321-es rozsdamentes acél -, amely a csővezetékek specifikációiban néven ismertTP321(UNS S32100) A - egy titán-stabilizált ausztenites minőségű, amelyet egyetlen feladatra terveztek, mindenekelőtt: a korróziónak -ellenállónak és méretbeli stabilitásnak a megőrzésére, ahol a 304 érzékennyé és gyengülne. A szén titánnal való megkötésével a 321 tisztán tartja szemcsehatárait a hegesztéssel és a tartós melegítéssel, így a kipufogócsonkok, tüzelésű fűtőberendezések, hőcserélők és finomítói átviteli vonalak alapeleme. Ez a cikk bemutatja, mi az a TP321, kémiája és szabványai, miért veri túl a 304-et és a 316-ot hőben, a valós hőmérsékleti határértékeket, és hol kell megadni.
Mi vanTP321 rozsdamentes acél?
A TP321 egy 18-8 ausztenites rozsdamentes acél (körülbelül 18% króm, 10% nikkel), kis, de határozott hozzáadással.titán. Ez a cső/cső minőség megjelölése, amelyet ebben használnakASTM A312 (cső)ésASTM A213 (cső); ugyanaz a kémia lemezben vagy rúdban egyszerűen "321" (UNS S32100). Egy magasabb-szén-dioxid-kibocsátású változat,321H (UNS S32109), magas hőmérsékletű kúszási szilárdságra lett kifejlesztve{1}}.
A titán hozzáadásának oka egyszerű: a közönséges 304-ben a 425–815 fokos (800–1500 F) tartományban történő hevítés lehetővé teszi, hogy a szén a szemcsehatárokhoz vándoroljon, és króm-karbidok formájában kicsapódjon - ezt a jelenséget ún.szenzibilizáció. A króm{1}}szegény zónák ezután könnyen korrodálódnak (szemcseközi korrózió, IGC). A titánnak erősebb affinitása a szénhez, mint a krómnak, így "lezárja" a szenet és megakadályozza a káros csapadékot.
Kémia és a titán trükk
| Elem | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| szén (C) | Kisebb vagy egyenlő, mint 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| Króm (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Nikkel (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Titán (Ti) | Nagyobb vagy egyenlő, mint 5 × C (max. 0,70) | Nagyobb vagy egyenlő, mint 4 × C (max. 0,70) |
| Mangán (Mn) | 2,00 vagy kisebb | 2,00 vagy kisebb |
| Szilícium (Si) | Kisebb vagy egyenlő, mint 0,75 | Kisebb vagy egyenlő, mint 0,75 |
| Foszfor/Kén | Kisebb vagy egyenlő, mint 0,045 / Kisebb vagy egyenlő, mint 0,030 | Kisebb vagy egyenlő, mint 0,045 / Kisebb vagy egyenlő, mint 0,030 |
ASTM / ASME specifikációk
ASTM A312 / ASME SA312 - TP321 varrat nélküli és hegesztett ausztenites rozsdamentes acélcső.
ASTM A213 / ASME SA213- TP321 varrat nélküli csövek kazánokhoz, túlhevítőkhöz és hőcserélőkhöz.
ASTM A376 / ASME SA376- varrat nélküli cső magas-hőmérsékletű központi-állomási szolgáltatáshoz.
ASTM A358 /A269- hegesztett cső és általános-szerviz cső, ahol 321 van megadva.
Általános mechanikai tulajdonságok (hevített TP321): szakítószilárdság Nagyobb vagy egyenlő515 MPa (75 ksi), folyáshatár Nagyobb vagy egyenlő205 MPa (30 ksi), nyúlás Nagyobb vagy egyenlő35%. 321A H valamivel magasabb minimális szilárdsággal rendelkezik, hogy támogassa a kúszás{1}}korlátozott kialakítását.
A magas hőmérsékletű{0}}szolgáltatás fő előnyei
Szemcseközi{0}}korrózióállóság hegesztés után.A 321-es titán stabilizáló eszköz nem érzékennyé{1}}a hőhatásnak kitett zónában, ezért az IGC-ellenállás utólagos-hőkezelése általában szükségtelen.
Megőrzött szilárdság és stabilitás hő hatására.Ellentétben304, 321 nem veszíti el korróziós határát a keményfém csapadék miatt az érzékenyítő ablakban végzett szervizelés során.
Jó oxidációállóság.A 18%-os krómtartalom nagyjából 815-870 fokig (1500-1600 fok F) stabil skálát alkot folyamatos üzemben.
Ciklikus hőségben bevált.Jobban bírja az ismételt felfűtést/hűtést, mint a nem stabilizált minőségek, ami fontos a kipufogó- és a termikus{0}}ciklusvezetékeknél.
Hegeszthetőség.A 321 könnyen hegeszthető szokásos eljárásokkal; a stabilizátor a legtöbb esetben PWHT nélkül tartja az ízületi hangot.
