Замолите било ког инжењера материјала да наведе два најчешћа аустенитна нерђајућа челика, и они ће рећи316Lи 316Х - често не схватајући да су ова два „браћа и сестре“ дизајнирана за потпуно супротне послове. 316Л је заварива, отпорна на корозију-радна коњица хемијских постројења, поморске опреме и прераде хране. 316Х је стручњак за високе-температуре, направљен да одоли пузању које се одржава под сталним стресом {{6} повишена температура годинама или деценијама.
Целокупна разлика између ова два степена се своди на две варијабле: садржај угљеника и величина зрна. 316Л затвара угљеник на 0,03% да би спречио преосетљивост завара. 316Х захтева угљеник између 0,04% и 0,10% плус крупно зрно АСТМ бр. 7 или крупније, од којих оба повећавају снагу пузања. Ово није „боље или лошије“ поређење -, већ „прави алат за праву температуру“. Коришћење 316Л изнад 425 степени (800 степени Ф) у раду под притиском ризикује квар; коришћење 316Х за заварени хемијски резервоар изазива интергрануларну корозију. Одабир погрешне оцене у оба смера довео је до затварања постројења, пуцања пловила и катастрофалних кварова.

Правило одлуке у једној реченици: испод 425 степени (800 степени Ф) и заварени или корозијски-критични, изаберите 316Л; изнад 425 степени где су јачина пузања и високе температуре{5}} код АСМЕ кода, изаберите 316Х. Две оцене су комплементарне, нису заменљиве - и њихово збуњивање је једна од најчешћих грешака у избору материјала-у процесној и енергетској индустрији.
Хемијски састав - Садржај угљеника и захтев за величину зрна
316Л анд316Hделе исту хемију језгра - 16-18% хрома, 10-14% никла и 2-3% молибдена - и разликују се у садржају угљеника и величини зрна. 316Л затвара угљеник на 0,03% (максимална заварљивост), док 316Х наводи гра-0,104% угљеник обавезно од 0,104 АСТМ Не. 7 или грубље. Молибден у оба разреда је оно што одваја целу породицу 316 од 304: пружа отпорност на корозију удубљења и пукотина у хлоридним срединама.
И 316Л (УНС С31603) и 316Х (УНС С31609) су од молибдена-аустенитни нерђајући челици из серије 300. „Л“ у 316Л означава „ниско угљеник“ (мање или једнако 0,03%). „Х“ у 316Х означава „висок угљеник“ (0,04-0,10%) и носи додатни захтев који ниједна друга класа серије 300 нема: крупно зрно АСТМ бр. 7 или крупније. Овај захтев за величином зрна је оно што чини 316Х фундаментално другачијим од обичног 316 са само повишеним угљеником – крупно зрно је неопходно за отпорност на пузање, а то је потврђено микроструктурним испитивањем у извештају о испитивању млина.
|
Елемент / Карактеристика |
316Л (УНС С31603) |
316Х (УНС С31609) |
Зашто је важно |
|
угљеник (Ц) |
0,03% мак |
0.04–0.10% |
Основна разлика - 316Л избегава сензибилизацију; 316Х добија снагу пузања |
|
хром (Цр) |
16.0–18.0% |
16.0–18.0% |
Идентични - пасивни филм за отпорност на оксидацију/корозију |
|
никл (Ни) |
10.0–14.0% |
10.0–14.0% |
Идентичан - стабилизује аустенитну структуру, жилавост |
|
молибден (Мо) |
2.00–3.00% |
2.00–3.00% |
Идентична - отпорност на корозију на удубљење/пукотину у хлоридима |
|
манган (Мн) |
2,00% мак |
2,00% мак |
Идентични - деоксидатор |
|
силицијум (Си) |
0,75% мак |
0,75% мак |
Идентични - резидуални деоксидатор |
|
фосфор (П) |
0,045% мак |
0,045% мак |
Идентична нечистоћа - |
|
сумпор (С) |
0,030% мак |
0,030% мак |
Идентична нечистоћа - |
|
азот (Н) |
0,10% мак |
0,10% мак |
Идентични - појачивач преостале снаге |
|
Величина зрна (АСТМ) |
Нема захтева |
Не. 7 или грубље |
Јединствена отпорност на пузање од 316Х - грубо зрно = |
Зашто садржај угљеника показује два степена у супротним смеровима?
