شرح رموز المواد: الاختلافات الرئيسية بين 304 و 316 و 321 الكوع الفولاذ المقاوم للصدأ

في أنظمة خطوط الأنابيب، تعمل المرفقات من الفولاذ المقاوم للصدأ كمكونات مهمة للتحكم في التدفق الاتجاهي واتصالات الأنابيب. يختار المواد تأثير مباشر على مقاومة التآكل، ومتانة درجات الحرارة العالية، وعمر الخدمة. من بين الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر شيوعاً، 304 و 316 و 321 تقدم كل منها مزايا فريدة بسبب الاختلافات في التركيب الكيميائي. تقارن هذه المقالة المواد الثلاثة عبر خمسة أبعاد رئيسية: المكياج الكيميائي ومقاومة التآكل والأداء في درجات الحرارة العالية وخصائص المعالجة والتطبيقات النموذجية.

1. التركيب الكيميائي: "صيغة سبيكة" التي تعرف الأداء

● 304 الفولاذ المقاوم للصدأ

باعتباره الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الأساسي ، يتكون 304 من:

ج (الكربون): ≤0.08٪

كروم (الكروم): 18.0%-20.0%

نينيوم (النيكل): 8.0٪ - 11.0٪

Mn (المنغنيز): ≤2.0٪

Si (السيليكون): ≤1.0٪

مزيج من الكروم والنيكل يوفر حماية ممتازة من التآكل من خلال كروم كثيف ₂O₃ فيلم سلبي ويضمن مرونة قوية وصلابة عن طريق هيكل أوستنيتي مستقر.

● 316 الفولاذ المقاوم للصدأ

نسخة محسنة من 304، 316 يقدم 2٪ -3٪ الموليبدينوم (Mo):

ج: ≤0.08٪

كروم: 16.0% -18.0%

نينيوم: 10.0٪ - 14.0٪

Mo: 2.0٪ -3.0٪

إضافة الموليبدينوم تحسن بشكل كبير مقاومة الكلوريدات، والحد من الأحماض، والملوثات الصناعية، وفي الوقت نفسه تعزيز قوة درجات الحرارة العالية.

● 321 الفولاذ المقاوم للصدأ

321 هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المستقر بالتيتانيوم مع الملف الشخصي التالي:

ج: ≤0.08٪

كروم: 17.0% -19.0%

نينيوم: 9.0٪ - 12.0٪

Ti: 5xC إلى 0.70٪

التيتانيوم يربط مع الكربون لمنع هطول هطول كربيدات الكروم (Cr ₂₃C₆), وبالتالي تقليل خطر التآكل بين الحبيبات وتحسين قوة الزحف في درجات الحرارة المرتفعة.

2. مقاومة التآكل: من الحماية العامة إلى المتخصصة

● 304 الفولاذ المقاوم للصدأ

الأنسب للبيئات ذات الأغراض العامة التي تنطوي على التآكل الخفيف مثل الهواء أو البخار أو المياه العذبة. يعمل بشكل جيد في بيئات الأكسدة مثل حمض النيتريك ، لكنه عرضة للتآكل في البيئات الغنية بالكلوريد (على سبيل المثال ، مياه البحر) ، وخاصة فوق 60 درجة مئوية.

● 316 الفولاذ المقاوم للصدأ

بفضل محتوى الموليبدينوم ، يظهر 316 مقاومة متفوقة للكلوريدات والكبريتيدات والأحماض المخفضة. في الظروف البحرية ، فإن معدل التآكل هو حوالي ثلث 304 ، ويستمر مرتين أطول في معالجة اللب الحمضي.

● 321 الفولاذ المقاوم للصدأ

مصممة خصيصا لبيئات الأكسدة عالية الحرارة ، تحافظ 321 على مقاومة التآكل مشابهة ل304 بينما تتميز في التطبيقات مع الدورات الحرارية أو غازات العادم ، مثل خطوط الدخان البتروكيماوية.

3. مقاومة الحرارة: من البيئة إلى الظروف القصوى

● 304 الفولاذ المقاوم للصدأ

يعمل من -196 درجة مئوية إلى 800 درجة مئوية. ومع ذلك ، فوق 650 درجة مئوية ، يزيد خطر هطول الأمطار الكربيد ، مما قد يسبب التآكل بين الحبيبات ما لم يتم تطبيق المعالجة الحرارية بعد اللحام.

