SUS316L vs 304L rustfrit stål: Kloridkorrosion

Introduktion: To lav-kulstof-austenitik, én kritisk forskel

SUS316L (UNS S31603) og SUS304L (UNS S30403) er de lave-kulstofversioner af de to mest almindelige austenitiske rustfrie stål. Begge holder kulstof på maksimalt 0,030 procent, hvilket forhindrer chromkarbidudfældning under svejsning. Den afgørende forskel er molybdæn: 316L indeholder 2,0 til 3,0 procent, 304L indeholder ingen. Den enkelte tilføjelse ændrer korrosionsadfærden i kloridbrug mere end nogen anden faktor.

Kemisk sammensætning sammenlignet

Element (vægt-%)	304L (ASTM A240)	316L (ASTM A240)
Kulstof (C)	0,030 maks	0,030 maks
Mangan (Mn)	2.00 max	2.00 max
Fosfor (P)	0,045 maks	0,045 maks
Svovl (S)	0,030 maks	0,030 maks
Silicium (Si)	0,75 maks	0,75 maks
Chrom (Cr)	17.50 - 19.50	16.00 - 18.00
Nikkel (Ni)	8.00 - 12.00	10.00 - 14.00
Molybdæn (Mo)	-	2.00 - 3.00
Nitrogen (N)	0,10 maks	0,10 maks
Jern (Fe)	Balance	Balance

Mekaniske egenskaber sammenlignet (udglødet)

Ejendom	304L	316L
Trækstyrke	485 MPa min	485 MPa min
Udbyttestyrke (0,2 % offset)	170 MPa min	170 MPa min
Forlængelse	40 % min	40 % min
Hårdhed	201 HB maks	217 HB maks

Hvorfor Molybdæn betyder noget: PREN og kloridangreb

Det ækvivalente antal pitting-modstand (PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) estimerer modstanden mod lokaliseret kloridangreb. Ved typiske mellem-sammensætninger sidder 304L omkring 19, mens 316L når 24 til 26. I praksis betyder det, at 316L tolererer højere kloridkoncentrationer, højere temperaturer og mere aggressive sprækkegeometrier, før grubetæring eller spaltekorrosion starter. Molybdæn øger også modstand mod spændingskorrosionsrevner i varme chloridmedier og mod angreb af fortyndet svovlsyre, fosforsyre og organiske syrer.

Ansøgninger

304L: fødevareforarbejdning, mejeri, bryggeri, farmaceutiske vandsystemer, arkitektonisk, opbevaring af milde kemikalier

316L: havvands-eksponeret udstyr, afsaltningsanlæg, kystarkitektur, kemiske reaktorer, papirmasse og papir, farmaceutiske bioprocesbeholdere, varmevekslere med kølevand

Omkostninger og tilgængelighed

316L har en prispræmie over 304L på grund af molybdæn og højere nikkelindhold. Hvor miljøet ikke er klorid-bærende, er 304L det økonomiske valg; hvor der er risiko for grubetæring, er præmien for 316L langt billigere end en korrosionsfejl.

Sådan vælger du

Gennemgå chloridkoncentrationen, temperaturen og tilstedeværelsen af ​​sprækker i designet. Hvis chlorider overstiger omkring et par hundrede ppm ved omgivelsestemperatur, eller hvis servicen involverer havvand, angiv 316L. Hvis medierne er organiske eller mildt sure uden klorider, er 304L tilstrækkelig. Ved meget svær kloridbehandling bør duplex eller super-austenitiske kvaliteter vurderes.

FAQ

1. Hvad betyder L i 304L og 316L?

L står for lavt kulstofindhold med 0,030 procent maksimalt kulstof, som undgår sensibilisering og intergranulær korrosion efter svejsning.

2. Er 316L altid bedre end 304L?

Ikke altid. De to har næsten identiske mekaniske egenskaber. 316L er kun bedre, hvor chlorider eller processyrer er til stede; andre steder er 304L tilstrækkelig og billigere.

3. Hvad er PREN for 304L og 316L?

Ved at bruge mellem-sammensætninger er 304L omkring 19 og 316L omkring 24 til 26. Den nøjagtige værdi afhænger af den certificerede varmekemi.

4. Kan 316L erstatte 304L i alle applikationer?

Mekanisk ja, da træk- og udbyttekrav er de samme, men det koster mere. Udskiftning er berettiget, når korrosionsbestandigheden kræver det, ikke som en almindelig regel.

5. Skal begge kvaliteter efter-svejsevarmebehandling?

Nej. Det maksimale kulstof på 0,030 procent gør det muligt at bruge svejsede sektioner i den -svejsede tilstand til de fleste tjenester.

6. Hvilken kvalitet modstår bedre spændingskorrosion?

316L yder bedre end 304L mod chloridspændingskorrosion, selvom ingen af ​​dem er helt immune; i svær SCC-service er duplex rustfrit stål standardsvaret.