-temperaturgrænse

Selv 316H har en øvre driftstemperatur. Over omkring 870 grader (1.600 grader F) i luft begynder den beskyttende chromoxidskala på 316H at bryde ned, og kontinuerlig service forårsager progressiv oxidation (afskalning) og tab af sektion. For kontinuerlig service over ca. 870 grader skal du skifte til en varme-bestandig kvalitet (såsom 310S eller 253MA) eller en nikkellegering (såsom Inconel 625 eller 601). Mellem 816 grader og 870 grader kan 316H bruges intermitterende eller under let belastning, men oxidationslevetiden skal vurderes fra sag til sag.

Høj-temperaturkorrosion er fundamentalt forskellig fra den vandige korrosion, der dominerer ved lav temperatur. Ved lav temperatur er korrosion elektrokemisk - den har brug for en flydende elektrolyt. Ved høj temperatur er korrosion oxidation - metallet reagerer direkte med oxygen, svovl eller kulstof i gassen. Chrom i 316H danner en beskyttende Cr₂O₃-skala, der modstår oxidation op til ca. 870 grader. Over det bliver skalaen mindre beskyttende, og det underliggende metal forbruges gradvist.

Dette er grunden til, at "høj temperatur" materialevalg har to uafhængige spørgsmål: "Er krybestyrken tilstrækkelig?" og "Vil metallet oxidere væk?" - og begge skal besvares, før en karakter vælges.

Svejsning og sensibilisering

Her er kerneironien i 316-familien: netop det kulstof, der giver 316H sin høje-temperaturkrybestyrke, er det samme kulstof, der gør 316H sårbar over for svejsesensibilisering. Når 316H svejses og den varme-påvirkede zone passerer gennem 425-870 grader, udfældes dets kulstof som kromcarbider ved korngrænserne, hvilket nedbryder krom og skaber modtagelighed for intergranulær korrosion, hvis komponenten senere udsættes for et svejsende miljø,{8} rent uden denne risiko -, hvilket er grunden til, at 316L er standardvalget til svejset, lavtemperatur, ætsende service.

Denne afvejning-er grunden til, at de to kvaliteter komplementerer snarere end konkurrerer. 316H-komponenter (kedelrør, dampsamlerør) fungerer over 500 grader i damp- eller forbrændingsgas --miljøer, hvor der ikke forekommer vandig intergranulær korrosion, så sensibilisering er ikke et praktisk problem. 316L-levnedsmiddelkomponenter, under kemiske tanker, 5, 2,5 vandige eller mildt sure miljøer, hvor intergranulær korrosion er en reel trussel, så den lave-kulstoffordel er afgørende. At vælge den forkerte karakter inverterer denne logik og inviterer til fiasko.

Svejsepraksis for 316L vs 316H

Kan du svejse 316L til 316H?

Ja - 316L og 316H er metallurgisk kompatible og kan svejses sammen, men fyldmetallet og driftstemperaturen skal tages i betragtning. Til en fuge med lav-temperatur skal du bruge ER316L spartelmasse, så svejsemetallet modstår sensibilisering. For en krybefuge med høj-temperatur skal svejsemetallet have matchende kulstof og samme krybestyrke som 316H basismetallet - ved at bruge et lavt-kulstoffyldstof i en krybefuge skaber et svagt led, der vil krybe-fejl først. Se den gældende kode (ASME B31.3, Sektion VIII) for de specifikke fyldmetalkrav til 316H-fuger med høj-temperatur.

Dette er en subtil, men vigtig pointe, som ingeniører ofte savner. I en svejset samling ved stuetemperatur er svejsemetallet normalt stærkere end basismetallet, så en lidt svagere svejsning er stadig acceptabel. Men i krybeservice kan den svejsemetal og varme-berørte zone være de krybe-svageste dele af samlingen. Et 316L fyldstof aflejret i en 316H krybeforbindelse har lavere kulstof og finere korn end 316H basismetallet, så det vil krybe og briste først - et fænomen kendt som "reduktion af krybelevetid ved svejsninger." Til kritiske højtemperatursvejsninger skal fyldstofkemien, kornstrukturen og endda svejsevarmebehandlingen tilpasses nøje for at bevare krybelivet.

Korrosionsbestandighed - vandig vs høj-temperatur

For generel korrosionsbestandighed, grubetæring og sprækkekorrosionsbestandighed i vandige miljøer er 316L og 316H i det væsentlige ækvivalente, fordi disse egenskaber er styret af krom, nikkel og molybdæn -, som er identiske i de to kvaliteter. Begge har et PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) på ca. 24-25, hvilket gør begge velegnede til mild klorideksponering, men ikke til svær havvandsbehandling. Korrosionsforskellen mellem kvaliteterne vises kun efter svejsning (sensibilisering) og ved høj temperatur (oxidation).

