Stål 316L Mod- også skrevet som 316L Modified eller 316LM - er en kemi-kontrolleret version af standard AISI 316L austenitisk rustfrit stål. Suffikset "Mod" (modificeret) signalerer, at et eller flere kemiske sammensætningsvinduer er blevet strammet eller ændret ud over standard ASTM A240 316L-specifikationen for at opfylde kravene i en bestemt applikation, kode eller indkøbsstandard.

De mest almindelige modifikationer involverer: begrænsning af nitrogen til et snævert område (typisk 0,06-0,10%) for at forbedre krybestyrken ved forhøjet-temperatur; stramning af kulstof til Mindre end eller lig med 0,020 % (i forhold til standarden Mindre end eller lig med 0,030%) for overlegen svejse--zonekorrosionsbestandighed; og begrænsning af trampelementer såsom bor, kobolt og kobber til dele-pr.-million niveauer for renlighed i nuklear-kvalitet.
I modsætning til en helt anden legering bevarer 316L Mod kernekemien i sin moderkvalitet: 16-18% krom, 10-14% nikkel og 2-3% molybdæn. Det, der ændrer sig, er præcisionen af disse intervaller og tilføjelsen af øvre grænser for elementer, der simpelthen ikke er kontrolleret i varespecifikationen.
Kemisk sammensætning: 316L vs 316L Mod
Tabellen nedenfor sammenlignerASTM A240 316Lspecifikation i forhold til den skærpede sammensætning, der er typisk for nuklear-grade 316L Mod (pr. RCC-M/AFCEN eller tilsvarende indkøbsspecifikation):
|
Element |
ASTM A240 - Standard 316L |
316L Mod (nuklear / høj-renhed) |
Hvorfor det betyder noget |
|
Kulstof (C) |
Mindre end eller lig med 0,030 % |
Mindre end eller lig med 0,020 % |
Lavere C=reduceret sensibiliseringsrisiko i HAZ |
|
Silicium (Si) |
Mindre end eller lig med 0,75 % |
Mindre end eller lig med 0,50 % |
Strammere Si forbedrer svejsesejheden |
|
Mangan (Mn) |
Mindre end eller lig med 2,00 % |
Mindre end eller lig med 1,80 % |
Kontrolleret for mikrostrukturel ensartethed |
|
Fosfor (P) |
Mindre end eller lig med 0,045 % |
Mindre end eller lig med 0,025 % |
Lavt P reducerer modtageligheden for varme revnedannelser |
|
Svovl (S) |
Mindre end eller lig med 0,030 % |
Mindre end eller lig med 0,015 % |
Lavt S forbedrer svejsekvaliteten og sejheden |
|
Chrom (Cr) |
16.0–18.0% |
16.5–18.0% |
Smalere bånd sikrer ensartet korrosionsbestandighed |
|
Nikkel (Ni) |
10.0–14.0% |
11.0–14.0% |
Højere Ni-gulv sikrer austenitstabilitet |
|
Molybdæn (Mo) |
2.0–3.0% |
2.25–3.00% |
Let forhøjet gulv for grubetistens |
|
Nitrogen (N) |
Mindre end eller lig med 0,10 % |
0.06–0.10% |
Kontrolleret N øger krybestyrken ved temp. |
|
Bor (B) |
Ikke specificeret |
Mindre end eller lig med 0,002 % |
Nuklear krav: B absorberer neutroner |
|
Kobolt (Co) |
Ikke specificeret |
Mindre end eller lig med 0,025 % |
Nuklear krav: Co-60 aktiveringsrisiko |
|
Kobber (Cu) |
Mindre end eller lig med 0,10 % (sporing) |
Mindre end eller lig med 0,10 % |
Kontrolleret for at forhindre forureningsproblemer |
Mekaniske egenskaber
På trods af sin strammere kemi opfylder eller overgår 316L Mod ASTM A240 316L mekaniske minimumskrav. For nuklear-kvalitetsplade kræves der ofte yderligere supplerende tests, herunder Charpy-slagtest ved -20 grader, forhøjet-temperaturtrækprøvning og intergranulær korrosionstest i henhold til ASTM A262 Practice E.
