321 неръждаема стомана -, известна в спецификациите на тръбопроводите катоTP321(UNS S32100) - е титан-стабилизиран аустенитен клас, проектиран за една работа преди всички останали: оставайки устойчив на корозия-и стабилен на размерите, където 304 би станал чувствителен и отслабен. Чрез свързване на въглерод с титан, 321 поддържа границите на зърната си чисти чрез заваряване и продължително нагряване, което го прави основен елемент в изпускателните колектори, нагревателите, топлообменниците и преносните линии на рафинериите. Тази статия обхваща какво представлява TP321, неговата химия и стандарти, защо побеждава 304 и 316 по топлина, реалните му температурни граници и къде да го посочите.
Какво еTP321 неръждаема стомана?
TP321 е 18-8 аустенитна неръждаема стомана (приблизително 18% хром, 10% никел) с малко, но решаващо добавяне натитан. Това е обозначението за клас тръба/тръба, използвано вASTM A312 (тръба)иASTM A213 (тръба); същата химия в плоча или бар е просто "321" (UNS S32100). По-висок{3}}въглероден вариант,321H (UNS S32109), е формулиран за-устойчивост на пълзене при повишени температури.
Причината за добавянето на титан е проста: при обикновен 304 нагряването в диапазона 425–815 градуса (800–1500 градуса F) позволява на въглерода да мигрира към границите на зърната и да се утаи като хромни карбиди - феномен, нареченсенсибилизация. След това зоните с изчерпване на -хром корозират лесно (междукристална корозия, IGC). Титанът има по-силен афинитет към въглерода от хрома, така че той "заключва" въглерода и предотвратява вредното утаяване.
Химията и титановият трик
| елемент | TP321 (S32100), % | TP321H (S32109), % |
|---|---|---|
| Въглерод (C) | По-малко или равно на 0,08 | 0.04 – 0.10 |
| хром (Cr) | 17.0 – 19.0 | 17.0 – 19.0 |
| Никел (Ni) | 9.0 – 12.0 | 9.0 – 12.0 |
| Титан (Ti) | По-голямо или равно на 5 × C (макс. 0,70) | По-голямо или равно на 4 × C (макс. 0,70) |
| Манган (Mn) | По-малко или равно на 2,00 | По-малко или равно на 2,00 |
| Силиций (Si) | По-малко или равно на 0,75 | По-малко или равно на 0,75 |
| Фосфор / Сяра | По-малко или равно на 0,045 / По-малко или равно на 0,030 | По-малко или равно на 0,045 / По-малко или равно на 0,030 |
Спецификации на ASTM / ASME
ASTM A312 / ASME SA312 - Безшевна и заварена аустенитна тръба от неръждаема стомана TP321.
ASTM A213 / ASME SA213- Безшевни тръби TP321 за котли, прегреватели и топлообменници.
ASTM A376 / ASME SA376- безшевна тръба за-обслужване на централна-станция при висока температура.
ASTM A358 /A269- заварени тръби и общи-обслужващи тръби, където е посочен 321.
Общи механични свойства (отгрят TP321): якост на опън По-голяма или равна на515 MPa (75 ksi), граница на провлачване По-голяма или равна на205 MPa (30 ksi), удължение По-голямо или равно на35%. 321H носи малко по-висока минимална якост, за да поддържа-ограничени конструкции при пълзене.
Ключови предимства при обслужване при високи-температури
Междукристална{0}}устойчивост на корозия след заваряване.Стабилизирането на титан означава, че 321 не предизвиква чувствителност в засегнатата-засегната от топлина зона, така че термичната обработка след-заваряване за устойчивост на IGC обикновено не е необходима.
Запазена здравина и стабилност при топлина.За разлика от304, 321 не губи своята граница на корозия от утаяване на карбид по време на работа в прозореца за сенсибилизация.
Добра устойчивост на окисление.Съдържанието на 18% хром образува стабилна скала до приблизително 815–870 градуса (1500–1600 градуса F) при непрекъсната работа.
Доказано при циклична топлина.Издържа на многократно нагряване/охлаждане по-добре от нестабилизираните видове, което е важно за линиите за изпускане и термични -циклични линии.