Molybdænindholdet (2-3%) er det, der giver hele 316-familien dens fordel i forhold til 304. Molybdæn forbedrer dramatisk modstanden mod grubetæring og sprækkekorrosion i kloridmiljøer. Dette er grunden til, at 316/316L/316H er standard rustfrit stål af "marin-kvalitet" og "kemisk-kvalitet", mens 304 er standardkvaliteten "generel-formål". Da 316L og 316H deler det samme molybdænindhold, er deres modstandsdygtighed over for chloridgruber identisk - "L" eller "H" betegnelsen har ingen betydning for denne egenskab.

Intergranulær korrosion - hvor kvaliteterne divergerer efter svejsning

Efter svejsning afviger korrosionsadfærden af 316L og 316H skarpt. 316L modstår intergranulær korrosion i den -svejsede tilstand, fordi dens lave kulstofindhold forhindrer chromcarbidudfældning i den varme-påvirkede zone. 316H, med 90,04% kulstof,{0,04. under svejsning, og en svejset 316H-komponent, der udsættes for et korrosivt vandigt miljø under ca. 400 grader, vil lide intergranulært angreb i den svejsevarme{12}}berørte zone. Dette er grunden til, at svejset 316H er reserveret til høj-temperatur, ikke-vandig brug.

Intergranulær korrosion (IGC) er den fejltilstand, som "L"-klasserne blev skabt for at forhindre. Det opstår, når chromcarbider dannes ved korngrænser under svejsning, hvilket udtømmer det tilstødende metal for chrom under ~12 % passiv-filmtærsklen. De udtømte grænser korroderer derefter fortrinsvis, hvilket får metallet til at miste styrke og til sidst svigte langs korngrænserne. 316H er bevidst højt i kulstof, så det er i sagens natur sensibiliserende-tilbøjeligt. For enhver svejset komponent, der vil se vand, proceskemikalier eller endda fugtig luft ved lav temperatur, er 316L - ikke 316H - det rigtige valg. Omvendt, for et kedelrør ved 600 grader i tør damp, er sensibilisering irrelevant, og 316H er korrekt.

Oxidation og karburering med høj-temperatur

Ved høj temperatur skifter de relevante korrosionsmekanismer fra vandigt angreb til oxidation, sulfidering og karburisering. Her klarer 316H sig lige så godt som (eller lidt bedre end) 316L, fordi oxidationsmodstanden styres af chrom - identisk i begge kvaliteter -, og det højere kulstof i 316H kan endda forbedre modstandsdygtigheden over for karburering ved at præ-mætte overfladen med kulstof. Begge kvaliteter danner en beskyttende Cr₂O₃-skala op til ca. 870 grader, over hvilken der kræves en varme- eller nikkelbaseret legering.

I ovn- og reformerservice er karburering - absorptionen af ​​kulstof fra procesgassen ind i metallet - en almindelig nedbrydningsmekanisme, der gør legeringen skør. Fordi 316H allerede indeholder mere kulstof, har den en højere kulstof "kapacitet", før karburering bliver skadelig, hvilket giver den en lille kant over 316L i karburerende atmosfærer. Dette er en anden grund til, at 316H er den foretrukne kvalitet inden for raffinering og petrokemiske ovne. Til sulfidering (høj-H₂S) atmosfærer ved høje temperaturer er ingen af ​​kvaliteterne imidlertid ideelle, og en højere-nikkellegering såsom Incoloy 825 eller Inconel 625 bør overvejes.

Omkostninger og tilgængelighed

316L og 316H prissættes i det væsentlige identisk -. omkostningsforskellen er ubetydelig (typisk inden for 2-5 % og ofte nul), fordi begge kvaliteter produceres af den samme AOD-raffineringsrute, og forskellen er kun en beskeden kulstofjustering plus et kontroltrin i kornstørrelse. Det betyder, at omkostningerne aldrig bør styre beslutningen om 316L vs. 316H; valget bør tages udelukkende på basis af driftstemperatur, svejsning og korrosionskrav.

I modsætning til 304L vs 304 -, hvor L-kvaliteten har en lille præmie i forhold til standard 304 -, er sammenligningen mellem 316L og 316H nogenlunde omkostnings-neutral. Begge kvaliteter har den samme basislegeringspris (drevet af 2-3 % molybdænindhold, som er den dyre ingrediens), og de trinvise omkostninger ved at opnå 316H's kulstofsortiment og grove korn er små. Dette er heldigt, fordi det fjerner prisen fuldstændigt: Ingeniører kan vælge rent teknisk, og det er præcis sådan en sikkerhedskritisk beslutning skal træffes.

Tilgængelighed

316L er det mest udbredte og tilgængelige rustfri stål i verden, tilgængeligt i enhver produktform (plade, plade, stang, rør, rør, fittings, flanger) fra stort set alle rustfrit stålforhandlere og møller. 316H er mindre almindeligt, men stadig let tilgængeligt, især i de rørformede produktformer (ASTM A213/A3162) (ASTM A213/A3312) A213/A3312 (A3162) bruges i kraft- og raffineringsapplikationer. Til applikationer med høje-temperaturtryk er 316H tilgængelighed veletableret gennem møller, der betjener kedel- og petrokemiske industrier.