|
Min. Trækstyrke Større end eller lig med 515 MPa ASTM A240/RCC-M-krav |
Min. Udbyttestyrke (0,2 %) Større end eller lig med 205 MPa Ved stuetemperatur |
Min. Forlængelse Større end eller lig med 40 % I 50 mm sporvidde |
|
Hårdhed (maks.) Mindre end eller lig med 217 HB Rockwell Mindre end eller lig med 95 HRB |
Krybestyrke (600 grader) Overlegen til 316L På grund af kontrolleret N-tilsætning |
CVN-påvirkning (ved -20 grader) Større end eller lig med 60 J (typisk) Nuklear supplerende test |
|
Ejendom |
Standard 316L |
316L Mod |
Testtilstand |
|
Trækstyrke |
Større end eller lig med 515 MPa |
Større end eller lig med 515 MPa |
RT, langsgående |
|
Flydespænding (0,2 %) |
Større end eller lig med 205 MPa |
Større end eller lig med 205 MPa |
RT, langsgående |
|
Forlængelse |
Større end eller lig med 40 % |
Større end eller lig med 40 % |
50 mm mål |
|
Reduktion af areal |
Større end eller lig med 50 % |
Større end eller lig med 50 % |
Tværgående eksemplar |
|
Hårdhed |
Mindre end eller lig med 217 HB |
Mindre end eller lig med 217 HB |
Brinell, udglødet |
|
Charpy CVN (ved -20 grader) |
Ikke påkrævet |
Større end eller lig med 60 J gns. |
Nuklear grade supplerende |
|
Trækstyrke ved 350 grader |
Ikke påkrævet |
Min. specificeret |
Pr. RCC-M/ASME III |
Fysiske egenskaber
|
Ejendom |
Værdi |
|
Tæthed |
7,98 g/cm³ |
|
Smelteområde |
1375-1400 grader (2507-2552 grader F) |
|
Termisk ledningsevne (ved 100 grader) |
~14.0 W/(m·K) |
|
Termisk udvidelseskoefficient |
16,5 µm/(m· grad ) ved 20-100 grader |
|
Elektrisk resistivitet |
~740 nΩ·m |
|
Elasticitetsmodul |
193 GPa (28.000 ksi) |
|
Magnetisk permeabilitet |
Ikke-magnetisk (µ ≈ 1,01-1,02) |
|
Maksimal service temp. (fortsat) |
870 grader (1600 grader F) |
Hvorfor vælge 316L Mod over Standard 316L?
Svaret afhænger helt af applikationen. Til de fleste generelle industrielle anvendelser er - fødevareforarbejdningsudstyr, arkitektonisk beklædning, standard kemisk fabrik - råvare 316L det korrekte og mest økonomiske valg. Der er dog specifikke scenarier, hvor 316L Mod ikke kun foretrækkes, men kræves af kode eller kontrakt:

Nukleare komponenter - reaktorkølevæskesystemrør, trykbeholdere, primærkredsløbsplader - er fremstillet i henhold til RCC-M (fransk nuklear kode), ASME Section III eller tilsvarende standarder. Disse koder kræver maksimalt koboltindhold (mindre end eller lig med 0,025%) for at forhindre dannelsen af Co-60 under neutronbestråling, som bliver en betydelig radioaktiv forureningskilde. Standard 316L kontrollerer ikke kobolt; 316L Mod gør det.
Når austenitisk rustfrit stål bruges ved temperaturer over 500 grader i længere perioder, bliver krybning (langsom plastisk deformation under stress) den designbegrænsende-faktor. Den kontrollerede nitrogentilsætning i 316L Mod (0,06-0,10%) forbedrer krybemodstanden markant sammenlignet med standard 316L med ukontrolleret, potentielt meget lavt nitrogenindhold. Dette er afgørende for elproduktionskedelkomponenter og varmevekslerskaller i høje-kemiske anlæg.