Угљеник игра две супротне улоге у нерђајућем челику 316-серије. На високој температури, угљеник ојачава метал формирањем финих талога хром карбида који причвршћују границе зрна против деформације пузања -, због чега 316Х треба 0,04% минималног угљеника. Али током заваривања, тај исти угљеник мигрира до граница зрна и исцрпљује хром, изазивајући интергрануларну корозију (сензибилизацију) -, због чега 316Л затвара угљеник на 0,03%. Укратко: угљеник је 316Х извор високе-температурне чврстоће, а 316Л одсуство угљеника је његов извор интегритета завара. Не можете имати обе предности у једној хемији - због чега постоје две оцене.
Да бисте разумели овај{0}}и компромис, замислите атоме угљеника као обављање два различита посла на две различите температуре. У опсегу сензибилизације од 425-870 степени (800-1.600 степени Ф) - који се постиже у зони завара -захваћеном топлотом - угљеник реагује са хромом да би формирао карбиде хрома на границама зрна, крадући коро и микроскопски метал који окружује {{9} микроскопску путању хрома} ултра-ниски угљеник значи да нема довољно угљеника да изазове ово оштећење, тако да заварени 316Л остаје отпоран на корозију без термичке обраде после заваривања.
Али при стално високој температури (отприлике 500-700 степени), прича се обрнута. Пузање - споро истезање метала под оптерећењем - се дешава првенствено клизећим границама зрна једна поред друге и померањем дислокације. Фина дисперзија честица хром карбида на границама зрна делује као игле које закључавају границе на месту, драматично успоравајући пузање. Ово је управо механизам за јачање који виши угљеник 316Х обезбеђује. 316Л, без скоро никаквог угљеника за формирање ових карбида за причвршћивање, пузи брже на високој температури. Додатна предност, крупна величина зрна 316Х значи мање граница зрна по јединици запремине - а пошто су границе зрна слаба карика у пузању, мање граница је једнако бољој отпорности на пузање.
Захтеви за величину зрна - Шта чини 316Х заиста „Х“
Захтев за величином зрна према АСТМ бр. 7 или грубљи је дефинишућа карактеристика која одваја 316Х од обичног високо-угљеника 316. Груба зрна смањују укупну граничну површину-зрна, а пошто је деформација пузања концентрисана на границама зрна, груби{5}} материјали са ситним зрном много боље пузе- од финозрнастог6 материјала иста хемија. Због тога извештај о испитивању материјала за 316Х мора да покаже величину зрна - материјала 316 са правим угљеником, али фино зрно НИЈЕ 316Х и неће имати исти учинак у пузању.
Величина зрна се мери АСТМ Е112 и наводи се као број; већи бројеви значе финија зрна. Типични жарени 316Л има величину зрна АСТМ бр. 5-8, често на финијој страни након жарења раствором. 316Х се намерно производи са величином зрна АСТМ бр. 7 или крупнијом (обично бр. 3-7 у пракси), што се постиже контролисаном температуром раствора-и временом жарења. Ово је један од ретких случајева код нерђајућег челика где је „грубља“ микроструктура „боља“ -, што је контраинтуитивна тачка која збуњује инжењере који су научили да фина величина зрна побољшава чврстоћу и жилавост на собној{10}}температури. Истина је да фино зрно помаже на собној температури, али крупно зрно побеђује на температурама пузања.
[Извор] АСТМ А240/А240М - Стандардна спецификација за хром и хром-Никалне плоче, лимове и траке од нерђајућег челика. АСТМ Е112 - стандардне методе испитивања за одређивање просечне величине зрна.
Мецханицал Пропертиес
На собној температури у жареном стању, 316Х има нешто већу минималну затезност и чврстоћу течења од 316Л (515 МПа наспрам 485 МПа затезања; 205 МПа наспрам 170 МПа приноса), јер већи садржај угљеника обезбеђује скромно ојачање падавина. Међутим, ова разлика од 6-15% је мала, а обе врсте су дуктилне и могу се обликовати. Разлика у чврстоћи{10} собне температуре НИЈЕ разлог да изаберете једну класу у односу на другу – прави диференцијатор се појављује само на повишеној температури.