321vs304 / 316 / 347
| Fokozat | Stabilizátor | Legjobb a | Vigyázz |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | nincs (304L=alacsony C) | Általános korrózió, alacsonyabb költség | 425-815 fokban érzékenyít; gyenge hőségben |
| 316 / 316L | nincs (316L=alacsony C) | Nedves klorid/tengervíz (Mo) | Nem magas{0}}hőmérsékletű szakember; Mo keveset ad hozzá hőnél |
| 321 / 321H | Titán | Magas hőmérsékletű, hegesztett, ciklikus hő | Vizes kloridban gyengébb, mint 316 liter |
| 347 / 347H | Nióbium (Nb) | Valamivel nagyobb kúszási szilárdság, mint 321 | Költségesebb; kevésbé gyakori a hegesztési egyszerűség miatt |
Hőmérséklet határértékek
Folyamatos szolgáltatás:akár kb815–870 fok (1500–1600 fok F)(oxidáció -korlátozott).
Szakaszos szolgáltatás:akár kb870 fok (1600 fok F).
Rövid{0}}táv/csúcs:~925 fok (1700 fok F) maximum.
Az ASME nyomás-tervezési megengedett feszültségéhez lásd a vonatkozó konstrukciós kódot (pl. ASME B31.3, VIII. szakasz) - a megengedett értékek ~650 fok fölé szűkülnek.
Tipikus alkalmazások
Gépjárművek és nehéz{0}}felszerelésekkipufogócsövek és rendszerek
Tüzelésű fűtőtestekvalamint a finomítókban és petrolkémiai üzemekben lévő folyamattekercsek
Hőcserélőkés kazáncsövek (A213 TP321), ahol hőciklus történik
Repülőgép és{0}}gázturbinakipufogó csatorna
Hőenergia-túlhevítő és utánmelegítő cső
Dilatációs hézagok és magas{0}}hőmérsékletű átviteli vezetékek
Hegesztési és gyártási megjegyzések
A 321 SMAW, GTAW, GMAW és SAW által hegeszthető. A gyakori töltőanyagok a 321 vagy a 347/347H.
Mivel a titán a hegesztési vonalnál oxidálódhat, használja megfelelő módonvisszaöblítő / védőgáza gyökérútra a tiszta, pikkely{0}}mentes belső felület érdekében.
A legtöbb gyártott egységnél nincs szükség hegesztési utólagos-hőkezelésre az IGC-ellenállás érdekében - a stabilizátor már védi a HAZ-t.
A megmunkálás hasonló a többi auszteniteshez: használjon merev elrendezéseket, és kerülje a megmunkálási keményedést.
Következtetés
A TP321 mindenhol kiérdemli a helyét, ahol a rozsdamentes cső tartós vagy ciklikus hőségben él, és nem engedheti meg magának, hogy hegesztés után érzékennyé váljon. A titán stabilizálása szemcseközi-korrózióállóságot biztosít utólagos-hegesztési hőkezelés nélkül, az oxidációs viselkedése pedig nagyjából 870 fokos üzemképességet biztosít. A specifikálóknak emlékezniük kell a szakmára: a 321 magas-hőmérséklet és hegeszthetőség specialistája, nem a tengervíz-minőségű - helyettesítője a nedves kloridnak, a 316L, 317L vagy a duplex továbbra is a megfelelő hívás.
GYIK
K: A TP321 ugyanaz, mint a 321 rozsdamentes acél?
V: Lényegében igen. "321" az alapminőség (UNS S32100); A "TP321" a cső/cső megnevezése az ASTM A312/A213. 321H-ban, amely a magasabb-széntartalmú változata a magasabb hőmérsékletű szilárdsághoz{7}}.
K: Mikor válasszam a 321-et a 304L helyett?
V: Ha a cső a 425–815 fokos tartományban működik, vagy abba van hegesztve, vagy hőciklust lát,. 304L az alacsony szén-dioxid-kibocsátás segít, de csak a 321-es titán stabilizálása akadályozza meg teljesen az érzékenységet abban az ablakban.
K: A 321 helyettesítheti a 316-ot a magas hőmérsékletű kipufogógázban-?
V: Száraz, forró kipufogógáz esetén gyakran igen, mivel a 316-os molibdén keveset ad hozzá magas hőmérsékleten, és a 321-es stabilizálása lényegesebb. Nedves/kloridos környezetben a 316L még mindig jobb.
K: Mi a TP321 maximális üzemi hőmérséklete?
V: Folyamatos oxidáció{0}}korlátozott szolgáltatás körülbelül 815–870 fokig; rövid távú csúcsok 925 fok közelében. A nyomástervezéshez ellenőrizze a szabályozó ASME-kód megengedett feszültségeit.