For LNG-lagertanke og køleboksudstyr, der opererer ved temperaturer ned til -196 grader (temperatur for flydende nitrogen), kræves supplerende Charpy-slagtest ved kryogen temperatur. De strammere urenhedsgrænser i 316L Mod -, især lavere fosfor og svovl - resulterer i mere konsistente og højere værdier for stødsejhed i tilstanden som-udglødet plade.
Visse farmaceutiske API-produktionsprocesser og kemiske processer af halvleder-kvalitet kræver materialer med minimal sporelementkontamination. De kontrollerede øvre grænser for kobber, bor og andre trampelementer i 316L Mod er med til at sikre, at selve pladematerialet ikke bliver en kilde til procesforurening.
316L Mod vs Standard 316L vs 316: En hurtig sammenligning
|
Ejendom / Feature |
316 Standard |
316L standard |
316L Mod |
|
Kulstofindhold |
Mindre end eller lig med 0,08 % |
Mindre end eller lig med 0,030 % |
Mindre end eller lig med 0,020 % |
|
Nitrogen kontrol |
Ingen angivet |
Ingen angivet |
0,06-0,10 % (smal) |
|
Koboltgrænse |
Ikke specificeret |
Ikke specificeret |
Mindre end eller lig med 0,025 % |
|
Borgrænse |
Ikke specificeret |
Ikke specificeret |
Mindre end eller lig med 0,002 % |
|
ASTM A240 kompatibel |
Ja |
Ja |
Ja (plus supplerende) |
|
Overensstemmende med nuklear kode |
Ingen |
Ingen |
Ja (RCC-M / ASME III) |
|
Svejsbarhed |
God |
Fremragende |
Fremragende |
|
Krybemodstand |
Moderat |
Moderat |
Forbedret (på grund af N) |
|
Relativ materialeomkostning |
Grundlag |
Basis + 5–10 % |
Basis + 25–40 % |
|
Typisk tilgængelighed |
Umiddelbart lager |
Standard lager |
Mølleordre / forlænget bly |
|
Prispræmien på 25-40 % af 316L Mod over råvare 316L afspejler ikke kun strammere råmaterialespecifikationer, men også de yderligere test-, sporbarheds- og certificeringskrav. For nukleare eller kode-ansøgninger er der ingen acceptabel erstatning. Til kommercielle applikationer uden-kode er standard 316L næsten altid det økonomisk rationelle valg. |
Gældende standarder og certificeringer
316L Mod-plade er anskaffet og leveret under en kombination af basismaterialestandarder og applikations-specifikke supplerende krav:
|
Standard / Kode |
Omfang |
Relevans til 316L Mod |
|
ASTM A240 |
Flad-valset Cr-Ni rustfri plade, plade og strimmel |
Grundlæggende kemi og mekaniske krav |
|
ASME SA-240 |
Trykbeholderkode svarende til ASTM A240 |
Påkrævet til ASME-kodede trykbeholdere |
|
RCC-M/AFCEN |
Fransk udstyrskode for nuklear ø |
Definerer 316L Mod 'Z2 CND 17-12' kvalitetskrav |
|
ASME Afsnit III |
USA's designkode for nukleare komponenter |
Styrer indkøb af nuklear-kvalitet |
|
EN 10028-7 |
Europæiske flade produkter til trykformål |
Tilsvarende europæisk pladespecifikation |
|
ASTM A262 |
Påvisning af modtagelighed for intergranulær korrosion |
Øv E-test ofte påkrævet for 316L Mod |
|
DA 10204 3.2 |
Materialetestcertifikat med TPI vidne |
Obligatorisk for nuklear og PED klasse III |
Typiske anvendelser af 316L Mod Plate
Atomreaktorens primære kredsløbs trykgrænsekomponenter (kølevæskerørsskaller, trykplader)
High-temperature power plant boiler and heat exchanger shells (>500 graders kontinuerlig service)
LNG-lagertanks strukturelle skaller, der kræver kryogenisk påvirkningscertificering
Farmaceutiske og bioteknologiske reaktorbeholdere med høje-renhedskrav til sporelementer
Kemiske anlægstrykbeholdere, der arbejder i blandede syre- eller kloridmiljøer ved forhøjet temperatur
Offshore undersøiske trykhuskomponenter med forlænget designlevetid
Komponenter i forskningsreaktor og isotopproduktionsanlæg (lavt koboltkritisk)
Ofte stillede spørgsmål
Q: Er 316L Mod det samme som 316L?
