Thép không gỉ 309 và 310S: So sánh hiệu suất nhiệt độ-cao

 

Thành phần hóa học, tính chất cơ học và ứng dụng chính của 309 và 310S là gì?
Lớp 309 (UNS S30900) thường chứa 22-24% crom và 12-15% niken. Loại 310S (UNS S31008), một biến thể có hàm lượng carbon thấp{14}}chứa 24-26% crom và 19-22% niken. Cả hai đều thể hiện độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa tốt nhờ khả năng hình thành cặn oxit crom ổn định. 309 thường được sử dụng cho các bộ phận lò như ống bức xạ, bình cổ cong và thiết bị xử lý nhiệt. 310S được chỉ định cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe hơn như ống đốt bức xạ, ống cải cách trong nhà máy hóa dầu và các bộ phận lò nung nhiệt độ cao nơi nhiệt độ vượt quá 1050°C.

Làm thế nào để hàm lượng hợp kim cao hơn của 310S chuyển thành hiệu suất tốt hơn trong môi trường lò cụ thể?
Hàm lượng crom cao trong 310S tạo ra thang oxit ổn định và bám dính hơn, cho phép sử dụng liên tục ở nhiệt độ lên tới 1150°C trong môi trường oxy hóa, so với khoảng 1050°C đối với 309. Hàm lượng niken cao hơn đáng kể trong 310S mang lại khả năng chống cacbon hóa và sunfua hóa tốt hơn nhiều, có thể gây ra hiện tượng giòn và hỏng ở các hợp kim niken-thấp hơn như 309. Do đó, đối với các môi trường có trong các điều kiện biến động hoặc giảm sút, hoặc khi vấn đề thu hồi carbon là đáng lo ngại, 310S mang lại biên hiệu suất quan trọng.

Trong các ứng dụng công nghiệp nào việc lựa chọn 310S thay vì 309 được coi là quan trọng?
Sự lựa chọn là rất quan trọng trong các tình huống sau:Lò xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao-:Dùng cho các thiết bị cố định bên trong và ống bức xạ hoạt động liên tục ở nhiệt độ trên 1100°C.Các đơn vị cải cách hóa dầu:Trường hợp các bộ phận tiếp xúc với dòng hydrocarbon ở nhiệt độ cao, gây ra nguy cơ cacbon hóa.Lò nung gốm & thiêu kết:Dành cho đồ nội thất lò nung và các bộ phận ở vùng nóng nhất.Hệ thống đốt rác thải:Nơi có khí thải phức tạp, ăn mòn. Trong các ứng dụng này, 309 có thể có thời gian sử dụng ngắn hơn, khiến 310S trở thành lựa chọn-hiệu quả về mặt chi phí về lâu dài.

Những điều cần cân nhắc về chế tạo và hàn dành riêng cho các loại nhiệt độ-cao này là gì?
Cả hai loại đều có tốc độ đông cứng-cao, đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để tạo hình và dẫn đến mài mòn dụng cụ nhanh chóng trong quá trình gia công. Hàn được thực hiện bằng cách sử dụng kim loại phụ phù hợp (ER309 cho 309, ER310 cho 310S). Điều quan trọng cần cân nhắc là ủ-giải pháp hàn sau để hòa tan mọi cacbua thứ cấp và khôi phục khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tối ưu, đặc biệt là đối với các phần dày. Hệ số giãn nở nhiệt cao của chúng phải được tính đến trong thiết kế để tránh ứng suất nhiệt.

Kỹ sư dự án nên tuân theo hướng dẫn cuối cùng nào về đặc điểm kỹ thuật?
Căn cứ vào quyết định củanhiệt độ hoạt động liên tục tối đavàloại khí quyển lò. Đối với dịch vụ oxy hóa lên tới 1050°C, 309 là sự lựa chọn mạnh mẽ và thường tiết kiệm hơn. Đối với nhiệt độ trên 1050°C, hoặc đối với môi trường cacbon hóa/sulfua hóa ở bất kỳ nhiệt độ cao nào, bắt buộc phải có 310S. Luôn tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất thiết bị và hướng dẫn thực hành tốt nhất trong ngành cho ứng dụng cụ thể.