Заваряемост.321 лесно се заварява чрез обичайни процеси; стабилизаторът запазва звука на ставата без PWHT в повечето случаи.
321срещу304 / 316 / 347
| Степен | Стабилизатор | Най-добър при | внимавай |
|---|---|---|---|
| 304 / 304L | няма (304L=ниска C) | Обща корозия, по-ниска цена | Сенсибилизира при 425–815 градуса; слаб при топлина |
| 316 / 316L | няма (316L=ниска C) | Мокър хлорид / морска вода (Mo) | Не е високотемпературен-специалист; Mo добавя малко при топлина |
| 321 / 321H | Титан | Високотемпературна, заварена, циклична топлина | По-слаб във воден разтвор на хлорид от 316L |
| 347 / 347H | Ниобий (Nb) | Малко по-висока якост на пълзене от 321 | По-скъпо; по-рядко за простота на заваряване |
Температурни граници
Непрекъснато обслужване:до около815–870 градуса (1500–1600 градуса F)(окисление-ограничено).
Обслужване с прекъсвания:до около870 градуса (1600 градуса F).
Краткосрочен{0}}/пиков:~925 градуса (1700 градуса F) максимум.
За ASME налягане-разчетно допустимо напрежение вижте приложимия строителен код (напр. ASME B31.3, раздел VIII) - допустимите стойности се стесняват над ~650 градуса.
Типични приложения
Автомобилно и тежко-оборудванеизпускателни колектори и системи
Запалени нагревателии технологични намотки в рафинерии и нефтохимически заводи
Топлообменниции котелни тръби (A213 TP321), където се случва термичен цикъл
Самолети и газови{0}}турбиниизпускателен канал
Топлинна-енергиятръби за прегревател и прегревател
Компенсатори и високо{0}}температурни преносни линии
Бележки за заваряване и производство
321 може да се заварява от SMAW, GTAW, GMAW и SAW. Обичайните пълнители са 321 или 347/347H.
Тъй като титанът може да се окисли на заваръчната линия, използвайте правилнообратно продухване / защитен газвърху коренния проход за чиста вътрешна повърхност-без люспи.
За повечето произведени възли не се изисква термична обработка след{0}}заваряване за устойчивост на IGC - стабилизаторът вече защитава HAZ.
Машинната обработка е подобна на другите аустенити: използвайте твърди настройки и избягвайте втвърдяване при работа.
Заключение
TP321 печели своето място навсякъде, където неръждаемата тръба живее в продължителна или циклична топлина и не може да си позволи да стане чувствителна след заваряване. Неговата титаниева стабилизация осигурява устойчивост на междукристална-корозия без термична обработка след-заваряване, а поведението му при окисляване го поддържа годен за експлоатация до приблизително 870 градуса. Спецификаторите трябва да помнят търговията: 321 е специалист по висока-температура и заваряемост, а не морска вода-заместител - за мокър хлорид, 316L, 317L или дуплекс остават правилното решение.
ЧЗВ
Въпрос: TP321 същото ли е като 321 неръждаема стомана?
О: По същество да. "321" е основният клас (UNS S32100); „TP321“ е обозначението на тръбата в ASTM A312/A213. 321H е версията с по-висок-въглерод за повишена{7}}температурна якост.
В: Кога трябва да избера 321 пред 304L?
О: Когато тръбата работи или е заварена в диапазона 425–815 градуса, или вижда термичен цикъл. 304Ниският въглерод на L помага, но само титаниевата стабилизация на 321 напълно предотвратява сенсибилизацията в този прозорец.
Въпрос: Може ли 321 да замени 316 при висока-температура на отработените газове?
О: Често да за сухи, горещи изпускателни газове, тъй като молибденът на 316 добавя малко при висока температура и стабилизирането на 321 е по-подходящо. За мокри/хлоридни среди 316L все още е по-добър.
В: Каква е максималната работна температура за TP321?
A: Непрекъснато окисление-ограничено обслужване до около 815–870 градуса; краткосрочни-върхове близо до 925 градуса. За проектиране на налягане проверете допустимите напрежения в управляващия код ASME.
