פלדה 316L Mod- כתוב גם כ-316L Modified או 316LM - היא גרסה מבוקרת-כימיה של פלדת אל-חלד סטנדרטית AISI 316L. הסיומת "מוד" (שונה) מסמנת שחלון אחד או יותר של הרכב כימי הוחזק או שונו מעבר למפרט ASTM A240 316L הסטנדרטי כדי לעמוד בדרישות של יישום, קוד או תקן רכש מסוים.

השינויים הנפוצים ביותר כוללים: הגבלת חנקן לטווח צר (בדרך כלל 0.06-0.10%) כדי לשפר את חוזק זחילת-טמפרטורות גבוהות; הידוק הפחמן ל-פחות מ- או שווה ל-0.020% (לעומת התקן פחות או שווה ל-0.030%) עבור עמידות מעולה בפני קורוזיה של אזור ריתוך -; והגבלת רכיבי נווד כגון בורון, קובלט ונחושת לרמות חלקים-ל-מיליון לניקיון גרעיני-.
בניגוד לסגסוגת שונה לחלוטין, 316L Mod שומר על כימיה הליבה של כיתה האם שלו: 16-18% כרום, 10-14% ניקל ו-2-3% מוליבדן. מה שמשתנה הוא הדיוק של אותם טווחים, והוספת מגבלות עליונות על אלמנטים שפשוט לא נשלטים במפרט הסחורה.
הרכב כימי: 316L מול 316L Mod
הטבלה שלהלן משווה אתASTM A240 316Lמפרט מול ההרכב המהודק האופייני לגרעיני -דרגה 316L Mod (לפי RCC-M / AFCEN או מפרט רכש שווה ערך):
|
אֵלֵמֶנט |
ASTM A240 - Standard 316L |
316L Mod (גרעיני/טוהר-גבוה) |
למה זה חשוב |
|
פחמן (C) |
פחות או שווה ל-0.030% |
פחות או שווה ל-0.020% |
C=נמוך יותר הפחית את הסיכון לרגישות ב-HAZ |
|
סיליקון (Si) |
פחות או שווה ל-0.75% |
פחות או שווה ל-0.50% |
Tighter Si משפר את קשיחות הריתוך |
|
מנגן (Mn) |
פחות או שווה ל-2.00% |
פחות או שווה ל-1.80% |
מבוקר לאחידות מיקרו-מבנית |
|
זרחן (P) |
פחות או שווה ל-0.045% |
פחות או שווה ל-0.025% |
P נמוך מפחית את הרגישות לפיצוח חם |
|
גופרית (S) |
פחות או שווה ל-0.030% |
פחות או שווה ל-0.015% |
S נמוך משפר את איכות הריתוך והקשיחות |
|
Chromium (Cr) |
16.0–18.0% |
16.5–18.0% |
פס צר יותר מבטיח עמידות עקבית בפני קורוזיה |
|
ניקל (ני) |
10.0–14.0% |
11.0–14.0% |
רצפת Ni גבוהה יותר מבטיחה יציבות אוסטניט |
|
מוליבדן (מו) |
2.0–3.0% |
2.25–3.00% |
רצפה מוגבהת מעט לעמידות בבור |
|
חנקן (N) |
פחות או שווה ל-0.10% |
0.06–0.10% |
N מבוקר מגביר את חוזק הזחילה בטמפ'. |
|
בורון (ב) |
לא צוין |
פחות או שווה ל-0.002% |
דרישה גרעינית: B סופג נויטרונים |
|
קובלט (Co) |
לא צוין |
פחות או שווה ל-0.025% |
דרישה גרעינית: סיכון הפעלת Co-60 |
|
נחושת (Cu) |
פחות או שווה ל-0.10% (עקבות) |
פחות או שווה ל-0.10% |
מבוקר למניעת חששות זיהום |
מאפיינים מכניים
למרות הכימיה הדוקה יותר שלו, 316L Mod עומד בדרישות המכאניות המינימליות של ASTM A240 316L או עולה עליהן. עבור לוחית גרעינית-, לעתים קרובות נדרשות בדיקות משלימות נוספות, כולל בדיקות פגיעה של Charpy ב-20 מעלות, בדיקות מתיחה- בטמפרטורה מוגבהת ובדיקות קורוזיה בין-גרעיניות לפי ASTM A262 Practice E.
