Material d'acer inoxidable 316H UNS S31609 1.4919

 

L'acer inoxidable 316H (UNS S31609) és el tipus 316 amb carboni controlat al 0,04-0,10% en comptes del 0,08% màxim, cosa que augmenta la resistència a la ruptura de fluïdesa de 100.000 hores per sobre d'aproximadament 500 graus . 316H l'acer inoxidable oscil·la normalment entre $ 60 i 42,90 kg per 42 $. Els mínims de temperatura ambient es mantenen a una tracció de 515 MPa i un rendiment de 205 MPa, de manera que el grau és una millora de resistència a alta temperatura, no una actualització de corrosió. ASME Secció II, Part D comporta una tensió permesa de 316H a 816 graus (1500 graus F); porta 316L només a 427 graus (800 graus F). Per sota d'aquest llindar, 316L és la millor opció.

 

316H és un acer inoxidable austenític de crom-níquel-molibdè - 16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo - amb un rang de carboni controlat de 0,04-0,10%. El carboni de l'acer inoxidable austenític precipita com a carbur M23C6 als límits del gra durant el servei a temperatura elevada, i aquests carburs fixan els límits del gra i el moviment de dislocació lent. El resultat és una taxa de fluència més baixa i una resistència a la ruptura més alta a la finestra de 500-800 graus on el disseny regeix la fluència, no la resistència a la tracció.

 

Ha estat el cavall de batalla de l'austenític d'elevades temperatures a les centrals elèctriques fòssils, els reactors petroquímics i, cada cop més, en els sistemes nuclears de quarta generació i d'energia solar concentrada (CSP) de nova generació. Es troba en una franja de costos molt per sota d'aliatges de níquel com Alloy 800H o Inconel 625, per això segueix sent la resposta predeterminada quan una temperatura de disseny es creua al rang de fluència, però l'entorn encara és una cosa que un inoxidable amb molibdè pot gestionar.

 

Les condicions de lliurament són tan importants com la química. 316H es subministra amb una solució recuitada a 1040-1120 graus (1900-2050 graus F) seguit d'un refredament ràpid, normalment extinció d'aigua o aire forçat.

 

 

 

Formulari del producte	Interval de mides típic	Normes aplicables
Pipa sense costures	OD 6,35-273 mm (1/4 a 10 en NPS), Sch 5S a XXS	ASTM A312/ASME SA-312 (TP316H)
Tub soldat (ERW / EFW)	OD fins a 1524 mm (60 polzades), paret 4-50 mm	ASTM A312, ASTM A358 (EFW), ASME SA-312
Tub de caldera i sobreescalfador sense costures	OD 6-127 mm, paret 0,9-12,7 mm	ASTM A213/ASME SA-213 (TP316H)
Tub soldat	OD fins a 101,6 mm, paret 0,5-6 mm	ASTM A249/ASME SA-249
Placa, Làmina, Tira	0,3-200 mm de gruix, amplada fins a 2000 mm	ASTM A240/ASME SA-240 (UNS S31609)
Barra rodona, vareta, perfils	6-300 mm de diàmetre	ASTM A276, ASTM A479/ASME SA-479
Forjades (brides, cossos de vàlvules, accessoris en brut)	Per dibuix	ASTM A182 (F316H), ASTM A965
Accessoris de soldadura a tope (colzes, tees, reductors, taps)	NPS 1/2 a 24, segons ASME B16.9	ASTM A403 (WP316H)
Accessoris per a canonades forjades (soldadura de sòcol, roscat)	NPS 1/8 a 4, segons ASME B16.11	ASTM A182 (F316H)
Consumibles de soldadura	Filferro 0,8-4,0 mm, elèctrodes 2,5-5,0 mm	AWS A5.9 ER316H, AWS A5.4 E316H-16/-15
Bobines de canonades prefabricades	Personalitzat	Per especificació del projecte

 

 

El 316H comporta una prima modesta sobre el 316 i el 316L, impulsat per la finestra de carboni més estreta (que obliga a una fabricació d'acer i un control de fusió més acurats) i per un volum de producció més baix. No és un aliatge especial; és una prima d'especificació.