A: Nej. 316L Mod er baseret på 316L, men anvender strammere sammensætningskontroller, især på kulstof (mindre end eller lig med 0,020%), nitrogen (0,06-0,10%), kobolt (mindre end eller lig med 0,025%) og bor (mindre end eller lig med 0,002%). Standard 316L specificerer slet ikke kobolt- eller borgrænser. 316L Mod kræver typisk også yderligere test, såsom kryogen Charpy-påvirkning og forhøjet-temperaturtræktest.
Q: Hvad står 'Mod' for i 316L Mod?
A: 'Mod' står for Modified. Det angiver, at sammensætningen af base 316L er blevet modificeret - specifikt, nøgleelementer er blevet strammet til smallere områder og/eller yderligere elementer er blevet placeret under øvre-grænsekontrol. De nøjagtige 'Mod'-krav varierer afhængigt af den specifikke indkøbsstandard eller kundespecifikation.
Sp: Kan standard 316L erstattes med 316L Mod i nukleare applikationer?
A: Nej. I nukleare-kodede applikationer underlagt RCC-M, ASME Section III eller tilsvarende koder, er 316L Mod med dens specifikke kobolt- og borgrænser en obligatorisk specifikation. Standard 316L kan ikke erstattes, fordi de ukontrollerede kobolt- og borniveauer kan føre til radioaktive aktiveringsprodukter eller problemer med reaktivitetskontrol. Substitutionen kræver formel ingeniørevaluering og kodeksmyndighedsgodkendelse, som næsten aldrig gives.
Q: Hvilket certificeringsniveau kræves for 316L Mod-plade?
A: Typisk kræves der EN 10204 Type 3.2 materialetestcertifikater, hvilket betyder, at de kemiske og mekaniske testresultater er certificeret af både producentens kvalitetsafdeling og en tredjeparts inspektionsmyndighed (såsom TUV, Bureau Veritas eller SGS). For nukleare anvendelser skal inspektøren være fra et godkendt nuklear inspektionsorgan. Varmenummer og batchsporbarhed fra smelte til slutplade skal være fuldt dokumenteret.
Q: Hvad er ledetiden for 316L Mod-plade?
A: 316L Mod er ikke en lagervare hos de fleste distributører. Det produceres typisk på mølle-ordrebasis med leveringstider på 10-16 uger fra ordreafgivelse, afhængigt af pladedimensioner, varmebehandling og testkrav. For nuklear-kvalificeret materiale kræves der yderligere tid til planlægning af tredjepartsinspektion. Tidlig indkøb tilrådes kraftigt i projektplanlægning.
Ansvarsfraskrivelse: Data- og sammensætningsintervaller, der er nævnt i dette dokument, er repræsentative for almindelige 316L Mod-specifikationer og er kun givet til generel reference. Konkret projektindkøb skal baseres på den gældende kontraktlige specifikation, designkode og godkendte møllekvalifikationer. Alle kritiske materialevalg og erstatningsbeslutninger skal gennemgås af en kvalificeret materialeingeniør.Kontakt vores JN Alloy salgsrepræsentantfor et tilbud og materialekvalifikationssamtale.
