321 nerūdijantis plienas -, vamzdynų specifikacijose žinomas kaipTP321(UNS S32100) - yra titano-stabilizuotas austenitinis produktas, sukurtas vienai už visas kitas užduotis: išlaikyti atsparumą korozijai- ir matmenų stabilumą, kai 304 įjautrintų ir susilpnėtų. Sujungdamas anglį su titanu, 321 išlaiko švarias grūdelių ribas suvirindamas ir nuolat kaitindamas, todėl jis yra būtinas išmetimo kolektoriuose, kūrenamuose šildytuvuose, šilumokaičiuose ir naftos perdirbimo gamyklų perdavimo linijose. Šiame straipsnyje aprašoma, kas yra TP321, jo chemija ir standartai, kodėl jis viršija 304 ir 316 temperatūrą, tikrosios temperatūros ribos ir kur ją nurodyti.
Kas yraTP321 nerūdijantis plienas?
TP321 yra 18-8 austenitinis nerūdijantis plienas (maždaug 18 % chromo, 10 % nikelio) su nedideliu, bet lemiamu priedutitano. Tai yra vamzdžio / vamzdžio klasės žymėjimas, naudojamasASTM A312 (vamzdis)irASTM A213 (vamzdis); ta pati chemija plokštelėje ar juostelėje yra tiesiog „321“ (UNS S32100). Didesnis-anglies kiekis,321H (UNS S32109), skirtas valkšnumo stiprumui aukštesnėje{1}}temperatūroje.
Titano pridėjimo priežastis yra paprasta: įprastoje 304 temperatūroje kaitinant 425–815 laipsnių (800–1500 laipsnių F) diapazone anglis migruoja į grūdelių ribas ir nusėda kaip chromo karbidai - reiškinys, vadinamasjautrinimas. Tada chromo -neturinčios zonos lengvai korozuojasi (tarpkristalinė korozija, IGC). Titanas turi stipresnį afinitetą anglies atžvilgiu nei chromas, todėl jis „užrakina“ anglį ir apsaugo nuo žalingų kritulių susidarymo.
Chemija ir titano triukas
| Elementas | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| Anglis (C) | Mažiau arba lygus 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| Chromas (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Nikelis (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Titanas (Ti) | Didesnis arba lygus 5 × C (maks. 0,70) | Didesnė arba lygi 4 × C (maks. 0,70) |
| Manganas (Mn) | Mažiau arba lygus 2,00 | Mažiau arba lygus 2,00 |
| Silicis (Si) | Mažesnis arba lygus 0,75 | Mažesnis arba lygus 0,75 |
| Fosforas / siera | Mažiau arba lygus 0,045 / Mažiau arba lygus 0,030 | Mažiau arba lygus 0,045 / Mažiau arba lygus 0,030 |
ASTM / ASME specifikacijos
ASTM A312 / ASME SA312 - TP321 besiūlis ir suvirintas austenitinio nerūdijančio plieno vamzdis.
ASTM A213 / ASME SA213- TP321 besiūliai vamzdžiai, skirti katilams, perkaitintuvams ir šilumokaičiams.
ASTM A376 / ASME SA376- besiūlis vamzdis aukštos-temperatūrinės centrinės-stoties paslaugai.
ASTM A358 /A269- suvirintas vamzdis ir bendrieji-priežiūros vamzdžiai, kur nurodytas 321.
Bendros mechaninės savybės (atkaitintas TP321): atsparumas tempimui Didesnis arba lygus515 MPa (75 ksi), takumo riba Didesnė arba lygi205 MPa (30 ksi), pailgėjimas Didesnis arba lygus35%. 321H turi šiek tiek didesnį minimalų stiprumą, kad būtų palaikomas{1}}ribotas dizainas.
Pagrindiniai aukštos{0}temperatūros paslaugos pranašumai
Atsparumas tarpkristalinei{0}}korozijai po suvirinimo.Titano stabilizavimo priemonės 321 nejautrinamos karščio{1}}veikiamoje zonoje, todėl po-suvirinimo terminis apdorojimas siekiant atsparumo IGC paprastai nereikalingas.
Išlaikomas stiprumas ir stabilumas esant karščiui.Skirtingai nei304, 321 nepraranda savo korozijos ribos dėl karbido kritulių eksploatacijos metu jautrinimo lange.
Geras atsparumas oksidacijai.18% chromo kiekis sudaro stabilią skalę iki maždaug 815–870 laipsnių (1500–1600 laipsnių F) nuolat veikiant.
Įrodyta cikliniame karštyje.Jis geriau atlaiko pakartotinį šildymą / vėsinimą nei nestabilizuotos klasės, o tai svarbu išmetimo ir šiluminės{0}}dviračių linijose.
Suvirinamumas.321 lengvai suvirinamas įprastais procesais; stabilizatorius daugeliu atvejų išlaiko sąnario garsą be PWHT.