Formulari del producte	Preu indicatiu (USD/tona)	Relatiu al 316L
Tub/tub sense soldadura 316H, FOB Xina	3,500 – 7,500	1.10 – 1.25x
Tub de caldera/sobreescalfador TP316H (A213, petit OD)	6.000 - 14.000 (és a dir, . 6-14/kg)	1.30 – 1.60x
Placa 316H (ASTM A240/SA-240)	2,800 – 7,200	1.10 – 1.20x
Barra rodona 316H (ASTM A276 / A479)	3,200 – 7,800	1.15 – 1.25x
Forjades i brides 316H (ASTM A182 F316H)	5,000 – 12,000	1.25 – 1.50x
Doble certificació segons A240 + EN 1.4919 amb PED 3.1	afegir 25-50%	-
Petita quantitat, tallada a mida, menys d'1 tona	afegir 50-150%	-

El preu de la fàbrica nacional xinesa per al tub sense soldadura 316H va ser de 38.500-48.500 ¥ per tona a finals de 2025, que es converteix en aproximadament 5.400-6.800 USD per tona, d'acord amb la banda FOB anterior abans del transport i la certificació.

Els preus mostrats són orientatius i estan subjectes a les condicions del mercat, el volum de la comanda i la forma del producte.

 

 

Paràmetre	316L (S31603)	316 (S31600)	316Ti (S31635)	304H (S30409)	316H (S31609)
Carboni, % en pes	Menor o igual a 0,030	Menor o igual a 0,080	Menor o igual a 0,080	0.04-0.10	0.04-0.10
Molibdè	2.0-3.0	2.0-3.0	2.0-3.0	cap	2.0-3.0
Rendiment, MPa (min)	170	205	205	205	205
Tracció, MPa (min)	485	515	515	515	515
PREN (nominal)	~25	~25	~25	18-20	24-27
S'admet ASME II-D a la llista	427 graus C	~816 graus C	~816 graus C	~816 graus C	816 graus C
Força de fluència per sobre de 500 graus C	Baixa	Moderat	Moderat	Moderat	Alt
Resistència a la sensibilització	Excel·lent	Moderat	Excel·lent	Moderat	Pobre
Cost relatiu	1.0x	0.98x	1.05x	0.85x	1.15-1.30x
Millor per	Soldat, per sota de 450 graus C	Propòsit general	Servei de soldadura estàtica 400-900 graus C	Seca a alta temperatura, sensible als costos	Servei tensat 425-816 graus C amb corrosió
Limitació clau	Sense base de codi per sobre de 427 ºC	Intermedi en ambdós aspectes	Força de fluència inferior a 316H	No Mo, pobre en clorurs/sofre	Sensibilitza; HAZ crep cracking

 

Recomanació

• Per a equips de soldadura per sota de 450 graus en servei corrosiu, utilitzeu 316L i no torneu a pensar en 316H.
• Per als equips de soldadura que es mantenen estàticament a 400-900 graus on la corrosió intergranular és el risc dominant, 316Ti és la millor eina.
• Per al servei general d'alta temperatura en aire oxidant sec on no hi ha clorurs i sofre, 304H fa la feina amb un cost aproximadament un 15% menys.
• 316H és la resposta correcta en una banda estreta però important: estrès sostingut per sobre de 425 graus en un entorn que conté clorurs, compostos de sofre o àcids de procés: capçals de vapor calent a plantes costaneres, tubs de forn de refineria, components de plantes d'àcid sulfúric i col·lectors d'alta temperatura en alta mar.

 

 

Element	Contingut, % en pes (ASTM A240, UNS S31609)	Funció
Carboni (C)	0.04 – 0.10	Resistència a la fluència mitjançant precipitació de carbur M23C6
Manganès (Mn)	Inferior o igual a 2,00	Austenita estabilitzador, desoxidació
Fòsfor (P)	Menor o igual a 0,045	residual; controlat per soldabilitat
Sofre (S)	Menor o igual a 0,030	residual; S inferior millora la resistència al poliment i a la picada
Silici (Si)	Menor o igual a 0,75	Resistència a l'oxidació; més ajustat que l'especificació de la canonada (menys o igual a 1,00)
Crom (Cr)	16.0 – 18.0	Pel·lícula passiva, resistència a l'oxidació i a la sulfuració
Níquel (Ni)	10.0 – 14.0	Austenita estabilitat, duresa, ductilitat a alta temperatura
Molibdè (Mo)	2.00 – 3.00	Resistència a la corrosió de picades i esquerdes; resistència a la corrosió en calent en gasos que contenen sofre
Ferro (Fe)	Balanç	Matriu
Nitrogen (N)	Menor o igual a 0,10	L'estabilitat de l'austenita, contribueix al PREN

