oțel inoxidabil 321 - cunoscut în specificațiile de conducte caTP321(UNS S32100) - este o calitate austenitică stabilizată cu titan-, concepută pentru o lucrare mai presus de toate celelalte: menținerea rezistentă la coroziune-și stabilă dimensional acolo unde 304 s-ar sensibiliza și s-ar slăbi. Prin legarea carbonului cu titan, 321 își păstrează limitele de cereale curate prin sudură și încălzire susținută, făcându-l un element de bază în galeriile de evacuare, încălzitoarele, schimbătoarele de căldură și liniile de transfer ale rafinăriilor. Acest articol acoperă ce este TP321, chimia și standardele sale, de ce bate 304 și 316 în căldură, limitele sale reale de temperatură și unde să-l specifice.
Ce esteOțel inoxidabil TP321?
TP321 este un oțel inoxidabil austenitic 18-8 (aproximativ 18% crom, 10% nichel) cu un adaos mic, dar decisiv detitan. Este desemnarea calității țevii/tubului folosită înASTM A312 (conducta)şiASTM A213 (tub); aceeași chimie în placă sau bară este pur și simplu „321” (UNS S32100). O variantă cu-carbon,321H (UNS S32109), este formulat pentru rezistența la fluaj-la temperatură ridicată.
Motivul pentru care se adaugă titanul este simplu: în 304 obișnuit, încălzirea în intervalul 425–815 grade (800–1500 grade F) permite carbonului să migreze la granițele granulelor și să precipite sub formă de carburi de crom - un fenomen numitsensibilizare. Zonele epuizate de crom-se corodează apoi ușor (coroziune intergranulară, IGC). Titanul are o afinitate mai puternică pentru carbon decât cromul, așa că „blochează” carbonul și previne precipitarea dăunătoare.
Chimia și trucul cu titan
| Element | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| Carbon (C) | Mai mic sau egal cu 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| Crom (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Nichel (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Titan (Ti) | Mai mare sau egal cu 5 × C (max. 0,70) | Mai mare sau egal cu 4 × C (max. 0,70) |
| Mangan (Mn) | Mai mic sau egal cu 2,00 | Mai mic sau egal cu 2,00 |
| Siliciu (Si) | Mai mic sau egal cu 0,75 | Mai mic sau egal cu 0,75 |
| Fosfor / Sulf | Mai mic sau egal cu 0,045 / Mai mic sau egal cu 0,030 | Mai mic sau egal cu 0,045 / Mai mic sau egal cu 0,030 |
Specificații ASTM / ASME
ASTM A312 / ASME SA312 - TP321 țeavă din oțel inoxidabil austenitic fără sudură și sudată.
ASTM A213 / ASME SA213- Tuburi fără sudură TP321 pentru cazane, supraîncălzitoare și schimbătoare de căldură.
ASTM A376 / ASME SA376- țeavă fără sudură pentru serviciul de la stația centrală-înaltă de temperatură-.
ASTM A358 /A269- țevi sudate și țevi-de servicii generale unde este specificat 321.
Proprietăți mecanice comune (recoacet TP321): rezistență la tracțiune Mai mare sau egală cu515 MPa (75 ksi), puterea de curgere Mai mare sau egală cu205 MPa (30 ksi), alungire Mai mare sau egală cu35%. 321H are o rezistență minimă puțin mai mare pentru a susține modelele cu flutură-limitată.
Avantaje cheie în serviciul cu temperatură ridicată
Rezistența la coroziune-intergranulară după sudare.Stabilizarea cu titan înseamnă că 321 nu se sensibilizează în zona afectată de căldură-, astfel încât tratamentul termic post-sudare pentru rezistența IGC este în general inutil.
Rezistență și stabilitate la căldură.Spre deosebire de304, 321 nu își pierde marja de coroziune din precipitarea carburilor în timpul serviciului în fereastra de sensibilizare.
Rezistență bună la oxidare.Conținutul de 18% crom formează o scară stabilă până la aproximativ 815–870 de grade (1500–1600 de grade F) în funcționare continuă.
Dovedit la căldură ciclică.Rezistă la încălzirea/răcirea repetată mai bine decât gradele nestabilizate, importante pentru liniile de evacuare și de ciclism termic-.
Sudabilitate.321 este ușor sudat prin procedee obișnuite; stabilizatorul păstrează sunetul articulației fără PWHT în majoritatea cazurilor.