● 316 الفولاذ المقاوم للصدأ

يمكن مقارنة تحمل درجة الحرارة مع 304 ، ولكن قوته الميكانيكية في درجات الحرارة العالية تحسنت. عند درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية ، تقدم 316 قوة عائد أعلى بنسبة 15٪ - 20٪ من 304 ، وهي مثالية لخطوط البخار المفرطة في التدفئة.

● 321 الفولاذ المقاوم للصدأ

صممت لخدمة درجات الحرارة العالية المستدامة:

استخدام قصير المدى: تحمل ما يصل إلى 900 درجة مئوية

استخدام طويل الأجل: مقاومة زحف ممتازة بين 550 درجة مئوية و 850 درجة مئوية ، مما يجعلها مناسبة للبيئات عالية الإجهاد مثل أنابيب الغلايات ومجموعات العادم.

4. التصنيع واللحام: التوازن القابلية للتشكيل مع الدقة

● 304 الفولاذ المقاوم للصدأ

معروف جيدًا بقدرته الممتازة على العمل على البارد (الانحناء والختم) والقدرة على اللحام باستخدام جميع التقنيات الشائعة (TIG ، MIG). تحتفظ مقاومة التآكل بعد اللحام بشكل عام دون معالجة حرارية إضافية.

● 316 الفولاذ المقاوم للصدأ

معدل تصلب العمل أعلى قليلا من 304 ، مما يتطلب أدوات أقوى. لللحام ، يوصى بإدخال الحرارة المتحكم به لمنع الحساسية ؛ يتم استخدام حشو 316L بشكل شائع ، وعادة ما لا يكون هناك حاجة إلى التسوية بعد اللحام.

● 321 الفولاذ المقاوم للصدأ

يحسن التيتانيوم الاستقرار الهيكلي في درجات الحرارة العالية لكنه يقدم تعقيدا في تشكيل البارد. يجب أن يستخدم اللحام طرق إدخال منخفضة الحرارة (على سبيل المثال ، TIG النبضية) ، والحفاظ على درجات الحرارة بين المرور أقل من 150 درجة مئوية لتجنب هطول الأمطار الكربيد.

5. التطبيقات النموذجية: من الاستخدام اليومي إلى البيئات المطلوبة

● 304 الفولاذ المقاوم للصدأ الكوع

الأنابيب الكيميائية: نقل الأحماض الضعيفة والكحوليات

أنظمة الأغذية والمشروبات: نقل السوائل المتوافق مع إدارة الأغذية والعقاقير

سباكة المباني: إمدادات المياه الساخنة والباردة في الأبراج السكنية

● 316 الفولاذ المقاوم للصدأ الكوع

البحرية والبحرية: خطوط أنابيب مياه البحر وأنظمة تبريد المنصة

مصانع الصيدلانية: أنظمة المياه النقية للغاية

المعالجة الكيميائية: أجزاء مقاومة حمض الكبريت والهيدروكلوريك

● 321 الفولاذ المقاوم للصدأ الكوع

صناعات درجات الحرارة العالية: مضخات الغلايات، محرقات التوربينات

الطيران: قنوات العادم لمحركات الطائرات، البطانات

الأنظمة النووية: تجهيزات وعاء المفاعل التي تتعرض للحرارة لفترات طويلة

استنتاج: حدد السبائك الصحيحة للتطبيق الصحيح

الاختلافات الأساسية بين 304 و 316 و 321 من الفولاذ المقاوم للصدأ تنبع من تصاميم سبيكة مصممة خصيصا:

304: درجة ذات أهداف عامة فعالة من حيث التكلفة لظروف التآكل والبيئة

316: محسنة لوسائط غنية بالكلوريد أو الحمضية مع مقاومة للتآكل المتفوقة

321: متخصص في درجات الحرارة العالية مع استقرار حراري ممتاز ومقاومة الزحف

عند اختيار المادة ، يجب على المهندسين النظر بعناية في التكوين المتوسط ودرجة حرارة التشغيل وميزانية المشروع لتجنب الإفراط في المواصفات ونقص الأداء. على سبيل المثال ، في أنظمة إمدادات المياه الساحلية ، عادة ما يستمر 316 مرفقاً أطول بثلاث مرات من 304 ، في حين أن أنابيب البخار عالية درجة الحرارة ، يمكن أن تمدد 321 مرفقاً عمر الخدمة بنسبة 50٪ بسبب استقرارها الحراري.

المراجع

1.ASTM A403 / A403M - المواصفات القياسية لمركبات الأنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ

2.ScienceDirect: "الخصائص الحرارية والميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في التطبيقات الصناعية"

3.تايلور فرانسيس على الإنترنت: "مقارنة المعايير الدولية لمركبات الأنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ (ASTM مقابل DIN)"