בפלדות אל-חלד אוסטניטיות, הדרגות 316H ו-316L שייכות שתיהן לסדרת 316-הידועה בעמידותן המשופרת בפני קורוזיה. ההבדל העיקרי הוא תכולת הפחמן שלהם, שמכתיבה את התכונות המכניות שלהם, עמידות בפני קורוזיה ויישומים.
מאמר זה מספק השוואה מפורטת בין נירוסטה 316H ו-316L, תוך בחינת ההרכבים הכימיים, התכונות המכניות, התנהגות הקורוזיה והיישומים האופייניים שלהם.
316H לעומת 316L: הבדל בהרכב כימי
316L (UNS S31603)היא גרסת הפחמן הנמוכה- של פלדת אל חלד סטנדרטית 316, עם תכולת פחמן מקסימלית של 0.03%. ייעוד התקן הסיני שלו הוא 022Cr17Ni12Mo2. תכולת הפחמן הממוזערת היא בחירה בעיצוב סגסוגת כדי לשפר את יכולת הריתוך והעמידות בפני רגישות.
316H (UNS S31609)מייצג את גרסת הפחמן הגבוהה-, עם תכולת פחמן הנעה בין 0.04% ל-0.10%. זה מתאים לייעוד התקן הסיני 07Cr17Ni12Mo2. תכולת הפחמן המוגברת תוכננה במיוחד כדי לשפר את ביצועי הטמפרטורות הגבוהות-.
שתי הדרגות שומרות על תכולת כרום (16-18%), ניקל (10-14%) ומוליבדן (2-3%) דומה, המספקות את מאפייני העמידות בפני קורוזיה של סדרת 316.
תוספת המוליבדן חיונית במיוחד לשיפור העמידות בפני קורוזיה וקורוזיה בסביבות המכילות כלוריד-.
316H לעומת 316L:מאפיינים מכנייםהֶבדֵל
316L: יכולת ריתוך מעולה ועמידות בפני קורוזיה
ל-316L יכולת ריתוך מעולה, הנגזרת מתכולת הפחמן הנמוכה במיוחד-. הפחמן הממוזער מפחית באופן משמעותי את הסיכון למשקעי כרום קרביד במהלך הריתוך, מה שעלול להוביל לרגישות וכתוצאה מכך לקורוזיה בין-גרעינית.
זה הופך את 316L למתאים במיוחד לציוד מיוצר הדורש ריתוך נרחב, במיוחד בקטעים עבים יותר שבהם המחזורים התרמיים בולטים יותר.
התכונות המכניות של 316L כוללות קשיחות טובה וגמישות, אם כי החוזק שלו בטמפרטורות גבוהות נמוך יחסית מ-316H. זה לא יכול להתחזק על ידי טיפול בחום אבל מפגין תכונות התקשות עבודה טובות.
טמפרטורת השירות המומלצת שלו בדרך כלל אינה עולה על 450 מעלות, מעבר לכך עשויה להתרחש השפלה משמעותית.
316H: ביצועי טמפרטורה- גבוהים מעולים
תכולת הפחמן הגבוהה יותר של 316H מספקת חוזק משופר בטמפרטורה- גבוהה, במיוחד במונחים של עמידות לזחילה. זהו תכונה קריטית עבור רכיבים הפועלים תחת לחץ בטמפרטורות גבוהות.
כיתה זו תוכננה במיוחד עבור יישומים בטמפרטורות שבין 500 מעלות ל-650 מעלות היא חיונית.
בעוד ש-316H חולק עמידות טובה בפני קורוזיה עם גרסאות אחרות של 316, יכולת הריתוך שלו גרועה יותר יחסית בגלל הרגישות המוגברת להיווצרות כרום קרביד בגבולות הגרגרים במהלך הריתוך.
במקרים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך בטיפול בחום לאחר-ריתוך כדי להחזיר עמידות אופטימלית בפני קורוזיה באזורים-מושפעי החום.
316H לעומת 316L:חוזק והתנגדות לזחילה
316H נמצא בדרך כלל בסביבות העולה על 100 מעלות. תכולת הפחמן הגבוהה תורמת ישירות לחוזק קרע זחילה ולחוזק מתיחה-בטמפרטורה גבוהה. זחילה, העיוות האיטי של חומר תחת לחץ מכני מתמשך, מעוכבת משמעותית על ידי אטומי הפחמן בתוך המבנה הגבישי 316H.
ביצועי זחילה מעולים אלו הם הסיבה ש-316H הוא הבחירה החובה עבור רכיבים הכפופים לקודי הדוד וכלי הלחץ של ASME ולקודי צנרת-בטמפרטורה גבוהה, שכן ערכי הלחץ המותרים שלו בטמפרטורות גבוהות גבוהים משמעותית מאלו של 316L.
316H לעומת 316L:חדר וחוזק-טמפ' נמוך
בטמפרטורת החדר, 316H מציג תפוקה וחוזק מתיחה מינימלי גבוה יותר באופן שולי בהשוואה ל-316L, תוצאה ישירה של התחזקות התמיסה המושרה על ידי פחמן.