|
Имовина |
316Л (жарено) |
316Х (жарено) |
Разлика |
|
Затезна чврстоћа (мин) |
485 МПа (70 кси) |
515 МПа (75 кси) |
316Х ~6% више |
|
Јачина течења 0,2% (мин) |
170 МПа (25 кси) |
205 МПа (30 кси) |
316Х ~20% већи минимум |
|
Снага приноса (типично) |
205-260 МПа |
240-300 МПа |
316Х нешто више |
|
Издужење у 50 мм (мин) |
40% |
40% |
Идентични минимум |
|
Тврдоћа (макс.) |
217 ХБВ / 95 ХРБ |
217 ХБВ / 95 ХРБ |
Идентични максимум |
|
Модул еластичности |
193 ГПа |
193 ГПа |
Идентично |
|
Густина |
8,00 г/цм³ |
8,00 г/цм³ |
Идентично |
|
Тхермал Цондуцтивити |
16,3 В/м·К (100 степени) |
16,3 В/м·К (100 степени) |
Идентично |
Повишена{0}}температурна чврстоћа и АСМЕ дозвољена подела напрезања
Одлучујућа механичка разлика се појављује изнад око 425 степени (800 степени Ф). Код АСМЕ котла и посуда под притиском, одељак ИИ, Део Д наводи дозвољене вредности напона за 316Л само до 800 степени Ф (427 степени) - осим тога, 316Л нема код-наведен дозвољени напон јер његова снага пузања није поуздано гарантована. 316на листи Х, насупрот 10 степени Ф (насупрот томе, 10 степени Ф, 10 степени). Ова једина чињеница је практично правило које управља целокупном одлуком о избору 316Л наспрам 316Х у дизајну посуда под притиском и цевовода{16}}.
Разлог за плафон од 800 степени Ф (427 степени) на 316Л је пузање. На температурама изнад отприлике 0,4 пута тачке топљења (изражено у Келвинима), метали почињу да се трајно деформишу под оптерећењима која су знатно нижа од њихове собне{5}}температуре. Код аустенитног нерђајућег челика, овај режим пузања почиње око 500 степени (930 степени Ф), а до 600 степени (1.112 степени Ф) доминира дизајном. Пошто 316Л нема ни угљеник ни крупно зрно да се одупре пузању, АСМЕ једноставно не објављује дозвољена напрезања за њега изнад 800 степени Ф - дизајнер буквално не може да користи 316Л за Цоде-утиснуту компоненту притиска на 600 степени . 316Х, конкретна листа дозвољених пузања за 2 стрес све до 1500 степени Ф (816 степени).
|
Температура |
316Л Дозвољени напон |
316Х Дозвољени напон |
Напомене |
|
Собна температура (мања или једнака 100 степени) |
~138 МПа (20,0 кси) |
~138 МПа (20,0 кси) |
У суштини једнаки |
|
200 степени (392 степена Ф) |
~124 МПа (18,0 кси) |
~124 МПа (18,0 кси) |
Једнако |
|
400 степени (752 степена Ф) |
~103 МПа (15,0 кси) |
~105 МПа (15,2 кси) |
Скоро једнако |
|
427 степени (800 степени Ф) |
~97 МПа (14,1 кси) - последње на листи |
~99 МПа (14,3 кси) |
Достигнут је плафон од 316Л |
|
500 степени (932 степена Ф) |
НИЈЕ НА ЛИСТИ |
~95 МПа (13,8 кси) |
316Л се не може користити у АСМЕ сервису |
|
600 степени (1112 степени Ф) |
НИЈЕ НА ЛИСТИ |
~77 МПа (11,2 кси) |
316Х још увек код{1}}употребљив |
|
700 степени (1292 степена Ф) |
НИЈЕ НА ЛИСТИ |
~46 МПа (6,7 кси) |
Пузање у потпуности доминира; 316Х још увек на листи |
|
816 степени (1500 степени Ф) |
НИЈЕ НА ЛИСТИ |
~14 МПа (2,0 кси) - последњи на листи |
Горња граница од 316Х |
[Извор] Код АСМЕ котла и посуде под притиском, одељак ИИ, део Д - Својства (метрички). Приказане вредности су репрезентативне; консултујте тренутно издање Цоде за дизајн.
Црееп Стренгтх
Пузање је спора, трајна деформација метала који се држи под напоном на високој температури - чак и при напону који је далеко испод његове собне{1}}температуре. Цев која лако држи 100 бара на 20 степени може, на 600 степени, полако да набубри, танка и пукне месецима или годинама под истим притиском. Пузање је доминантан механизам квара у високотемпературној опреми као што су цеви за котлове, колектори прегрејача, цеви рафинеријске пећи и цеви за пару - и управо је режим квара 316Х пројектован да одоли, а 316Л није.