|
מינימום חוזק מתיחה גדול או שווה ל-515 MPa ASTM A240 / RCC-דרישת M |
מינימום חוזק תשואה (0.2%) גדול או שווה ל-205 MPa בטמפרטורת החדר |
מינימום הַאֲרָכָה גדול או שווה ל-40% באורך 50 מ"מ |
|
קשיות (מקסימום) פחות או שווה ל-217 HB Rockwell פחות או שווה ל-95 HRB |
חוזק זחילה (600 מעלות) מעולה ל-316L עקב תוספת N מבוקרת |
השפעת CVN (ב-20 מעלות) גדול או שווה ל-60 J (אופייני) ניסוי משלים גרעיני |
|
נֶכֶס |
סטנדרטי 316L |
מוד 316L |
מצב מבחן |
|
חוזק מתיחה |
גדול או שווה ל-515 MPa |
גדול או שווה ל-515 MPa |
RT, אורכי |
|
חוזק תפוקה (0.2%) |
גדול או שווה ל-205 MPa |
גדול או שווה ל-205 MPa |
RT, אורכי |
|
הַאֲרָכָה |
גדול או שווה ל-40% |
גדול או שווה ל-40% |
גודל 50 מ"מ |
|
צמצום השטח |
גדול או שווה ל-50% |
גדול או שווה ל-50% |
דגימה רוחבית |
|
קַשִׁיוּת |
פחות או שווה ל-217 HB |
פחות או שווה ל-217 HB |
ברינל, חישול |
|
Charpy CVN (ב-20 מעלות) |
לא חובה |
גדול או שווה ל-60 J ממוצע. |
השלמה בדרגה גרעינית |
|
מתיחה ב-350 מעלות |
לא חובה |
מינימום נָקוּב |
לפי RCC-M / ASME III |
מאפיינים פיזיים
|
נֶכֶס |
עֵרֶך |
|
צְפִיפוּת |
7.98 גרם/ס"מ³ |
|
טווח התכה |
1375-1400 מעלות (2507-2552 מעלות F) |
|
מוליכות תרמית (ב-100 מעלות) |
~14.0 W/(m·K) |
|
מקדם התפשטות תרמית |
16.5 מיקרומטר/(מ· מעלות ) ב-20-100 מעלות |
|
התנגדות חשמלית |
~740 nΩ·m |
|
מודול האלסטיות |
193 GPA (28,000 ksi) |
|
חדירות מגנטית |
לא-מגנטי (µ ≈ 1.01–1.02) |
|
טמפרטורת שירות מקסימלית. (המשך) |
870 מעלות (1600 מעלות F) |
למה לבחור מוד 316L על פני 316L סטנדרטי?
התשובה תלויה לחלוטין באפליקציה. עבור רוב השימושים התעשייתיים הכלליים - ציוד לעיבוד מזון, חיפוי אדריכלי, מפעל כימי סטנדרטי - סחורה 316L היא הבחירה הנכונה והחסכונית ביותר. עם זאת, ישנם תרחישים ספציפיים שבהם 316L Mod אינו מועדף רק, אלא נדרש על ידי קוד או חוזה:

רכיבים גרעיניים - צנרת מערכת נוזל הקירור בכור, קונכיות לחץ, לוחות מעגלים ראשיים - מיוצרים לפי RCC-M (קוד גרעיני צרפתי), ASME Section III, או תקנים מקבילים. קודים אלה מחייבים תכולת קובלט מקסימלית (פחות או שווה ל-0.025%) כדי למנוע היווצרות של Co-60 תחת קרינת נויטרונים, שהופך למקור זיהום רדיואקטיבי משמעותי. תקן 316L אינו שולט בקובלט; 316L Mod כן.
כאשר משתמשים בנירוסטה אוסטניטית בטמפרטורות מעל 500 מעלות לתקופות ממושכות, זחילה (עיוות פלסטי איטי תחת לחץ) הופכת לגורם המגביל-העיצוב. תוספת החנקן המבוקרת ב-316L Mod (0.06-0.10%) משפרת משמעותית את עמידות הזחילה בהשוואה ל-316L הסטנדרטי עם חנקן לא מבוקר, בעל פוטנציאל נמוך מאוד. זה קריטי עבור רכיבי דוודים לייצור חשמל וקונכיות מחליפי חום במפעל כימי בטמפרטורה גבוהה-.