לדוגמה, בעוד של-316L עשוי להיות חוזק תפוקה מינימלי מוגדר של 205 MPa, 316H מציין לעתים קרובות 240 MPa ומעלה.
למרות ש-316L עדיין שומר על קשיחות מעולה בטמפרטורות נמוכות, החוזק התחתון שלו מגביל את השימוש בו בעומסים מכניים גבוהים, ללא קשר לטמפרטורה.
316H לעומת 316L:השוואת עמידות בפני קורוזיה
עמידות בפני קורוזיה של 316H ו-316L שונה משמעותית, בעיקר בשל שינויים בתכולת הפחמן שלהם:
קורוזיה בין-גרגירית:
316L מציג עמידות מעולה בפני קורוזיה בין-גרגירית, במיוחד לאחר פעולות ריתוך. תכולת הפחמן הנמוכה שלו מפחיתה באופן דרמטי את היווצרותם של כרום קרבידים (Cr₂₃C₆) בגבולות התבואה, ובכך מונעת יצירת אזורים מדוללים בכרום הרגישים להתקפה קורוזיבית.
316H, עם תכולת הפחמן הגבוהה שלו, רגיש יותר לתופעה זו, במיוחד באזורים המושפעים מהחום- של ריתוכים.
קורוזיה וחריצים:
שתי הדרגות מפגינות עמידות טובה בפני קורוזיה וחריצים, המיוחסת לתכולת המוליבדן שלהן (בדרך כלל 2-3%).
זה הופך אותם למתאימים לסביבות המכילות כלור-, כולל יישומים ימיים. הביצועים בהקשר זה דומים יחסית בין שתי הדרגות, אם כי 316L עשוי להפגין יציבות מעט טובה יותר ביישומים מסוימים בטמפרטורה גבוהה.
חמצון-בטמפרטורה גבוהה:
316H מתעלה על 316L בעמידות חמצון-בטמפרטורה גבוהה בשל תכולת הפחמן הגבוהה שלו, מה שתורם לשיפור חוזק ועמידות חמצון בטמפרטורות גבוהות.
בעוד ש-316L עשוי להתפרק מעל 450 מעלות, 316H שומר על שלמותו ושכבת תחמוצת ההגנה שלו בטמפרטורות גבוהות משמעותית.
316H לעומת 316L:יישומים ושימושים בתעשייה
מאפייני הביצועים השונים של 316H ו-316L מכתיבים את התאמתם ליישומים ספציפיים:
316L יישומים טיפוסיים:
ציוד לעיבוד כימי (טנקים, צנרת, כורים).
רכיבים ימיים ומערכות טיפול במי ים.
ציוד פרמצבטי ועיבוד מזון.
מכשור רפואי ומכשור ניתוחי.
ייצור מרותך שבהם טיפול בחום שלאחר-ריתוך אינו אפשרי.
316H יישומים טיפוסיים:
מחליפי חום ורכיבי דוד בטמפרטורה- גבוהה.
צנרת קיטור-בטמפרטורה גבוהה וצינורות חימום-על.
מכלי לחץ הפועלים בטמפרטורות גבוהות.
חלקי תנור וציוד לעיבוד-בטמפרטורה גבוהה.
יישומים תעשייתיים הדורשים חוזק משולב בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה.
316L לעומת 316H: מדריך לבחירה
הבחירה בין 316H ל-316L דורשת שיקול דעת מדוקדק של תנאי השירות:
בחר 316L כאשר:
היישום כולל ריתוך נרחב, במיוחד עם חלקים עבים יותר.
טמפרטורות השירות נשארות מתחת ל-450 מעלות.
נדרשת עמידות מרבית בפני קורוזיה בין-גרגירית.
היישום כולל סביבות עיבוד-עשירות בכלוריד או כימי.
בחר 316H כאשר:
טמפרטורות השירות נעות בין 500 מעלות ל-650 מעלות.
חוזק-טמפרטורות גבוה ועמידות בזחילה הם קריטיים.
היישום כולל בלימת לחץ-בטמפרטורה גבוהה.
נדרשת עמידות לחמצון בטמפרטורה מוגברת.
חשוב לציין ששתי הציונים הללו אינם משנים ישירות.
מַסְקָנָה
פלדות אל חלד 316H ו-316L, בעוד הרכב דומה, הן יישומי שירות שונים.
316L, עם תכולת הפחמן הנמוכה במיוחד שלו, מציעה יכולת ריתוך מעולה ועמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור עיבוד כימי, יישומים ימיים ויישומים מפוברקים שבהם הריתוך נרחב וטמפרטורות השירות מתונות.
לעומת זאת, 316H, עם תכולת הפחמן הגבוהה שלו, מספק חוזק משופר בטמפרטורות-, עמידות לזחילה ועמידות בחמצון, מה שהופך אותו למתאים ליישומים הכוללים טמפרטורות גבוהות כגון מחליפי חום, דוודים וציוד לעיבוד בטמפרטורה- גבוהה.
הבחירה בין שתי דרגות אלו צריכה להתבסס על הערכה מקיפה של יישומי השירות הספציפיים, לרבות טמפרטורה, סביבה קורוזיבית, דרישות ייצור וגורמי לחץ מכניים.
