321 nerūsējošais tērauds - cauruļvadu specifikācijās zināms kāTP321(UNS S32100) - ir titāna-stabilizēta austenīta šķira, kas izstrādāta vienam darbam, kas ir augstāks par visiem citiem: saglabā izturību pret koroziju- un izmēru stabilitāti, kur 304 var paaugstināt jutīgumu un vājināt. Sasaistot oglekli ar titānu, 321 saglabā graudu robežas tīras, izmantojot metināšanu un ilgstošu karsēšanu, padarot to par pamatelementu izplūdes kolektoros, sildītājos, siltummaiņos un rafinēšanas rūpnīcu pārvades līnijās. Šajā rakstā ir aprakstīts, kas ir TP321, tā ķīmija un standarti, kāpēc tas karstumā pārspēj 304 un 316, reālās temperatūras robežas un kur to norādīt.
Kas irTP321 nerūsējošais tērauds?
TP321 ir 18-8 austenīta nerūsējošais tērauds (aptuveni 18% hroma, 10% niķeļa) ar nelielu, bet izšķirošu piedevutitāns. Tas ir izmantotais caurules/caurules klases apzīmējumsASTM A312 (caurule)unASTM A213 (caurule); tā pati ķīmija plāksnē vai stienī ir vienkārši "321" (UNS S32100). Augstāks-oglekļa variants,321H (UNS S32109), ir izstrādāts paaugstinātas-temperatūras šļūdes izturībai.
Iemesls, kāpēc titāns tiek pievienots, ir vienkāršs: parastajā 304 karsēšanas diapazonā 425–815 grādi (800–1500 grādi F) ļauj ogleklim migrēt uz graudu robežām un izgulsnēties kā hroma karbīdi - parādība, ko sauc parsensibilizācija. Hroma{1}}noplicinātās zonas pēc tam viegli korozējas (starpgranulārā korozija, IGC). Titānam ir spēcīgāka afinitāte pret oglekli nekā hromam, tāpēc tas "aizslēdz" oglekli un novērš kaitīgos nokrišņus.
Ķīmija un titāna triks
| Elements | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| Ogleklis (C) | Mazāks vai vienāds ar 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| Hroms (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Niķelis (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Titāns (Ti) | Lielāks vai vienāds ar 5 × C (maks. 0,70) | Lielāks vai vienāds ar 4 × C (maks. 0,70) |
| Mangāns (Mn) | Mazāks vai vienāds ar 2,00 | Mazāks vai vienāds ar 2,00 |
| Silīcijs (Si) | Mazāks vai vienāds ar 0,75 | Mazāks vai vienāds ar 0,75 |
| Fosfors / sērs | Mazāks vai vienāds ar 0,045 / Mazāks vai vienāds ar 0,030 | Mazāks vai vienāds ar 0,045 / Mazāks vai vienāds ar 0,030 |
ASTM / ASME specifikācijas
ASTM A312 / ASME SA312 - TP321 bezšuvju un metināta austenīta nerūsējošā tērauda caurule.
ASTM A213 / ASME SA213- TP321 bezšuvju caurules apkures katliem, pārkarsētājiem un siltummaiņiem.
ASTM A376 / ASME SA376- bezšuvju caurule augstas-temperatūras-centrālās stacijas pakalpojumam.
ASTM A358 /A269- metinātas caurules un vispārīgās-apkalpošanas caurules, kur ir norādīts 321.
Kopējās mehāniskās īpašības (atkvēlināts TP321): stiepes izturība Lielāka vai vienāda ar515 MPa (75 ksi), tecēšanas robeža Lielāka vai vienāda ar205 MPa (30 ksi), pagarinājums Lielāks par vai vienāds ar35%. 321H nodrošina nedaudz augstāku minimālo izturību, lai atbalstītu{1}}ierobežotu dizainu.
Galvenās priekšrocības augstā{0}}temperatūras pakalpojumā
Starpkristālu{0}}korozijas izturība pēc metināšanas.Titāna stabilizācijas līdzeklis 321 nav jutīgs karstuma ietekmētajā zonā, tāpēc pēc-metināšanas termiskā apstrāde IGC pretestībai parasti nav nepieciešama.
Saglabāts spēks un stabilitāte karstumā.Atšķirībā no304, 321 nezaudē savu korozijas robežu no karbīda nokrišņiem ekspluatācijas laikā sensibilizācijas logā.
Laba oksidācijas izturība.18% hroma saturs veido stabilu skalu līdz aptuveni 815–870 grādiem (1500–1600 ° F) nepārtrauktā darbībā.
Pierādīts cikliskā karstumā.Tas iztur atkārtotu sildīšanu/dzesēšanu labāk nekā nestabilizētas pakāpes, kas ir svarīgas izplūdes un termiskās{0}}riteņbraukšanas līnijām.