Да бисте интуитивно разумели пузање, размислите о развлачењу парче топле карамеле или меког сира. Нежно повуците и растеже се полако и трајно - не повлачи се назад. Метали раде исту ствар на високој температури: атоми унутар метала добијају довољно топлотне енергије да се крећу и преуређују под оптерећењем. Временом се ово атомско кретање акумулира као трајна деформација. На собној температури, ово кретање је толико споро да је ирелевантно током људског живота. На 600 степени, то се дешава довољно брзо да пукне посуда под притиском за неколико година -, због чега пузање, а не чврстоћа течења, управља високо-дизајнирањем.
Пузање се типично карактерише ломном снагом пузања: напон који изазива лом после одређеног времена на одређеној температури, који се обично извештава на 100.000 сати (око 11,4 године). На пример, материјал може имати 100.000-сатну чврстоћу пузања од 100 МПа на 600 степени, што значи да ће компонента оптерећена до 100 МПа, у просеку, преживети 100.000 сати пре пуцања. Кодови дизајна користе ове вредности ломљења пузања, подељене са сигурносним фактором, да би поставили дозвољени напон на високој температури - због чега 316Л нема дозвољени напон изнад 800 степени Ф.
Зашто 316Х отпоран на пузање боље од 316Л
316Х се одупире пузању кроз два механизма за ојачавање која недостају 316Л: (1) виши угљеник (0,04-0,10%) формира фине талоге хром карбида на границама зрна, који причвршћују границе и спречавају њихово клизање; (2) крупнија величина зрна (АСТМ бр. 7 или грубља) значи мање граница зрна по јединици запремине, а пошто су границе зрна слаба карика у пузању, мање граница је једнако мање пузању. 316Л нема ниједан механизам, тако да пузи знатно брже на високој температури.
Механизам 1 - закачење од карбида. У 316Х, угљеник формира дисперзију хромом- богатих М2₃Ц₆ карбида на границама зрна. Ови карбиди се понашају као игле које се пробијају кроз границе зрна, спајајући суседна зрна заједно и одупирући се граничном клизању које изазива деформацију пузања. 316Л, скоро без угљеника, формира много мање ових карбида за закачење, тако да његове границе зрна клизе слободније под оптерећењем на високој температури.
Механизам 2 - грубо зрно. Деформација пузања се концентрише на границама зрна јер су границе тамо где је атомска структура неуређена. Фино-материјал има много граница (више слабих карика); грубо{4}}материјал има мало. Захтевајући АСТМ величину зрна бр.. 7 или грубље, 316Х минимизира број слабих карика, директно смањујући брзину пузања. Ово је редак случај у металургији где је грубље боље - управо супротно од финог-преферентног зрна за чврстоћу и жилавост на собној температури{11}}.
Комбиновани ефекат је значајан. На 600 степени (1.112 степени Ф), снага 316Х пузања од 100.000-часова пузања је отприлике 30-60% већа од оне од 316Л еквивалентне основне хемије. У пракси, цев за котао од 316Х може да носи исто оптерећење паре на 600 степени два до три пута дуже од цеви од 316Л - или да носи веће оптерећење током истог пројектованог века. За опрему са пројектним веком од 20-30 година, ова разлика је разлика између успеха и прераног отказа.
Црееп Апплицатионс - Где 316Х зарађује своје задржавање
316Х је стандардни материјал за-услуге повишених температура у опсегу од 500-700 степени (930-1.290 степени Ф), посебно у производњи електричне енергије и пречишћавању: цеви за прегрејаче и прегрејаче котлова, парне колекторе и цеви за пару, цеви за пару и цеви за рефинерију{8} посуде и{9}}цеви за измењивање топлоте. Одабрано је посебно тамо где је дуготрајна-снага пузања - не само краткорочна топлотна чврстоћа – главни критеријум дизајна.
|
Апликација |
Типична темп |
Зашто 316Х (не 316Л) |
Стандардни кључ |
|
Прегрејач котла / цеви за догревање |
540-650 степени |
Чврстоћа кидања пузања под притиском паре |
АСМЕ СА-213 ТП316Х |
|
Парни колектори и главни цеви за пару |
540-600 степени |
Дуготрајни{0}}век пузања под унутрашњим притиском |
АСМЕ СА-312 ТП316Х / СА-358 |
|
Рафинеријске пећи/реформерске цеви |
550-700 степени |
Отпорност на пузање + карбуризацију |
АСТМ А312 ТП316Х |
|
Високотемпературне{0}}љуске посуда реактора |
450-650 степени |
АСМЕ дозвољени напон изнад 800 степени Ф |
АСМЕ СА{0}}Х |
|
Цеви за{0}}измјењивач топлоте (врућа страна) |
450-600 степени |
Чврстоћа пузања + отпорност на точење хлорида |
АСТМ А213 ТП316Х |
|
Топли цевоводи хемијског постројења |
450-550 степени |
Пузање где 316Л није наведен код- |
АСМЕ Б31.3 / СА-312 ТП316Х |
Одабир високе{0}}температуре
Најважнији број у одлуци 316Л против 316Х је 425 степени (800 степени Ф). Испод ове температуре, 316Л је потпуно прихватљив и обично је бољи избор због своје супериорне заварљивости и отпорности на интергрануларну корозију. Изнад ове температуре, у било којој примени{7}}код регулисаном притиском, 316Л је забрањен, а 316Х (или нека друга легура са{10}}пузањем) постаје обавезна. Запамтите овај праг: он решава огромну већину питања 316Л против 316Х.