 

El carboni és l'element a observar. Per sota del 0,04%, la nota perd l'avantatge de fluència per a la qual es va demanar. Per sobre del 0,10%, el risc de sensibilització augmenta i la corrosió intergranular a la ZAC es converteix en el factor de vida limitant. La finestra del 0,04-0,10% és un compromís deliberat entre la resistència a la fluència i la soldabilitat, i un certificat que informa de carboni al 0,031% no ha lliurat 316H independentment del que digui la capçalera del certificat.

 

 

Propietat	Valor (ASTM A240, placa)	Valor (ASTM A312, canonada)	Estàndard de prova
Resistència de rendiment, compensació del 0,2%, MPa (ksi)	Major o igual a 205 (30)	Major o igual a 205 (30)	ASTM E8 / ISO 6892-1
Resistència a la tracció, MPa (ksi)	Major o igual a 515 (75)	Major o igual a 515 (75)	ASTM E8 / ISO 6892-1
Elongació en 50 mm (2 polzades), %	Major o igual a 40	Major o igual a 35	ASTM E8 / ISO 6892-1
Duresa	Menor o igual a 217 HBW / Menor o igual a 95 HRB	Menor o igual a 90 HRB	ASTM E10 / ASTM E18
Mòdul d'elasticitat, GPa	193	193	-
Mida del gra	ASTM 4-6 típic per al servei d'alta temperatura	-	ASTM E112

 

 

Propietat	Valor	Unitats
Densitat	7.98 – 8.00	g/cm3 (0,289 lb/in3)
Interval de fusió	1375 – 1400	grau (2507 – 2552 graus F)
Conductivitat tèrmica a 100 °C (212 °F)	16.3	W/mK (113 BTU-in/h-ft2- grau F)
Resistència elèctrica a 20 °C (68 °F)	0.74 – 0.77	microohm-m
Coeficient d'expansió tèrmica, 20-100 graus C	16.0	10^-6/ grau (8.9 10^-6/ grau F)
Coeficient d'expansió tèrmica, 20-600 graus C	18.5	10^-6/ grau
Calor específic a 20 graus C (68 graus F)	450 – 500	J/kg-K (0,108 – 0,120 BTU/lb-grau F)
Permeabilitat magnètica (recuit)	Essencialment no magnètic	-
Permeabilitat magnètica relativa (treballat en fred)	fins a ~1,5 prop de deformacions pesades	-

 

El coeficient d'expansió tèrmica és aproximadament un 50% més gran que l'acer al carboni i augmenta amb la temperatura - 16.0 a 20-100 graus, arribant a 18,5 per 600 graus C. En un capçal de vapor de 30 m que funciona a 550 graus, és a dir, aproximadament 270 mm d'expansió tèrmica, s'ha absorbit per l'expansió tèrmica en fred. manxes, o suports lliscants. Els sistemes de canonades que es van dissenyar per a acer al carboni i posteriorment es van tornar a materialitzar a 316H han fallat només amb l'esforç d'expansió.

 

 

PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Per a 316H a la composició nominal (17% Cr, 2,5% Mo, 0,05% N), PREN és d'aproximadament 26; a través de la finestra d'especificació completa abasta aproximadament 24-27. Per comparar, 304H es troba entre 18 i 20. Val la pena tenir aquesta bretxa en el servei de clorur i sofre, però no és prou a prop per a l'aigua de mar.

 

Corrosió per picades i esquerdes.

El 316H es comporta com el 316 i el 316L en servei de clorur aquós. Les dades d'Atlas Steels per a la família situen el límit de la perforació a aproximadament 1000 mg/L de clorur a temperatura ambient, baixant a uns 300 mg/L a 60 graus. La immersió en aigua de mar estancada és un no.

 

Corrosió intergranular (IGC): el problema 316H.

Aquesta és la compensació que accepteu quan compreu l'H. La sensibilització es produeix quan els carburs de crom precipiten als límits del gra en el rang de 425-870 graus C, esgotant la matriu de crom adjacent.

 

Cracking per corrosió per tensió (SCC).