321prieš304 / 316 / 347
| Įvertinimas | Stabilizatorius | Geriausiai | Saugokitės |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | nėra (304L=žemas C) | Bendra korozija, mažesnė kaina | Jautrina 425–815 laipsnių kampu; silpnas karštyje |
| 316 / 316L | nėra (316 L=žemas C) | Šlapias chloridas / jūros vanduo (Mo) | Ne aukštos{0}}temptos specialistas; Mo prie šilumos mažai prideda |
| 321 / 321H | Titanas | Aukštos temperatūros, suvirintas, ciklinis karštis | Vandeniniame chlorido tirpale silpnesnis nei 316 l |
| 347 / 347H | Niobis (Nb) | Šiek tiek didesnis valkšnumo stiprumas nei 321 | Brangesnis; mažiau paplitęs dėl suvirinimo paprastumo |
Temperatūros ribos
Nuolatinis aptarnavimas:iki maždaug815–870 laipsnių (1500–1600 laipsnių F)(oksidacija-ribota).
Pertraukiamas aptarnavimas:iki maždaug870 laipsnių (1600 laipsnių F).
Trumpalaikis-laikas / pikas:~925 laipsnių (1700 laipsnių F) maksimalus.
ASME slėgio -projektinis leistinas įtempis, žr. taikomą konstrukcijos kodą (pvz., ASME B31.3, VIII skyrius) - leistinos vertės sumažėja virš ~650 laipsnių.
Tipinės programos
Automobiliai ir sunkioji{0}}technikaišmetimo kolektoriai ir sistemos
Kūrenami šildytuvaiir perdirbimo ritės naftos perdirbimo gamyklose ir naftos chemijos gamyklose
Šilumokaičiaiir katilo vamzdžiai (A213 TP321), kuriuose vyksta šiluminis ciklas
Lėktuvas ir dujų{0}}turbinaišmetimo kanalas
Šiluminė{0}}galiaperkaitintuvas ir šildytuvo vamzdeliai
Kompensacinės jungtys ir{0}}aukštos temperatūros perdavimo linijos
Suvirinimo ir gamybos pastabos
321 yra suvirinamas SMAW, GTAW, GMAW ir SAW. Įprasti užpildai yra 321 arba 347/347H.
Kadangi titanas gali oksiduotis ties suvirinimo linija, naudokite tinkamaiatgalinio prapūtimo / apsauginės dujosant šaknies, kad vidinis paviršius būtų švarus,{0}}be apnašų.
Daugumos pagamintų mazgų po-suvirinimo terminis apdorojimas, siekiant atsparumo IGC, nereikalingas - stabilizatorius jau apsaugo HAZ.
Apdirbimas yra panašus į kitus austenitus: naudokite standžias nuostatas ir venkite sukietėjimo.
Išvada
TP321 užsitarnauja savo vietą visur, kur nerūdijančio plieno vamzdis gyvena nuolatinėje arba ciklinėje karštyje ir negali sau leisti susijautrinti po suvirinimo. Jo titano stabilizavimas užtikrina tarpkristalinį-atsparumą korozijai be po-suvirinimo terminio apdorojimo, o dėl oksidacijos savybių jį galima naudoti maždaug 870 laipsnių kampu. Specifikuotojai turėtų atsiminti prekybą: 321 yra aukštos-temperatūros ir suvirinamumo specialistas, o ne jūros vandens-klasės - šlapiojo chlorido pakaitalas, 316L, 317L arba dvipusis yra tinkamas skambutis.
DUK
K: Ar TP321 yra tas pats kaip 321 nerūdijantis plienas?
A: Iš esmės taip. "321" yra pagrindinė klasė (UNS S32100); „TP321“ yra ASTM A312/A
K: Kada turėčiau pasirinkti 321, o ne 304L?
A: Kai vamzdis veikia arba yra suvirintas 425–815 laipsnių diapazone arba matomas šiluminis ciklas. 304L mažai anglies padeda, tačiau tik 321 titano stabilizavimas visiškai apsaugo nuo jautrumo tame lange.
Kl.: Ar 321 gali pakeisti 316 aukštoje-temperatūros išmetimo sistemoje?
A: Dažnai taip, kai naudojamas sausas, karštas išmetimas, nes 316 molibdenas mažai prideda aukštoje temperatūroje, o 321 stabilizavimas yra svarbesnis. Drėgnoje/chloridinėje aplinkoje 316L vis dar yra pranašesnis.
Kl.: kokia yra maksimali TP321 eksploatavimo temperatūra?
A: Nepertraukiamo oksidavimo -ribota paslauga iki maždaug 815–870 laipsnių; trumpalaikės smailės netoli 925 laipsnių . Dėl slėgio projektavimo patikrinkite ASME kodo leidžiamus įtempius.