Граница од 800 степени Ф за нивое Л- није произвољна - уписана је у АСМЕ БПВЦ одељак ИИ, део Д, који једноставно не наводи дозвољене напоне за 316Л изнад 800 степени Ф. Пошто АСМЕ одељак ВИИИ (посуде под притиском) и АСМЕ Б31.3 (процесни цевоводи који могу да користе ове цевоводе), захтевају дизајн напонске листе Кодом-утиснута компонента не може легално да користи 316Л изнад 800 степени Ф. Ово је тачно чак и ако вам добављач каже да 316Л „треба да издржи“ на 600 степени - материјал може физички да преживи неко време, али нема код{14}}одобрену основу за напрезање и није гарантовано пузање.
Мердевине за избор температуре
|
Температурни опсег |
Препоручена оцена |
Реасонинг |
|
Испод 425 степени (800 степени Ф) - заварено / корозија-критично |
316L |
Заварљивост + отпорност на интергрануларну корозију; пузање није фактор |
|
Изложеност хлоридима испод 425 степени (800 степени Ф) - |
316Л (или 317Л/дуплекс за тешке Цл⁻) |
Молибден је отпоран на ломљење; нема бриге о-високим температурама |
|
425-540 степени (800-1.000 степени Ф) - услуга притиска |
316H |
316Л није код{1}}наведен; 316Х носи дозвољени напон |
|
540-700 степени (1.000-1.290 степени Ф) - критично пузање |
316H |
Снага пузања је главни критеријум |
|
700-816 степени (1.290-1.500 степени Ф) - повремено / лагано оптерећење |
316Х (верификовати оксидацију) |
Горњи опсег 316Х; оксидација постаје ограничавајућа |
|
Изнад ~870 степени (1600 степени Ф) - континуирано |
Легура никла (Инцонел 625 / 601) или отпорна на топлоту{2}} |
316Х оксидација-ограничена; пређите на легуру на бази Ни- |
Оксидација - Друга граница високе{1}}температуре
Чак и 316Х има горњу радну температуру. Изнад око 870 степени (1.600 степени Ф) у ваздуху, заштитна скала од хром-оксида на 316Х почиње да се квари, а континуирани рад изазива прогресивну оксидацију (скалирање) и губитак пресека. За непрекидну употребу изнад отприлике 870 степени, пређите на -отпорну на топлоту (као што је 310С или 253МА) или легуру никла (као што је Инцонел 625 или 601). Између 816 степени и 870 степени, 316Х се може користити повремено или под малим оптерећењем, али оксидациони век се мора процењивати од случаја до случаја.
Високо{0}}корозија се суштински разликује од корозије у води која доминира на ниским температурама. На ниским температурама, корозија је електрохемијска - потребна јој је течни електролит. На високој температури, корозија је оксидација - метал директно реагује са кисеоником, сумпором или угљеником у гасу. Хром у 316Х формира заштитну љуску Цр₂О₃ која је отпорна на оксидацију до отприлике 870 степени. Изнад тога, вага постаје мање заштитна, а основни метал се прогресивно троши.
Због тога избор материјала "високе температуре" има два независна питања: "Да ли је снага пузања довољна?" и "Да ли ће метал оксидирати?" - и на оба мора бити одговорено пре него што се изабере оцена.
Заваривање и преосетљивост
Ево суштинске ироније породице 316: управо угљеник који 316Х даје снагу пузања при високим-температурама је исти угљеник који чини 316Х подложним осетљивости завара. Када је 316Х заварен и зона{6}}захваћена топлотом прође кроз 425-870 степени, њен угљеник се таложи као карбиди хрома на границама зрна, осиромашујући хром и стварајући подложност интергрануларној корозији ако је компонента касније изложена корозивном-угљеничном окружењу без ризика од воденог окружења. - због чега је 316Л стандардни избор за заварене, ниске температуре, корозивне услуге.
