Thép không gỉ SUS316L và 304L: Ăn mòn clorua

Giới thiệu: Hai loại Austenit cacbon-thấp, Một sự khác biệt quan trọng

SUS316L (UNS S31603) và SUS304L (UNS S30403) là phiên bản có hàm lượng carbon thấp-của hai loại thép không gỉ austenit phổ biến nhất. Cả hai đều giữ hàm lượng carbon tối đa là 0,030 phần trăm, giúp ngăn chặn sự kết tủa cacbua crom trong quá trình hàn. Sự khác biệt quyết định là molypden: 316L chứa 2,0 đến 3,0%, 304L không chứa. Sự bổ sung duy nhất đó làm thay đổi hành vi ăn mòn trong dịch vụ clorua nhiều hơn bất kỳ yếu tố nào khác.

Thành phần hóa học so sánh

Phần tử (% trọng lượng)	304L (ASTM A240)	316L (ASTM A240)
Cacbon (C)	tối đa 0,030	tối đa 0,030
Mangan (Mn)	tối đa 2,00	tối đa 2,00
Phốt pho (P)	tối đa 0,045	tối đa 0,045
Lưu huỳnh (S)	tối đa 0,030	tối đa 0,030
Silic (Si)	tối đa 0,75	tối đa 0,75
Crom (Cr)	17.50 - 19.50	16.00 - 18.00
Niken (Ni)	8.00 - 12.00	10.00 - 14.00
Molypden (Mo)	-	2.00 - 3.00
Nitơ (N)	tối đa 0,10	tối đa 0,10
Sắt (Fe)	Sự cân bằng	Sự cân bằng

So sánh tính chất cơ học (Ủ)

Tài sản	304L	316L
Độ bền kéo	485 MPa phút	485 MPa phút
Cường độ năng suất (bù 0,2%)	170 MPa phút	170 MPa phút
Độ giãn dài	40% phút	40% phút
độ cứng	tối đa 201 HB	Tối đa 217 HB

Tại sao Molypden lại quan trọng: Tấn công PREN và Clorua

Số tương đương về khả năng chống rỗ (PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) ước tính khả năng chống lại sự tấn công của clorua cục bộ. Ở các thành phần-tầm trung điển hình, 304L nằm ở khoảng 19, trong khi 316L đạt từ 24 đến 26. Trong thực tế, điều này có nghĩa là 316L chịu được nồng độ clorua cao hơn, nhiệt độ cao hơn và hình dạng kẽ hở mạnh hơn trước khi bắt đầu ăn mòn rỗ hoặc kẽ hở. Molypden cũng làm tăng khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất trong môi trường clorua nóng và chống lại sự tấn công của axit sunfuric, photphoric và hữu cơ loãng.

Ứng dụng

304L: chế biến thực phẩm, sữa, nhà máy bia, hệ thống nước dược phẩm, kiến ​​trúc, bảo quản hóa chất nhẹ

316L: thiết bị-tiếp xúc với nước biển, nhà máy khử muối, kiến ​​trúc ven biển, lò phản ứng hóa học, bột giấy và giấy, bình xử lý sinh học dược phẩm, bộ trao đổi nhiệt bằng nước làm mát

Chi phí và tính sẵn có

316L có giá cao hơn 304L vì hàm lượng molypden và niken cao hơn. Trong trường hợp môi trường không chứa clorua, 304L là lựa chọn kinh tế; khi có rủi ro rỗ, phí bảo hiểm cho 316L sẽ rẻ hơn nhiều so với lỗi ăn mòn.

Cách chọn

Xem lại nồng độ clorua, nhiệt độ và sự hiện diện của các kẽ hở trong thiết kế. Nếu clorua vượt quá khoảng vài trăm ppm ở nhiệt độ môi trường xung quanh hoặc nếu dịch vụ liên quan đến nước biển, hãy chỉ định 316L. Nếu môi trường là hữu cơ hoặc có tính axit nhẹ không có clorua thì 304L là đủ. Đối với dịch vụ có hàm lượng clorua rất cao, cần đánh giá các loại austenit kép hoặc siêu{5}}austenit.

Câu hỏi thường gặp

1. Chữ L trong 304L và 316L có ý nghĩa gì?

L là viết tắt của carbon thấp, với lượng carbon tối đa 0,030 phần trăm, giúp tránh hiện tượng nhạy cảm và ăn mòn giữa các hạt sau khi hàn.

2. Có phải 316L luôn tốt hơn 304L?

Không phải lúc nào cũng vậy. Cả hai đều có tính chất cơ học gần như giống hệt nhau. 316L chỉ tốt hơn khi có mặt clorua hoặc axit xử lý; ở nơi khác 304L là đủ và rẻ hơn.

3. PREN của 304L và 316L là gì?

Khi sử dụng các thành phần tầm trung, 304L là khoảng 19 và 316L là khoảng 24 đến 26. Giá trị chính xác phụ thuộc vào thành phần hóa học nhiệt được chứng nhận.

4. 316L có thể thay thế 304L trong mọi ứng dụng không?

Về mặt cơ học thì có, vì các yêu cầu về độ bền kéo và năng suất là như nhau, nhưng chi phí cao hơn. Việc thay thế là hợp lý khi khả năng chống ăn mòn đòi hỏi điều đó, không phải là quy tắc chung.

5. Cả hai loại có cần xử lý nhiệt sau{1}}màn hàn không?

Không. Hàm lượng carbon tối đa 0,030 phần trăm cho phép sử dụng các phần hàn ở điều kiện-như hàn cho hầu hết các dịch vụ.

6. Lớp nào chống nứt ăn mòn ứng suất tốt hơn?

316L hoạt động tốt hơn 304L chống lại vết nứt ăn mòn do ứng suất clorua, mặc dù cả hai đều không hoàn toàn miễn dịch; trong dịch vụ SCC khắc nghiệt, thép không gỉ song công là câu trả lời tiêu chuẩn.