Нержавіюча сталь 321 - відома в специфікаціях трубопроводів якTP321(UNS S32100) - – це титан-стабілізований аустенітний клас, створений для однієї роботи понад усіх: залишатися стійким до корозії-і стабільними розмірами, де 304 може стати чутливим і послабити. Зв’язуючи вуглець із титаном, 321 зберігає межі своїх зерен чистими за допомогою зварювання та постійного нагрівання, що робить його основним продуктом у випускних колекторах, нагрівачах, теплообмінниках і лініях передачі нафтопереробних заводів. У цій статті описано, що таке TP321, його хімічний склад і стандарти, чому він перевершує 304 і 316 за теплом, його реальні температурні межі та де його вказати.
Що ЄНержавіюча сталь TP321?
TP321 — це аустенітна нержавіюча сталь 18-8 (приблизно 18% хрому, 10% нікелю) з невеликою, але вирішальною добавкоютитан. Це позначення сорту труби, яке використовується вASTM A312 (труба)іASTM A213 (трубка); той самий хімічний склад у пластині або бруску просто "321" (UNS S32100). Варіант з більшим-вуглецем,321H (UNS S32109), розроблено для -суворої міцності на повзучість при підвищених температурах.
Причина додавання титану проста: у звичайному 304 нагрівання в діапазоні 425–815 градусів (800–1500 градусів F) дозволяє вуглецю мігрувати до меж зерен і випадати у вигляді карбідів хрому - явище, яке називаєтьсясенсибілізація. Збіднені -хромом зони потім легко кородують (міжкристалічна корозія, IGC). Титан має сильнішу спорідненість з вуглецем, ніж хром, тому він «блокує» вуглець і запобігає шкідливому випаданню.
Хімія і титановий трюк
| елемент | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| Карбон (C) | Менше або дорівнює 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| Хром (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Нікель (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Титан (Ti) | Більше або дорівнює 5 × C (макс. 0,70) | Більше або дорівнює 4 × C (макс. 0,70) |
| Марганець (Mn) | Менше або дорівнює 2,00 | Менше або дорівнює 2,00 |
| Кремній (Si) | Менше або дорівнює 0,75 | Менше або дорівнює 0,75 |
| Фосфор / Сірка | Менше або дорівнює 0,045 / Менше або дорівнює 0,030 | Менше або дорівнює 0,045 / Менше або дорівнює 0,030 |
Специфікації ASTM / ASME
ASTM A312 / ASME SA312 - Безшовна та зварна труба з аустенітної нержавіючої сталі TP321.
ASTM A213 / ASME SA213- Безшовні труби TP321 для котлів, пароперегрівачів і теплообмінників.
ASTM A376 / ASME SA376- безшовна труба для-обслуговування центральної станції-високої температури.
ASTM A358 /A269- зварні труби та загально-технічні труби, де вказано 321.
Загальні механічні властивості (відпалений TP321): міцність на розрив Більше або дорівнює515 МПа (75 ksi), межа текучості Більше або дорівнює205 МПа (30 ksi), подовження Більше або дорівнює35%. 321H має дещо вищу мінімальну міцність для підтримки-конструкцій з обмеженою повзучістю.
Ключові переваги високо-температурного обслуговування
Стійкість до міжкристалічної-корозії після зварювання.Стабілізація титану означає, що 321 не викликає чутливості в зоні-термічного впливу, тому -термічна обробка після зварювання для підвищення стійкості до IGC, як правило, непотрібна.
Зберігає міцність і стабільність при нагріванні.На відміну від304, 321 не втрачає свій запас корозії від опадів карбіду під час експлуатації у вікні сенсибілізації.
Хороша стійкість до окислення.18% вміст хрому утворює стабільну шкалу приблизно до 815–870 градусів (1500–1600 градусів F) у безперервній експлуатації.
Перевірено в циклічному теплі.Він витримує багаторазове нагрівання/охолодження краще, ніж нестабілізовані сорти, що важливо для вихлопних ліній і-термоциклічних ліній.
