321 nerjaveče jeklo -, znano v specifikacijah cevi kotTP321(UNS S32100) - je s titanom-stabiliziran avstenitni razred, zasnovan za eno nalogo nad vsemi drugimi: ostane odporen-na korozijo in dimenzijsko stabilen, kjer bi 304 postal občutljiv in oslabljen. Z vezavo ogljika s titanom 321 ohranja čiste meje svojih zrn z varjenjem in trajnim segrevanjem, zaradi česar je stalnica v izpušnih kolektorjih, kurilnih grelnikih, toplotnih izmenjevalnikih in prenosnih linijah rafinerije. Ta članek opisuje, kaj je TP321, njegovo kemijo in standarde, zakaj premaga 304 in 316 pri toploti, njegove dejanske temperaturne omejitve in kje ga določiti.
Kaj JeNerjaveče jeklo TP321?
TP321 je avstenitno nerjavno jeklo 18-8 (približno 18 % kroma, 10 % niklja) z majhnim, a odločilnim dodatkomtitan. To je oznaka razreda cevi, ki se uporablja vASTM A312 (cev)inASTM A213 (cev); enaka kemija v plošči ali ploščici je preprosto "321" (UNS S32100). Različica z več-ogljikom,321H (UNS S32109), je oblikovan za-držljivost lezenja pri povišani temperaturi.
Razlog za dodan titan je preprost: pri navadnem 304 segrevanje v območju 425–815 stopinj (800–1500 stopinj F) omogoča, da ogljik migrira do meja zrn in se obori kot kromov karbid - pojav, imenovanpreobčutljivost. Krom{1}}osiromašena območja nato zlahka korodirajo (interkristalna korozija, IGC). Titan ima močnejšo afiniteto do ogljika kot krom, zato "zaklene" ogljik in preprečuje škodljivo obarjanje.
Kemija in trik s titanom
| Element | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| Ogljik (C) | Manjše ali enako 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| Krom (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Nikelj (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Titan (Ti) | Večji ali enak 5 × C (največ 0,70) | Večji ali enak 4 × C (največ 0,70) |
| Mangan (Mn) | Manjše ali enako 2,00 | Manjše ali enako 2,00 |
| Silicij (Si) | Manjše ali enako 0,75 | Manjše ali enako 0,75 |
| Fosfor / žveplo | Manjše ali enako 0,045 / Manjše ali enako 0,030 | Manjše ali enako 0,045 / Manjše ali enako 0,030 |
Specifikacije ASTM / ASME
ASTM A312 / ASME SA312 - Brezšivne in varjene cevi iz avstenitnega nerjavečega jekla TP321.
ASTM A213 / ASME SA213- Brezšivne cevi TP321 za kotle, pregrevalnike in izmenjevalnike toplote.
ASTM A376 / ASME SA376- brezšivna cev za-servis centralne-postaje pri visokih temperaturah.
ASTM A358 /A269- varjene cevi in splošne{1}}servisne cevi, kjer je določen 321.
Skupne mehanske lastnosti (žarjeno TP321): natezna trdnost Večja ali enaka515 MPa (75 ksi), meja tečenja Večja ali enaka205 MPa (30 ksi), raztezek Večji ali enak35%. 321H nosi nekoliko višjo minimalno trdnost, da podpira-zasnove z omejenim lezenjem.
Ključne prednosti storitve pri visokih-temperaturah
Odpornost na-intergranularno korozijo po varjenju.Stabilizacija titana pomeni, da 321 ne povzroča občutljivosti v toplotno-območju, zato -toplotna obdelava po-varju za odpornost IGC na splošno ni potrebna.
Ohranjena moč in stabilnost pri vročini.Za razliko od304, 321 ne izgubi svoje korozijske meje zaradi obarjanja karbida med delovanjem v oknu za občutljivost.
Dobra odpornost proti oksidaciji.18-odstotna vsebnost kroma tvori stabilno lestvico do približno 815–870 stopinj (1500–1600 stopinj F) pri neprekinjeni uporabi.
Preverjeno v ciklični vročini.Bolje prenaša ponavljajoče se ogrevanje/hlajenje kot nestabilizirani razredi, kar je pomembno za izpušne cevi in-toplotne krožne cevi.
Varljivost.321 se zlahka zvari z običajnimi postopki; stabilizator v večini primerov ohranja zvok spoja brez PWHT.