עבור מיכלי אחסון LNG וציוד קופסא קרה הפועלים בטמפרטורות של עד -196 מעלות (טמפרטורת חנקן נוזלי), נדרשת בדיקת השפעה משלימה של Charpy בטמפרטורה קריוגנית. מגבלות הטומאה ההדוקות יותר ב-316L Mod -, במיוחד זרחן וגופרית נמוכים יותר -, מביאות לערכי קשיחות השפעה עקבית יותר וגבוהה יותר במצב הצלחת -כמו חישול.
תהליכי ייצור API פרמצבטיים מסוימים ותהליכים כימיים-למחצה דורשים חומרים עם זיהום מינימלי של יסודות קורט. המגבלות העליונות המבוקרות על נחושת, בורון ורכיבי נווד אחרים ב-316L Mod עוזרים להבטיח שחומר הצלחת עצמו לא יהפוך למקור לזיהום תהליך.
316L Mod לעומת סטנדרטי 316L לעומת 316: השוואה מהירה
|
נכס / תכונה |
316 תקן |
316L תקן |
מוד 316L |
|
תכולת פחמן |
פחות או שווה ל-0.08% |
פחות או שווה ל-0.030% |
פחות או שווה ל-0.020% |
|
בקרת חנקן |
לא צוין |
לא צוין |
0.06–0.10% (צר) |
|
מגבלת קובלט |
לא צוין |
לא צוין |
פחות או שווה ל-0.025% |
|
מגבלת בורון |
לא צוין |
לא צוין |
פחות או שווה ל-0.002% |
|
תואם ASTM A240 |
כֵּן |
כֵּן |
כן (בתוספת משלים) |
|
תואם קוד גרעיני |
לֹא |
לֹא |
כן (RCC-M / ASME III) |
|
רְתִיכוּת |
טוֹב |
מְעוּלֶה |
מְעוּלֶה |
|
התנגדות לזחילה |
לְמַתֵן |
לְמַתֵן |
משופר (עקב N) |
|
עלות חומר יחסית |
בָּסִיס |
בסיס + 5–10% |
בסיס + 25–40% |
|
זמינות אופיינית |
מלאי מיידי |
מלאי סטנדרטי |
הזמנת מיל / עופרת מורחבת |
|
פרמיית המחיר של 25-40% של 316L Mod על פני סחורה 316L משקפת לא רק מפרט חומר גלם הדוק יותר אלא גם את דרישות הבדיקות, העקיבות וההסמכה הנוספות. עבור יישומים גרעיניים או קודים-, אין תחליף מקובל. עבור יישומים מסחריים ללא-קוד, סטנדרטי 316L הוא כמעט תמיד הבחירה ההגיונית מבחינה כלכלית. |
תקנים ואישורים ישימים
צלחת Mod 316L נרכשת ומסופקת תחת שילוב של תקני חומר בסיס ודרישות משלימות ספציפיות ליישום-:
|
תקן / קוד |
תְחוּם |
רלוונטיות ל-316L Mod |
|
ASTM A240 |
צלחת, גיליון ורצועה שטוחה-Cr-Ni נירוסטה |
כימיה בסיסית ודרישות מכניות |
|
ASME SA-240 |
קוד כלי לחץ שווה ערך ל-ASTM A240 |
נדרש עבור מכלי לחץ מקודדים ASME- |
|
RCC-M / AFCEN |
קוד ציוד האי הגרעיני הצרפתי |
מגדיר דרישות לדרגת 316L Mod 'Z2 CND 17-12' |
|
ASME סעיף III |
קוד עיצוב רכיבים גרעיניים בארה"ב |
שולט ברכישת חומר גרעיני- |
|
EN 10028-7 |
מוצרים שטוחים אירופאים למטרות לחץ |
מפרט צלחת אירופאי מקביל |
|
ASTM A262 |
זיהוי רגישות לקורוזיה בין-גרנולרית |
תרגול מבחן E נדרש לעתים קרובות עבור 316L Mod |
|
EN 10204 3.2 |
תעודת בדיקה חומרית עם עד TPI |
חובה עבור גרעיני ו-PED Class III |
יישומים אופייניים של צלחת Mod 316L
רכיבי גבול לחץ של כור גרעיני במעגל הראשי (קונכיות צנרת נוזל קירור, לוחות לחץ)
High-temperature power plant boiler and heat exchanger shells (>שירות רציף של 500 מעלות)
קונכיות מבניות של מיכל אחסון LNG הדורשות אישור השפעה קריוגנית
כלי כור פרמצבטיים וביוטכנולוגיה עם דרישות גבוהות של יסודות קורט-לטוהר
מיכלי לחץ של מפעל כימי הפועלים בסביבות מעורבות של חומצה או כלוריד בטמפרטורה גבוהה
רכיבי דיור לחץ תת-ימי בים עם דרישות חיי עיצוב מורחבות
רכיבי כור מחקר ומתקן לייצור איזוטופים (קריטיים בקובלט נמוך)
שאלות נפוצות
ש: האם 316L Mod זהה ל-316L?