Зварюваність.321 легко зварюється звичайними процесами; стабілізатор зберігає звук суглоба без PWHT в більшості випадків.
321проти304 / 316 / 347
| Оцінка | стабілізатор | Найкраще в | Стережись |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | немає (304L=низький C) | Загальна корозія, менша вартість | Сенсибілізує при 425–815 градусах; слабкий на спеку |
| 316 / 316L | немає (316L=низький C) | Вологий хлорид / морська вода (Mo) | Не високотемпературний-фахівець; Мо мало додає при нагріванні |
| 321 / 321H | Титан | Висока температура, зварювання, циклічний нагрів | Слабший у водному хлориді, ніж 316L |
| 347 / 347H | Ніобій (Nb) | Трохи вища межа повзучості, ніж 321 | Дорожче; менш поширені для простоти зварювання |
Температурні обмеження
Постійне обслуговування:до приблизно815–870 градусів (1500–1600 градусів F)(окислюваність-обмежена).
Переривчасте обслуговування:до приблизно870 градусів (1600 градусів F).
Короткостроковий-час / пік:~925 градусів (1700 градусів F) максимум.
Для ASME тиску-допустимого напруження зверніться до застосовних конструкційних норм (наприклад, ASME B31.3, Розділ VIII) - допустимі значення звужуються вище ~650 градусів.
Типові програми
Автомобільна та важка-технікавипускні колектори та системи
Топлені обігрівачіі технологічні котушки на нафтопереробних і нафтохімічних заводах
Теплообмінникиі труби котла (A213 TP321), де відбувається термічний цикл
Літаки та газові-турбінивитяжний канал
Теплова-енергіятруби пароперегрівачів і перегрівачів
Компенсатори та високо{0}}температурні транспортні лінії
Примітки щодо зварювання та виготовлення
321 можна зварювати SMAW, GTAW, GMAW і SAW. Звичайними наповнювачами є 321 або 347/347H.
Оскільки титан може окислюватися на лінії зварювання, використовуйте належнезворотна продувка / захисний газна кореневій частині для чистої внутрішньої поверхні-без лусочок.
Для більшості готових вузлів термічна обробка після-зварювання для стійкості до IGC не потрібна - стабілізатор уже захищає ЗТВ.
Механічна обробка подібна до інших аустеників: використовуйте жорсткі установки та уникайте робочого зміцнення.
Висновок
TP321 завойовує своє місце скрізь, де нержавіюча труба живе в тривалому або циклічному нагріванні і не може дозволити собі стати чутливою після зварювання. Його титанова стабілізація забезпечує стійкість до міжкристалітної-корозії без термічної обробки-після зварювання, а завдяки властивостям окислення він придатний до роботи приблизно до 870 градусів. Специфікатори повинні пам’ятати про професію: 321 є спеціалістом із високих-температур і зварюваності, а не морської води-замінник - вологого хлориду, 316L, 317L або дуплекс залишаються правильним вибором.
FAQ
Q: TP321 те саме, що 321 нержавіюча сталь?
A: По суті, так. «321» — базовий сорт (UNS S32100); «TP321» — це позначення труби в ASTM A312/A213. 321H — версія з більшим-вуглецем для підвищеної{7}}температурної міцності.
Q: Коли я повинен вибрати 321 замість 304L?
Відповідь: коли труба працює в діапазоні 425–815 градусів або її зварюють, або відчуває термоциклування. 304Низький вміст вуглецю L допомагає, але лише титанова стабілізація 321 повністю запобігає сенсибілізації в цьому вікні.
З: Чи може 321 замінити 316 у високотемпературному вихлопі-?
A: Часто так для сухого, гарячого вихлопу, оскільки молібден 316 мало додає при високій температурі, а стабілізація 321 більш актуальна. Для вологих/хлоридних середовищ 316L все ще краще.
Q: Яка максимальна робоча температура для TP321?
A: безперервне окислення-обмежене використання приблизно до 815–870 градусів; короткочасні-піки біля 925 градусів. Для розрахунку тиску перевірте допустимі напруги згідно з чинним кодом ASME.