Овај компромис је-зашто се два степена допуњују, а не надмећу. 316Х компоненте (цеви за котлове, колектори за пару) раде изнад 500 степени у пари или гасовима за сагоревање - окружењима где не долази до водене интергрануларне корозије, тако да сензибилизација није практична брига. 316Л компоненте цевовода 5 у резервоарима за храну 2 степена 4 или благо киселе средине у којима интергрануларна корозија представља стварну претњу, тако да је предност ниске{6}}угљике од суштинског значаја. Одабир погрешне оцене преокреће ову логику и изазива неуспех.
Вежба заваривања за 316Л вс 316Х
|
Параметар |
316L |
316H |
Напомене |
|
Филлер Метал |
ЕР316Л (ГТАВ) / Е316Л (СМАВ) |
ЕР316Х или ЕР316Л (зависно од -кода) |
Ускладите пунило са температуром сервисирања; 316Х металу заваривања је потребан одговарајући угљеник за пузање |
|
Загрејати |
Није потребно |
Није потребно |
Аустенитном СС-у генерално није потребно претходно загревање |
|
Мак Интерпасс Темп |
175 степени (350 степени Ф) |
175 степени (350 степени Ф) |
Више температуре погоршавају сензибилизацију |
|
ПВХТ (Солутион Аннеал) |
Није потребно за корозију |
Често је потребно за ублажавање заосталог напрезања / контролу дисторзије |
Секције дебљине 316Х ће можда требати ослобађање од напрезања |
|
Ризик од преосетљивости (ХАЗ) |
ЛОВ |
ХИГХ |
316Х ХАЗ сензибилизира; прихватљиво ако је услуга висока-температура/не-водена |
|
Пост{0}}Заварите у корозивном раду |
Као-заварено ОК |
НЕ препоручује се - ХАЗ ће кородирати |
Не користите заварени 316Х при ниским{1}температурним корозивним условима без жарења |
Можете ли заварити 316Л до 316Х?
Да - 316Л и 316Х су металуршки компатибилни и могу се заварити заједно, али додатни метал и радна температура морају бити узети у обзир заједно. За спој на ниској{3}}температури, користите пунило ЕР316Л како би метал шава био отпоран на преосетљивост. За -пузајући спој на високој температури, метал шава мора да има одговарајући угљеник и исту снагу пузања као основни метал 316Х - коришћењем ниског-угљичног пунила у пузајућем споју ствара слабу карику која ће пузати-прва. Консултујте важећи код (АСМЕ Б31.3, одељак ВИИИ) за специфичне захтеве за додатни метал за спојеве са високо-температуром 316Х.
Ово је суптилна, али важна тачка коју инжењери често пропуштају. У завареном споју на собној температури, метал шава је обично јачи од основног метала, тако да је мало слабији завар и даље прихватљив. Али при пузању, метал шава и зона погођена топлотом-могу бити најслабији делови споја при пузању-. 316Л пунило депоновано у пузајући спој 316Х има мање угљеника и ситније зрно од основног метала 316Х, тако да ће прво пузати и пуцати -, што је феномен познат као „смањење века пузања на завареним спојевима“. За критичне заваре{10}при високим температурама, хемија пунила, структура зрна, па чак и термичка обрада шава морају бити пажљиво усклађени да би се сачувао век пузања.
Отпорност на корозију - Водени у односу на високе-температуре
За општу отпорност на корозију, удубљење и отпорност на корозију у пукотинама у воденим срединама, 316Л и 316Х су у суштини еквивалентни, јер овим својствима управљају хром, никл и молибден - који су идентични у два разреда. Оба имају ПРЕН (Еквивалентни број отпорности на удубљење) од приближно 24-25, што оба чини погодним за благу изложеност хлоридима, али не и за тешку употребу морске воде. Разлика у корозији између класа појављује се тек након заваривања (сензибилизација) и на високој температури (оксидација).

Садржај молибдена (2-3%) је оно што целој фамилији 316 даје предност у односу на 304. Молибден драматично побољшава отпорност на корозију удубљења и пукотина у хлоридним срединама. Због тога су 316/316Л/316Х стандардни нерђајући челици „поморског-класа“ и „хемијског-класа“, док је 304 стандардни нерђајући челик „опште-врсте“. Пошто 316Л и 316Х деле исти садржај молибдена, њихова отпорност на хлоридне јаме је идентична - ознака "Л" или "Х" нема утицаја на ово својство.