El SCC de clorur a la família 316 es converteix en una preocupació viva per sobre d'aproximadament 60 graus en entorns de clorur humit, exactament la temperatura a la qual operen molts equips 316H. L'àcid politiònic SCC és un risc d'aturada específic en el servei de refineria: el 316H sensibilitzat exposat a dipòsits de sofre que s'hidrolitzen a l'aire humit durant les interrupcions poden trencar-se. La mitigació estàndard és un grau estabilitzat o un rentat alcalí (solució de sosa) durant l'aturada. El servei càustic per sobre d'aproximadament el 50% de NaOH a temperatura elevada també comporta un risc de SCC, per la qual cosa els punts d'injecció càustica són un objectiu d'inspecció recurrent.

 

Servei àcid (H2S).

316H està cobert per ISO 15156-3 / NACE MR0175 com a acer inoxidable austenític, però l'embolcall és estret i només està configurat per al material principal. Per a UNS S31600/S31603, els límits publicats són: cap restricció per sota de 50 mg/L de clorur; 1 bar H2S de pressió parcial a 60 graus amb qualsevol clorur; 0,1 bar H2S a 93 graus C amb fins a 5.000 mg/L de clorur a pH superior o igual a 5,0; i 0,1 bar H2S a 149 graus C amb fins a 1000 mg/L de clorur a un pH superior o igual a 4,0. Un programa de proves TWI publicat a Corrosion 2010 va trobar que, tot i que els límits 316/316L dels pares eren conservadors i es podien relaxar, les soldadures fallaven en condicions en què el material principal passava, una advertència directa que la base només del material principal de l'estàndard subestima el risc en les canonades soldades.

 

Medi ambient	Límit pràctic	Valoració	Notes
Aigua de mar, corrent	No recomanat	Pobre	Utilitzeu superdúplex 2507 o 6% Mo (S31254)
Aigua de mar, estancada	No utilitzar	Inadequat	Atac per escletxes i perforacions
solució de clorur,<300 mg/L	A ~60 graus	Moderat	Eviteu esquerdes i dipòsits
Vapor, alta puresa, 540-650 graus C	Contínua	Bé	Condició de servei primària 316H
Gas de combustió que conté sofre, ~800 graus C	Contínua	Bé	Mo ofereix un clar avantatge sobre 304H
Àcids orgànics diluïts (acètic, fòrmic)	A ~60 graus	Bé	Rendiment estàndard de la família 316
Àcid sulfúric diluït, ambient	Concentració limitada	Fira	No per a H2SO4 concentrat o calent
Àcid clorhídric	Qualsevol concentració	Inadequat	Utilitzeu Hastelloy C-276
Sal de nitrat fos (sal solar), 550-650 ºC	Contínua	Bé	Atac intern lent; previsible
Sal de clorur fosa (NaCl-KCl-MgCl2), 700 °C	Només si es purifica	Condicional	Vegeu la nota a continuació
Gas agre, sobre ISO 15156	Per taula de clorur/temp/pH2S	Condicional	Les soldadures poden no complir

 

 

Interval de temperatura	316H Comportament
Criogènic (fins a -196 graus / -320 graus F)	Excel·lent duresa; l'estructura austenítica no es fragilitza. No la intenció del disseny, però utilitzable.
Temperatura de l'habitació (20-40 graus)	515 MPa de tracció, 205 MPa de rendiment mínim. Sense avantatge sobre 316/316L.
425-540 graus (800-1000 graus F)	S'obre l'interval de fluïdesa. 316L perd la llista de codi a 427 graus C; 316H permesos estades utilitzables. Ruptura típica de 100.000 h 115-130 MPa a 500 graus C.
540-700 graus (1000-1290 graus F)	La finestra central 316H. La fluència regula el disseny. 100, ruptura de 000 h uns 60-72 MPa a 600 graus C. L'envelliment a llarg termini produeix M23C6 i precipitats de ferrita.
700-816 graus C (1290-1500 graus F)	Límit superior per al disseny de pressió. L'última llista de l'ASME II-D 316H a 816 graus C amb aproximadament 14 MPa permesos. L'oxidació esdevé co-limitant.
Per sobre de 870 graus (1600 graus F), continu	Limitat per l'oxidació. Passeu a 309S, 310S o un aliatge de níquel.
Temperatura de servei màxima recomanada	816 °C / 1500 °F (pressió), ~870 °C / 1600 °F (oxidació, sense càrrega)

 

 