Metināmība.321 ir viegli metināms ar parastajiem procesiem; stabilizators vairumā gadījumu saglabā locītavas skaņu bez PWHT.
321vs304 / 316 / 347
| Novērtējums | Stabilizators | Vislabāk plkst | Uzmanies |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | nav (304L=zems C) | Vispārēja korozija, zemākas izmaksas | Sensibilizē 425–815 grādos; vājš karstumā |
| 316 / 316L | nav (316L=zems C) | Slapjš hlorīds/jūras ūdens (Mo) | Nav augsta{0}}temperatūras speciālists; Mo pie siltuma pievieno maz |
| 321 / 321H | Titāns | Augsta temperatūra, metināts, ciklisks karstums | Hlorīda ūdens šķīdumā vājāks par 316L |
| 347 / 347H | niobijs (Nb) | Nedaudz augstāka šļūdes izturība nekā 321 | Dārgāka; retāk sastopama metināšanas vienkāršībai |
Temperatūras ierobežojumi
Nepārtraukta apkalpošana:līdz apmēram815–870 grādi (1500–1600 grādi F)(oksidācija-ierobežota).
Nepārtraukts pakalpojums:līdz apmēram870 grādi (1600 grādi F).
Īstermiņa-termiņš/maksimums:~925 grādi (1700 grādi F) maksimums.
ASME spiediena -projektēšanas pieļaujamo spriegumu skatiet piemērojamā konstrukcijas kodeksā (piemēram, ASME B31.3, VIII sadaļa) - pieļaujamās vērtības samazinās virs ~650 grādiem.
Tipiski pielietojumi
Automobiļi un smagais{0}}iekārtasizplūdes kolektori un sistēmas
Kurināmie sildītājiun apstrādes spoles naftas pārstrādes rūpnīcās un naftas ķīmijas rūpnīcās
Siltummaiņiun katlu caurules (A213 TP321), kur notiek termiskā cikliskums
Lidmašīna un gāzes{0}}turbīnaizplūdes kanāls
Siltuma{0}}jaudapārsildītāja un resildītāja caurules
Izplešanās šuves un augstas{0}}temperatūras pārvades līnijas
Piezīmes par metināšanu un izgatavošanu
321 ir metināms ar SMAW, GTAW, GMAW un SAW. Parastās pildvielas ir 321 vai 347/347H.
Tā kā titāns var oksidēties pie metināšanas līnijas, izmantojiet pareiziaizmugures attīrīšanas / aizsarggāzeuz saknes, lai iegūtu tīru,{0}}bez zvīņām iekšējo virsmu.
Lielākajai daļai izgatavoto mezglu pēc-metināšanas termiskā apstrāde IGC pretestībai nav nepieciešama - stabilizators jau aizsargā HAZ.
Apstrāde ir līdzīga citiem austenītiem: izmantojiet stingrus iestatījumus un izvairieties no sacietēšanas.
Secinājums
TP321 iegūst savu vietu visur, kur nerūsējošā caurule dzīvo ilgstošā vai cikliskā karstumā un nevar atļauties paaugstināt jutīgumu pēc metināšanas. Tā titāna stabilizācija nodrošina starpkristālu-korozijas izturību bez pēc-metināšanas termiskās apstrādes, un tā oksidēšanās izturēšanās nodrošina to darbināmu līdz aptuveni 870 grādiem. Specifikācijas veicējiem ir jāatceras: 321 ir augstas -temperatūras un metināmības speciālists, nevis jūras ūdens-klases aizstājējs - mitrajam hlorīdam, 316L, 317L vai duplekss joprojām ir pareizais aicinājums.
FAQ
J: Vai TP321 ir tāds pats kā 321 nerūsējošais tērauds?
A: Būtībā jā. "321" ir pamatklase (UNS S32100); "TP321" ir caurules/caurules apzīmējums ASTM A312/A
J: Kad man vajadzētu izvēlēties 321, nevis 304L?
A. Ja caurule darbojas 425–815 grādu diapazonā vai ir metināta tajā vai redz termisko ciklu. 304L zemais oglekļa saturs palīdz, bet tikai 321 titāna stabilizācija pilnībā novērš jutīgumu šajā logā.
J: Vai 321 var aizstāt 316 augstas-temperatūras izplūdes gāzēs?
A: Bieži jā sausām, karstām izplūdēm, jo 316 molibdēns augstā temperatūrā pievieno maz un 321 stabilizācija ir svarīgāka. Slapjā/hlorīda vidē 316L joprojām ir pārāka.
J: Kāda ir TP321 maksimālā apkalpošanas temperatūra?
A: Nepārtraukta oksidēšana{0}}ierobežots pakalpojums līdz aptuveni 815–870 grādiem; īstermiņa maksimumi tuvu 925 grādiem . Spiediena projektēšanai pārbaudiet regulējošos ASME koda pieļaujamos spriegumus.