321vs304 / 316 / 347
| Nota | Stabilizator | Cel mai bun la | Ai grijă |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | niciuna (304L=C scăzut) | Coroziune generală, cost mai mic | Sensibilizează la 425–815 grade; slab la căldură |
| 316 / 316L | niciunul (316L=C scăzut) | Clorura umeda/apa de mare (Mo) | Nu este un specialist-temperatură ridicată; Mo adaugă puțin la căldură |
| 321 / 321H | Titan | Temperatură ridicată, sudată, căldură ciclică | Mai slab în clorură apoasă decât 316L |
| 347 / 347H | Niobiu (Nb) | Rezistență la fluaj puțin mai mare decât 321 | Mai costisitoare; mai puțin obișnuit pentru simplitatea sudării |
Limite de temperatură
Serviciu continuu:până la aproximativ815–870 grade (1500–1600 grade F)(oxidare-limitată).
Serviciu intermitent:până la aproximativ870 de grade (1600 de grade F).
Pe termen scurt{0}/apoge:~925 grade (1700 grade F) maxim.
Pentru presiunea ASME-tensiunea admisibilă de proiectare, consultați codul de construcție aplicabil (de exemplu, ASME B31.3, Secțiunea VIII) - valorile permise se conicesc peste ~650 de grade .
Aplicații tipice
Automobile și echipamente grele-colectoare și sisteme de evacuare
Incalzitoare cu focși bobine de proces în rafinării și uzine petrochimice
Schimbătoare de căldurăși tuburi cazan (A213 TP321) unde are loc ciclul termic
Avioane și{0}}turbină cu gazconducte de evacuare
Putere{0}}termicătubulatura de supraîncălzire și reîncălzire
Rosuri de dilatare și linii de transfer la{0}}înaltă temperatură
Note de sudare și fabricație
321 este sudabil prin SMAW, GTAW, GMAW și SAW. Umpluturi comune sunt 321 sau 347/347H.
Deoarece titanul se poate oxida la linia de sudură, utilizați corectspate purjare / gaz de protecțiepe trecerea rădăcinii pentru o suprafață interioară curată, fără solzi{0}}.
Pentru majoritatea ansamblurilor fabricate, tratamentul termic post-sudare pentru rezistența IGC nu este necesar - stabilizatorul protejează deja ZAZ.
Prelucrarea este similară cu alte austenitice: utilizați configurații rigide și evitați călirea prin lucru.
Concluzie
TP321 își câștigă locul oriunde țeava inoxidabilă trăiește în căldură susținută sau ciclică și nu își poate permite să se sensibilizeze după sudare. Stabilizarea sa cu titan oferă rezistență la coroziune-intergranulară fără tratament termic post-sudare, iar comportamentul său la oxidare îl menține funcțional la aproximativ 870 de grade . Specificatorii ar trebui să-și amintească comerțul: 321 este un specialist în-temperatură și sudabilitate înaltă, nu un înlocuitor de apă de mare-de calitate - pentru clorura umedă, 316L, 317L sau duplex rămân soluția potrivită.
Întrebări frecvente
Î: Este TP321 la fel cu oțelul inoxidabil 321?
R: În esență, da. „321” este gradul de bază (UNS S32100); „TP321” este denumirea țevii/tubului din ASTM A312/A213. 321H este versiunea cu-carbon mai mare pentru rezistența la temperatură-înălțată.
Î: Când ar trebui să aleg 321 față de 304L?
R: Când conducta funcționează sau este sudată în intervalul 425–815 de grade, sau vede cicluri termice. 304L-ul scăzut de carbon ajută, dar numai stabilizarea cu titan a lui 321 previne pe deplin sensibilizarea în acea fereastră.
Î: Poate 321 înlocui 316 în evacuarea la temperatură înaltă-?
R: Adesea da pentru evacuarea uscată și fierbinte, deoarece molibdenul lui 316 adaugă puțin la temperatură ridicată și stabilizarea lui 321 este mai relevantă. Pentru mediile umede/clorurate, 316L este încă superior.
Î: Care este temperatura maximă de serviciu pentru TP321?
R: Oxidare continuă-serviciu limitat până la aproximativ 815–870 de grade; vârfuri pe termen scurt-aproape de 925 de grade . Pentru proiectarea presiunii, verificați tensiunile admisibile ale codului ASME.
