|
לוחית נירוסטה 317 היא סגסוגת אוסטניטית שהונדסה עבור סביבות שבהן דרגות סטנדרטיות פשוט נופלות. תכולת המוליבדן והכרום המוגברות שלו מספקות עמידות מעולה בפני חריצים, קורוזיה וסדקים והתקפת כלוריד - מה שהופך אותו לחומר המועדף עבור עיבוד כימי, עיסת נייר ויישומים ימיים. |
מה זה נירוסטה 317?
נירוסטה 317היא סגסוגת אוסטניטית בעלת ביצועים גבוהים- המכילה רמות גבוהות יותר של כרום, ניקל ומוליבדן מהדרגות הנפוצות יותר 304 או 316. תוספת של לפחות 3% מוליבדן - בהשוואה ל-2% בדרגה 316 - היא המאפיין המגדיר שלה, המשפר באופן דרמטי את העמידות בפני קורוזיה וחריצים בסביבות נושאות הליד- ובסביבות חומציות.
בצורת לוחות, 317 נמצא בשימוש נרחב לייצור מכלי לחץ, קונכיות מחליפי חום, מקרצפים, מעכלים וציפויי מבנה שבהם חיי שירות ארוכים במדיה אגרסיבית הם דרישה עיקרית. המיקרו-מבנה האוסטניטי המלא שלו גם הופך אותו ללא-מגנטי וניתן לריתוך בקלות ללא טיפול בחום לאחר-ריתוך ברוב היישומים.
הרכב כימי
ההרכב הכימי של לוחית נירוסטה 317 תואם ASTM A240. רכיבי מפתח והטווחים שצוינו הם כדלקמן:
|
אֵלֵמֶנט |
טווח שצוין |
תפקיד בביצועים |
|
Chromium (Cr) |
18.0–20.0% |
יצירת סרט פסיבי; עמידות בפני קורוזיה כללית |
|
ניקל (ני) |
11.0–15.0% |
מייצב אוסטניט; קשיחות וגמישות |
|
מוליבדן (מו) |
3.0–4.0% |
עמידות בפני קורוזיה וחריצים |
|
פחמן (C) |
פחות או שווה ל-0.08% |
כּוֹחַ; נשלט כדי להפחית רגישות |
|
מנגן (Mn) |
פחות או שווה ל-2.00% |
יציבות אוסטניטית; דה חמצון |
|
סיליקון (Si) |
פחות או שווה ל-0.75% |
דה חמצון; עמידות חמצון-בטמפרטורה גבוהה |
|
זרחן (P) |
פחות או שווה ל-0.045% |
טומאה מבוקרת |
|
גופרית (S) |
פחות או שווה ל-0.030% |
טומאה מבוקרת |
|
ברזל (Fe) |
לְאַזֵן |
מתכת בסיס |
|
תכולת המוליבדן של 3-4% בדרגה 317 גבוהה באופן משמעותי מה-2-3% שנמצאו בדרגה 316. הבדל זה מתורגם ישירות למספר גבוה יותר של התנגדות לעקצוצים (PREN), המספק הגנה טובה יותר למדידה מפני פיתולים-שנגרמת כלוריד - אחד ממצבי הכשל הנפוצים ביותר של פלדת אל חלד. |
מאפיינים מכניים
לוחית נירוסטה 317 במצב חישול עומדת בדרישות המכאניות המינימליות הבאות לפי ASTM A240:
|
חוזק מתיחה גדול או שווה ל-515 MPa (גדול או שווה ל-75 ksi) |
חוזק תשואה (0.2%) גדול או שווה ל-205 MPa (גדול או שווה ל-30 ksi) |
|
הַאֲרָכָה גדול או שווה ל-40% בגודל 50 מ"מ |
קשיות (ברינל) פחות או שווה ל-217 HB Rockwell פחות או שווה ל-95 HRB |
ערכים אלה משקפים את מצב האספקה המנופח (המטופל-בפתרון). כמו כל פלדות אל-חלד אוסטניטיות, לא ניתן להקשיח דרגה 317 על ידי טיפול בחום - עליות חוזק מושגות באמצעות עבודה קרה. ערך ההתארכות הגבוה (גדול או שווה ל-40%) מאשר גמישות מצוינת, אשר מפשטת את פעולות היצירה, הכיפוף והלחיצה במהלך הייצור.