ת: לא. 316L Mod מבוסס על 316L אך מחיל בקרות הרכב הדוקות יותר, במיוחד על פחמן (פחות או שווה ל-0.020%), חנקן (0.06-0.10%), קובלט (פחות או שווה ל-0.025%) ובורון (פחות או שווה ל-0.002%). תקן 316L אינו מציין כלל מגבלות של קובלט או בורון.
ש: מה מייצג 'מוד' ב-316L Mod?
ת: 'מוד' קיצור של Modified. זה מציין שהרכב הבסיס 316L שונה - באופן ספציפי, רכיבי מפתח הודקו לטווחים צרים יותר ו/או אלמנטים נוספים הוצבו תחת בקרת גבול- עליונה. הדרישות המדויקות של 'מוד' משתנות לפי תקן הרכש הספציפי או מפרט הלקוח.
ש: האם ניתן להחליף 316L סטנדרטי עבור 316L Mod ביישומים גרעיניים?
ת: לא. ביישומים מקודדים גרעיניים- המנוהלים על ידי RCC-M, ASME Section III, או קודים מקבילים, 316L Mod עם מגבלות הקובלט והבור הספציפיות שלו הוא מפרט חובה. לא ניתן להחליף את התקן 316L מכיוון שרמות הקובלט והבורון הבלתי מבוקרות עלולות להוביל למוצרי הפעלה רדיואקטיביים או לבעיות בקרת תגובתיות. ההחלפה דורשת הערכה הנדסית רשמית ואישור רשות הקוד, שכמעט אף פעם לא ניתן.
ש: איזו רמת הסמכה נדרשת לצלחת 316L Mod?
ת: בדרך כלל נדרשות תעודות בדיקת חומר מסוג EN 10204 Type 3.2, כלומר תוצאות הבדיקה הכימית והמכאנית מאושרות הן על ידי מחלקת האיכות של היצרן והן על ידי רשות פיקוח- של צד שלישי (כגון TUV, Bureau Veritas או SGS). עבור בקשות גרעיניות, המפקח חייב להיות מגוף פיקוח גרעיני מאושר. יש לתעד במלואו את מספר החום ועקיבות האצווה מההתכה לצלחת הסופית.
ש: מהו זמן ההובלה לצלחת 316L Mod?
ת: 316L Mod אינו פריט במלאי סחורה ברוב המפיצים. הוא מיוצר בדרך כלל על בסיס הזמנה-מטחנה עם זמני אספקה של 10-16 שבועות מביצוע ההזמנה, בהתאם לממדים של לוחות, טיפול בחום ודרישות הבדיקה. עבור חומר מוסמך-גרעיני, נדרש זמן נוסף לתזמון-בדיקות של צד שלישי. מומלץ מאוד לרכוש מוקדם בתכנון הפרויקט.
כתב ויתור: נתונים וטווחי הרכב המצוטטים במסמך זה מייצגים מפרטי 316L Mod נפוצים ומסופקים לעיון כללי בלבד. רכישת פרויקט ספציפי חייבת להתבסס על המפרט החוזי הרלוונטי, קוד התכנון וכישורי הטחנה המאושרים. כל החלטות בחירה והחלפה קריטיות של חומרים חייבות להיבדק על ידי מהנדס חומרים מוסמך.צור קשר עם JN Alloy שלנו נציג מכירותלהצעת מחיר ודיון בהסמכה מהותית.