321vs304 / 316 / 347
| Ocena | Stabilizator | Najboljši pri | Pazi |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | nič (304L=nizka C) | Splošna korozija, nižji stroški | Senzibilizira pri 425–815 stopinjah; šibek v vročini |
| 316 / 316L | nič (316L=nizka C) | Mokri klorid / morska voda (Mo) | Ni-strokovnjak za visoke temperature; Mo pri segrevanju malo doda |
| 321 / 321H | Titan | Visokotemperaturna, varjena, ciklična toplota | V vodnem kloridu šibkejši od 316L |
| 347 / 347H | Niobij (Nb) | Nekoliko večja lezna trdnost kot 321 | Dražje; manj pogosto zaradi enostavnosti varjenja |
Temperaturne omejitve
Stalna storitev:do približno815–870 stopinj (1500–1600 stopinj F)(oksidacija-omejena).
Storitev s prekinitvami:do približno870 stopinj (1600 stopinj F).
Kratkoročno-/vrhunec:Največ ~925 stopinj (1700 stopinj F).
Za ASME tlak-projektno dovoljeno obremenitev glejte veljavno konstrukcijsko kodo (npr. ASME B31.3, oddelek VIII) - dovoljene vrednosti se zožijo nad ~650 stopinj.
Tipične aplikacije
Avtomobilska in težka-opremaizpušni kolektorji in sistemi
Zažgani grelciin procesne tuljave v rafinerijah in petrokemičnih obratih
Toplotni izmenjevalciin kotlovske cevi (A213 TP321), kjer pride do termičnega kroženja
Letala in plinske{0}}turbineizpušni kanali
Toplotna-močcevi pregrevalnika in dogrevalnika
Dilatacijski spoji in visoko{0}}temperaturne prenosne linije
Opombe o varjenju in izdelavi
321 je mogoče variti s SMAW, GTAW, GMAW in SAW. Običajna polnila so 321 ali 347/347H.
Ker lahko titan oksidira na liniji zvara, uporabite pravilnopovratno čiščenje / zaščitni plinna korenskem prehodu za čisto notranjo površino-brez lusk.
Pri večini izdelanih sklopov toplotna obdelava po-varu za odpornost IGC ni potrebna - stabilizator že ščiti HAZ.
Strojna obdelava je podobna drugi avstenitiki: uporabljajte toge nastavitve in se izogibajte delovnemu utrjevanju.
Zaključek
TP321 si zasluži svoje mesto povsod, kjer nerjavne cevi živijo v trajni ali ciklični vročini in si ne morejo privoščiti preobčutljivosti po varjenju. Njegova stabilizacija s titanom zagotavlja medkristalno-odpornost na korozijo brez -toplotne obdelave po varjenju, njegovo oksidacijsko obnašanje pa ga ohranja uporabnega do približno 870 stopinj. Specifikatorji naj si zapomnijo trgovino: 321 je specialist za visoke-temperature in varljivost, ne morska voda-nadomestek - za mokri klorid, 316L, 317L ali duplex ostajajo prava izbira.
pogosta vprašanja
V: Ali je TP321 enako kot nerjaveče jeklo 321?
O: V bistvu da. "321" je osnovni razred (UNS S32100); »TP321« je oznaka cevi v ASTM A312/A213. 321H je različica z višjim-ogljikom za visoko{7}}temperaturno trdnost.
V: Kdaj naj izberem 321 namesto 304L?
O: Ko cev deluje ali je varjena v območju 425–815 stopinj ali opazi toplotno kroženje. 304nizka vsebnost ogljika L pomaga, vendar le titanova stabilizacija 321 v celoti preprečuje preobčutljivost v tem oknu.
V: Ali lahko 321 nadomesti 316 pri visoko{2}}temperaturnem izpuhu?
O: Pogosto da za suhe, vroče izpušne pline, saj molibden 316 doda malo pri visoki temperaturi in je stabilizacija 321 pomembnejša. Za mokra/kloridna okolja je 316L še vedno boljši.
V: Kakšna je najvišja delovna temperatura za TP321?
A: Stalna oksidacija-omejena storitev do približno 815–870 stopinj; kratkoročni-vrhovi blizu 925 stopinj. Za načrtovanje tlaka preverite dovoljene obremenitve veljavne kode ASME.