Интергрануларна корозија - где се слојеви разилазе после заваривања
После заваривања, корозивно понашање 316Л и 316Х се нагло разликује. 316Л се одупире интергрануларној корозији у -завареном стању јер његов ниски угљеник спречава таложење хром-кабида у зони -захваћеној топлотом. 316Х, са 0,04% очитавања угљеника.{100}{101} заваривање, а заварена компонента 316Х изложена корозивној воденој средини испод око 400 степени претрпеће интергрануларни напад у зони захваћене топлотом{12}завара. Због тога је заварени 316Х резервисан за употребу на високим{13}температурама без воде.
Интергрануларна корозија (ИГЦ) је начин квара који су "Л" разреди створени да би спречили. Настаје када се карбиди хрома формирају на границама зрна током заваривања, исцрпљујући суседни метал хрома испод ~12% прага пасивног-филма. Осиромашене границе тада првенствено кородирају, што доводи до тога да метал губи снагу и на крају пропада дуж граница зрна. 316Х је намерно богат угљеником, тако да је инхерентно склон сензибилизацији-. За било коју заварену компоненту која ће видети воду, процесне хемикалије или чак влажан ваздух на ниској температури, 316Л - а не 316Х - је прави избор. Супротно томе, за цев котла на 600 степени у сувој пари, сензибилизација је ирелевантна, а 316Х је тачно.
Високо{0}}оксидација и карбуризација
На високим температурама, релевантни механизми корозије прелазе са воденог напада на оксидацију, сулфидацију и карбуризацију. Овде, 316Х има добре перформансе (или мало боље од) 316Л, јер отпорност на оксидацију је регулисана хромом - идентичним у оба разреда -, а виши угљеник 316Х може чак да побољша отпорност на карбуризацију пре-засићењем површине угљеником. Оба типа формирају заштитну скалу Цр₂О₃ до отприлике 870 степени, изнад које је потребна легура -отпорна на топлоту или никал-.
У раду пећи и реформатора, карбуризација - апсорпција угљеника из процесног гаса у метал - је уобичајен механизам деградације који оштећује легуру. Пошто 316Х већ садржи више угљеника, има већи „капацитет“ угљеника пре него што карбуризација постане штетна, што му даје благу предност у односу на 316Л у атмосферама за карбуризацију. Ово је још један разлог зашто је 316Х пожељна класа у рафинерским и петрохемијским пећима. За атмосфере са сулфидизацијом (висока-Х₂С) на високој температури, међутим, ниједна класа није идеална, па треба узети у обзир легуру више-никла као што је Инцолои 825 или Инцонел 625.
Цена и доступност
Цене 316Л и 316Х су у суштини идентичне - разлика у цени је занемарљива (обично унутар 2-5%, а често и нула) јер се обе врсте производе истим путем АОД рафинирања и разлика је само у скромном прилагођавању угљеника плус корак контроле величине зрна. То значи да трошкови никада не би требало да утичу на одлуку 316Л у односу на 316Х; избор треба у потпуности да се изврши на основу радне температуре, захтева заваривања и корозије.
За разлику од 304Л у односу на 304 - где Л-класа има малу премију у односу на стандардни 304 -, поређење 316Л са 316Х је приближно{6}}неутрално по цени. Оба типа имају исту цену основне легуре (покренута садржајем молибдена од 2-3% који је скуп састојак), а инкрементални трошак достизања опсега угљеника 316Х и крупног зрна је мали. Ово је срећа, јер у потпуности уклања цену из једначине: инжењери могу да бирају искључиво на основу техничких вредности, што је управо начин на који треба донети одлуку која је критична за безбедност.
Доступност
316Л је најраспрострањенији и доступнији нерђајући челик на свету, доступан у свим облицима производа (лим, плоча, шипка, цев, цев, фитинзи, прирубнице) у суштини код сваког дистрибутера и млина за нерђајући челик. 316Х је мање уобичајен, али је и даље лако доступан, посебно у цевастим облицима производа (АСТМ А213/А3131Х2) А240 316Х) користи се у апликацијама за енергију и рафинацију. За апликације на високим{7}}притисцима, доступност 316Х је добро утврђена кроз млинове који служе котларској и петрохемијској индустрији.