מאפיינים פיזיים
|
נֶכֶס |
עֵרֶך |
|
צְפִיפוּת |
7.98 גרם/ס"מ³ (0.288 lb/in³) |
|
טווח התכה |
1375-1400 מעלות (2507-2552 מעלות F) |
|
מוליכות תרמית (ב-100 מעלות) |
~14.4 W/(m·K) |
|
מקדם התפשטות תרמית |
16.5 מיקרומטר/(מ· מעלות ) (20-100 מעלות ) |
|
התנגדות חשמלית |
~740 nΩ·m |
|
מודול אלסטיות |
193 GPA (28,000 ksi) |
|
חדירות מגנטית |
לא-מגנטי (µ ≈ 1.02) |
עמידות בפני קורוזיה
עמידות בפני קורוזיה היא היתרון המובהק של לוחית נירוסטה 317, והיא קשורה ישירות לתכולת המוליבדן המוגברת של הסגסוגת.
קורוזיה וחריצים
דרגה 317 משיגה מספר שווה ערך להתנגדות לחרחורים (PREN) של כ-30-33, בהשוואה לסביבות 25-27 עבור דרגה 316. PREN גבוה יותר אומר שהחומר יכול לעמוד בריכוזי כלוריד גבוהים יותר ובטמפרטורות גבוהות יותר לפני תחילת הפירוק. זה הופך את צלחת 317 למתאימה היטב לציוד לטיפול במי ים, תמלחות, תרכובות הלבנה וזרמי תהליך המכילים כלוריד-.
סביבות חומציות ומפחיתות
מוליבדן משפר גם עמידות לחומצות מפחיתות, במיוחד חומצה גופרתית בריכוזים מתונים וחומצה זרחתית. דרגה 317 מתעלה על 304 ו-316 בסביבות אלו, ומציעה מרווחי שירות ארוכים יותר ותדירות תחזוקה מופחתת.
חמצון-בטמפרטורה גבוהה
נירוסטה 317 שומרת על שכבת התחמוצת המגינה שלה עד ל-870 מעלות בקירוב (1600 מעלות F) בשירות רציף. עבור שירות לסירוגין, הגבול העליון המעשי הוא סביב 925 מעלות (1700 מעלות F). מעבר לטמפרטורות אלו, רגישות או אבנית עשויה להתרחש, ויש לשקול דרגות- גבוהות יותר של סגסוגת.
317 לעומת 316 נירוסטה: הבדלים מרכזיים
מהנדסים עומדים לעתים קרובות בפני הבחירה בין צלחת 317 ל-316. שניהם ציונים אוסטניטיים מצוינים, אך מעטפות הביצועים שלהם שונות באופנים משמעותיים:
|
כיתה 316 – 2-3% מוליבדן – PREN בערך. 25–27 - עלות חומר נמוכה יותר - זמינות גלובלית רחבה יותר - מתאים לחשיפה מתונה לכלוריד - עמידות בפני קורוזיה כללית טובה |
כיתה 317 – 3-4% מוליבדן – PREN בערך. 30–33 - עלות ראשונית גבוהה יותר - מעולה בשירות כלוריד אגרסיבי - עמידות טובה יותר להפחתת חומצות – עדיף למפעל כימיקלים ועיסת/נייר |
|
כאשר תנאי ההפעלה כוללים תמיסות כלוריד חמות, חומצה גופרתית מדוללת או זרמים המכילים אקונומיקה-, המוליבדן הנוסף ב-317 בדרך כלל מצדיק את הפרמיה - לא רק על רקע ביצועים, אלא על ידי מופחתת עלויות החלפה והשבתה לאורך חיי השירות של הציוד. |
ייצור וריתוך
צלחת נירוסטה 317 מיוצרת בקלות תוך שימוש בשיטות אוסטניטיות סטנדרטיות. הנחיות עיקריות כוללות:
הַלחָמָהמבוצע באמצעות מתכות מילוי תואמות כגון ER317L (עבור תהליכי MIG/TIG) או אלקטרודות E317L. גרסאות המילוי "L" הנמוכות בפחמן מומלצות בחום כדי למזער את משקעי הקרביד באזור-המושפע מהחום, תוך שמירה על עמידות בפני קורוזיה ליד תפר הריתוך. חישול לאחר-ריתוך אינו נדרש עבור רוב עובי הלוחות כאשר משתמשים בחומרי מילוי בדרגה L-.