En praktisk note: Fordi 316L er så dominerende på markedet, bruger mange distributører og fabrikanter det som standard - selv for applikationer, der skal bruge 316H. Når du bestiller til høj-temperaturservice, skal du udtrykkeligt angive "316H" og kontrollere på materialetestrapporten, at (1) kulstof er 0,04-0,10 %, og (2) kornstørrelse er ASTM-nr.. 7 eller grovere. Materiale, der kun opfylder 316-kemien (med 0,08 % maks. kulstof), men som mangler kornstørrelseskravet, er IKKE 316H og vil ikke levere den påkrævede krybeydelse.

Ofte stillede spørgsmål

Q: Hvad står "H" i 316H for?

A: "H" står for "High Carbon." 316H angiver et kulstofindhold på 0,04-0,10% (højere end 316L's 0,03% max) plus en grov kornstørrelse på ASTM nr.. 7 eller grovere. Sammen maksimerer disse to funktioner krybestyrken til høj-temperaturservice. "H"-betegnelsen blev introduceret for at skelne kryb{12}}bedømt til 316 fra almindelig 316 og fra 316L med lavt kulstofindhold.

Q: Er 316H stærkere end 316L?

A: Ved stuetemperatur har 316H lidt højere minimumsstyrke (515 MPa vs 485 MPa trækstyrke; 205 MPa vs 170 MPa udbytte). Men den meningsfulde forskel er ved høj temperatur: Over 425 grader (800 grader F), 316H bevarer en langt højere krybestyrke end 316L, og 316H er den eneste af de to med kode{11}}angivne tilladte spændingsværdier over 800 grader F. Til rumtemperaturapplikationer er styrkeforskellen for lille til at have betydning.

Q: Kan jeg bruge 316L i stedet for 316H ved høj temperatur?

A: Ikke til ASME-kodetrykservice over 425 grader (800 grader F). 316L har ingen kode-anført tilladt stress over denne temperatur, fordi dens lave kulstof og fine korn ikke kan garantere krybemodstand. Til temperaturer over 425 grader i trykapplikationer skal du bruge 316H. Til applikationer uden-tryk eller let belastede applikationer bruges 316L nogle gange op til omkring 450 grader, men dette er uden for kodekspraksis og bør gøres med teknisk forsigtighed.

Q: Kan 316H svejses?

A: Ja, 316H kan svejses, men dets højere kulstof gør den varme-påvirkede zone modtagelig for sensibilisering (kromkarbidudfældning) under svejsning. Dette er acceptabelt for høj-temperatur, ikke-vandig drift, hvor der ikke forekommer vandig intergranulær korrosion. Brug ikke svejset 316H i lav-temperaturætsende vandig service - brug 316L i stedet.

Q: Hvad er den maksimale driftstemperatur på 316H?

A: 316H har ASME-kode tilladt stress angivet op til 816 grader (1.500 grader F). For kontinuerlig drift i luft bliver oxidationen imidlertid begrænsende over omkring 870 grader (1.600 grader F). I praksis er 316H oftest brugt i krybeområdet på 500-700 grader (930-1.290 grader F). Over ca. 870 grader kontinuerligt, skift til en varmebestandig kvalitet eller nikkellegering.

Q: Hvad er den maksimale driftstemperatur på 316L?

A: For ASME-kodetrykservice er 316L begrænset til 425 grader (800 grader F). Dette er ikke en korrosionsgrænse, men en krybe-styrkegrænse: Over 800 grader F er 316L's krybemodstand ikke pålideligt garanteret, så der offentliggøres ingen tilladt stress. Til enhver trykfastholdende komponent over 800 grader F skal du bruge 316H.

Q: 316L vs 316H vs 316 - hvordan vælger jeg?

A: Brug 316L til svejsede, korrosions-kritiske, lav-temperatur (under 425 grader) service - kemikalietanke, marinerør, fødevareudstyr. Brug 316H til høj-temperatur (425-816 grader) krybeservice - kedelrør, damprør, ovnrør. Brug almindelig 316 (0,08 % maks. kulstof) hovedsageligt som en generel kvalitet, når ingen af ​​ekstremerne gælder, selvom 316L i praksis stort set har erstattet 316 til svejsede applikationer.

Sp: Hvordan bekræfter jeg, at jeg modtager 316H og ikke 316 eller 316L?

A: Tjek materialetestrapporten (MTR). For 316H skal MTR vise: (1) kulstof 0,04-0,10 % og (2) kornstørrelse ASTM nr.. 7 eller grovere. Håndholdt XRF (PMI) kan ikke skelne 316/316L/316H, fordi den ikke kan måle kulstof- eller kornstørrelse. Kulstof skal verificeres ved OES eller laboratoriekemisk analyse og kornstørrelse ved metallografisk undersøgelse i henhold til ASTM E112. Anmod om et EN 10204 Type 3.1-certifikat for at bekræfte, at materialet er ægte 316H.