Практична напомена: пошто је 316Л тако доминантан на тржишту, многи дистрибутери и произвођачи га подразумевано користе - чак и за апликације које би требало да користе 316Х. Када наручујете услугу на високим{4}}температурама, експлицитно наведите „316Х“ и проверите у извештају о испитивању материјала да (1) угљеник има 0,04-0,10% и (2) величина зрна АСТМ бр. 7 или је грубља. Материјал који испуњава само 316 хемију (са 0,08% максималног угљеника), али нема захтев за величином зрна, НИЈЕ 316Х и неће пружити потребне перформансе пузања.
Често постављана питања
П: Шта значи "Х" у 316Х?
О: „Х“ значи „висок угљеник“. 316Х специфицира садржај угљеника од 0,04-0,10% (већи од 316Л 0,03% мак) плус крупно зрно АСТМ бр. 7 или грубље. Заједно, ове две карактеристике максимизирају снагу пузања за рад на високим{9}}температурама. Ознака „Х“ је уведена да би се разликовала пузајућа-ознака 316 од обичног 316 и од нискоугљеничног 316Л.
П: Да ли је 316Х јачи од 316Л?
О: На собној температури, 316Х има нешто већу минималну чврстоћу (515 МПа наспрам 485 МПа затезања; 205 МПа наспрам 170 МПа приноса). Али значајна разлика је на високој температури: изнад 425 степени (800 степени Ф), 316Х задржава далеко већу снагу пузања од 316Л, а 316Х је једини од два са Код-наведеним дозвољеним вредностима напрезања изнад 800 степени Ф. За апликације на собној{14}}температури, разлика у чврстоћи је премала.
П: Могу ли да користим 316Л уместо 316Х на високој температури?
О: Није за АСМЕ Цоде услугу притиска изнад 425 степени (800 степени Ф). 316Л нема код-наведено дозвољено напрезање изнад ове температуре јер ниско угљеник и фино зрно не могу да гарантују отпорност на пузање. За температуре изнад 425 степени у апликацијама под притиском, користите 316Х. За апликације без{8}}притиска или са малим оптерећењем, 316Л се понекад користи до око 450 степени, али то је ван праксе Кодекса и требало би да се ради са техничким опрезом.
П: Да ли је 316Х заварљив?
О: Да, 316Х је заварљив, али његов већи угљеник чини зону{1}}захваћену топлотом подложном сензибилизацији (таложење хром-карбида) током заваривања. Ово је прихватљиво за високо{3}температурну, не-услугу, где се не јавља водена интергрануларна корозија. Немојте користити заварени 316Х у ниској{7}}корозивној воденој употреби - уместо тога користите 316Л.
П: Која је максимална радна температура од 316Х?
О: 316Х има дозвољени напон код АСМЕ наведен до 816 степени (1.500 степени Ф). Међутим, за континуирани рад на ваздуху, оксидација постаје гранична изнад око 870 степени (1.600 степени Ф). У пракси, 316Х се најчешће користи у опсегу пузања од 500-700 степени (930-1290 степени Ф). Континуирано изнад отприлике 870 степени, пређите на отпорност на топлоту или легуру никла.
П: Која је максимална радна температура од 316Л?
О: За услугу притиска код АСМЕ, 316Л је ограничен на 425 степени (800 степени Ф). Ово није граница корозије, већ граница чврстоће{4}} пузања: изнад 800 степени Ф, отпор пузања 316Л није поуздано загарантован, тако да није објављено дозвољено оптерећење. За било коју компоненту{8}}која задржава притисак изнад 800 степени Ф, користите 316Х.
П: 316Л вс 316Х вс 316 - како да изаберем?
О: Користите 316Л за заварене резервоаре за хемикалије, цевоводе за бродове, опрему за храну на ниским температурама (испод 425 степени)-критичне за корозију (испод 425 степени). Користите 316Х за високе -температуре (425-816 степени) пузајуће - цеви за котлове, цеви за пару, цеви за пећ. Користите обичан 316 (0,08% максималног угљеника) углавном као класу опште намене када се не примењује ниједан екстрем, иако је у пракси 316Л у великој мери заменио 316 за заварене примене.
П: Како да потврдим да примам 316Х, а не 316 или 316Л?
О: Проверите извештај о испитивању материјала (МТР). За 316Х, МТР мора да покаже: (1) угљеник 0,04-0,10% и (2) величину зрна АСТМ бр. 7 или грубље. Ручни КСРФ (ПМИ) не може разликовати 316/316Л/316Х јер не може да мери угљеник или величину зрна. Угљеник мора бити верификован ОЕС-ом или лабораторијском хемијском анализом, а величина зрна металографским испитивањем према АСТМ Е112. Затражите сертификат ЕН 10204 типа 3.1 да бисте потврдили да је материјал истинит 316Х.