פעולות יצירה קרה- כיפוף, גלגול, יצירת לחץ - מבוצעים באמצעות אותו ציוד כמו עבור 316, אם כי יש להתחשב בקצב העבודה-הקצת יותר גבוה יותר של דרגה 317. עיבוד שבבי דורש כלי עבודה חדים, מהירויות חיתוך מתונות ונוזל קירור יעיל כדי למנוע עבודה בהקשחת משטח החתך.
יישומים אופייניים
לוחית נירוסטה 317 מצוינת בכל מקום שבו לוחית דרגה 316 תהיה שולית - במיוחד בסביבות המשלבות כלורידים, חומצות וטמפרטורות גבוהות. יישומים ייצוגיים כוללים:
כלי תהליך כימי
מעכלי עיסת נייר
הסרת גזי פליטה
מחליפי חום מי ים
ציוד מפעל אקונומיקה
כורים פרמצבטיים
סיפון פלטפורמה מהחוף
טיפול בחומצה גופרתית
מפעל צבע וטקסטיל
ציוד לעיבוד מזון
מערכות פליטה ימיות
פגזי כלי לחץ
טפסים ותקנים זמינים
לוחית נירוסטה 317 מיוצרת בהתאם לתקנים העיקריים הבאים. בקש תמיד דוחות בדיקת טחנה מאושרים (MTRs) המאשרים עמידה במפרט הרלוונטי:
|
תֶקֶן |
תְחוּם |
|
ASTM A240 |
כרום וכרום-ניקל פלדת אל חלד לוחית, גיליון ורצועה עבור מיכלי לחץ |
|
ASTM A480 |
דרישות כלליות ללוח, גיליון ורצועה מפלדת אל חלד שטוחה- |
|
ASME SA-240 |
קוד קוד מיכל לחץ ASME מקביל ל-ASTM A240 |
|
EN 10028-7 |
מוצרים שטוחים אירופאים למטרות לחץ - פלדות אל חלד |
שאלות נפוצות
ש: האם פלדת אל חלד 317 טובה יותר מ-316?
ת: בסביבות עם ריכוזי כלוריד גבוהים יותר, חומצות מפחיתות או מדיה כימית אגרסיבית יותר, כן - 317 מתעלה על 316 בשל תכולת המוליבדן הגבוהה יותר. עבור יישומים סטנדרטיים עם חשיפה קורוזיבית מתונה, 316 הוא לרוב מספיק וחסכוני יותר.
ש: מה זה נירוסטה 317L?
ת: 317L היא גרסת הפחמן הנמוכה- של דרגה 317, עם פחמן מוגבל ל-0.03% לכל היותר. תכולת הפחמן הנמוכה מפחיתה באופן משמעותי את הסיכון לרגישות (משקעי קרביד בגבולות התבואה) במהלך הריתוך, ומשמרת עמידות בפני קורוזיה באזור-המושפע בחום מבלי לדרוש חישול לאחר-ריתוך.
ש: האם 317 נירוסטה מגנטי?
ת: במצב חישול, נירוסטה 317 היא למעשה לא-מגנטית (חדירות מגנטית ≈ 1.02). עבודה קרה יכולה לגרום לכמות קטנה של דפורמציה-שנגרמת על ידי מרטנזיט, מה שהופך אזורים כבדים למגנטים מעט -, אבל החומר נשאר הרבה פחות מגנטי מאשר כיתות אל-חלד פריטיות או מרטנסיביות.
ש: האם ניתן להשתמש בלוח נירוסטה 317 בטמפרטורות גבוהות?
ת: ניתן להשתמש בדרגה 317 בשירות רציף עד כ-870 מעלות (1600 מעלות F). עבור טמפרטורות מעבר לכך, יש להביא בחשבון את טווח משקעי הקרביד (בסביבות 425-870 מעלות ) בתכנון - באמצעות 317L או ציון חישול פתרון לאחר ייצור מפחית את סיכון הרגישות בטווח זה.
כתב ויתור: הנתונים המוצגים במסמך זה מבוססים על הרכב סטנדרטי וטווחי מאפיינים לפי ASTM A240 ומקורות התייחסות בתעשייה. המאפיינים בפועל עשויים להשתנות בהתאם לחום, צורת המוצר ומצב העיבוד. כל היישומים הקריטיים צריכים להתייחס לתקנים הרלוונטיים העדכניים ולדוחות בדיקת חומר מאושרים. תוכן זה מיועד להדרכה הנדסית כללית בלבד.