Força de ruptura de fluïdesa, valors típics de 100.000 hores per al material austenític de tipus 316/316H:

Temperatura	316L / tipus 316, tip.	316H, tip.	Gap
500 graus	95 – 110 MPa	115 – 130 MPa	~20%
600 graus	45 – 55 MPa	60 – 72 MPa	~30%
650 graus	30 – 38 MPa	40-50 MPa	~33%

Aquests són rangs típics indicatius, no mínims d'especificació. Varien materialment amb la química de la calor, especialment el carboni i el nitrogen, i s'han de confirmar amb el certificat de prova de molí certificat i les taules de tensió permeses de l'edició de la secció II d'ASME, part D a què fa referència el codi de disseny.

 

ASME Secció II, Part D Tensió permesa(valors representatius, base Secció VIII Divisió 1):

Temperatura	316L permesos	316H permesos	Notes
Menys o igual a 100 graus (212 graus F)	~138 MPa	~138 MPa	Essencialment iguals
200 graus (392 graus F)	~124 MPa	~124 MPa	Igual
400 graus (752 graus F)	~103 MPa	~105 MPa	Dins de l'arrodoniment
427 graus (800 graus F)	~97 MPa - darrera llista	~99 MPa	Codi 316L sostre
500 graus (932 graus F)	No figura a la llista	~95 MPa	316L no té cap base de codi
600 graus (1112 graus F)	No figura a la llista	~77 MPa	316H encara es pot utilitzar amb codi
700 graus (1292 graus F)	No figura a la llista	~46 MPa	Creep governa totalment
816 graus (1500 graus F)	No figura a la llista	~14 MPa - darrera llista	316H límit superior

Tingueu en compte el sistema austenític de doble admissió a la secció II, part D: aquests graus porten tant una tensió permesa més alta com una més baixa. El Superior es basa en un terç de la resistència a la tracció i protegeix contra el col·lapse elàstic; l'inferior es basa en dos terços del límit elàstic i controla la deformació plàstica i l'acumulació de deformacions de fluència. Els càlculs de disseny han de satisfer tots dos. L'ús només de l'Alt permès on governa el Lower produeix un component no conforme, i és un error que apareix amb més freqüència en els dissenys de temperatura elevada on s'especifica 316H.

 

 

Paràmetre	Recomanació
Procés	GTAW (TIG) per a l'arrel i les seccions primes; SMAW per al camp; GMAW per a la producció; SERRA amb flux neutre per a parets pesades
Metall d'aportació	ER316H / E316H (AWS A5.9 / A5.4). No substituïu ER316L per juntes amb càrrega fluïda
Preescalfeu	No es requereix
Temperatura interpass	Menys o igual a 150 ºC (302 º F)
Entrada de calor	Menor o igual a 1,5 kJ/mm; La baixa entrada de calor limita la mida de la HAZ i la precipitació de carbur
Gas protector	Argó o Ar + 2-5% H2 per a l'arrel GTAW; sense CO2, sense addicions de nitrogen
Tractament tèrmic post soldadura	Normalment no es requereix, i un remull PWHT a 425-870 graus C és activament perjudicial
Recuit de solució (si cal)	1040-1120 graus C (1900-2050 graus F), refredament ràpid. Només pràctic en components que s'adapten a un forn
Formació en calent	Acabeu per sobre de 900 graus C, després recuit en solució. No acabeu en el rang de sensibilització
Decapat/passivació	Necessari després de la soldadura si la superfície veurà clorur aquós o servei àcid

 

 

 

Indústria	Aplicació	Condicions de funcionament	Per què 316H
Generació d'energia fòssil	Tubs de sobreescalfador i reescalfador, capçals de vapor, canonades de vapor principal	Vapor de 540-620 graus C, fins a ~25 MPa	Resistència a la ruptura de fluència amb resistència a la corrosió del molibdè en servei costaner/sulfur
Nuclear - Generació IV	Vas principal del reactor ràpid refrigerat per sodi, vas de protecció, intercanviador de calor intermedi, anell de suport del nucli	400-550 graus C de sodi	Base de construcció nuclear d'alta temperatura ASME; grans forjats disponibles; compatibilitat amb el sodi
Nuclear - Refrigerat per gas	Components de canonades de vapor i sobreescalfador en plantes AGR	~550 graus C de vapor	Les dades de fluïdesa i envelliment a llarg termini acumulades durant dècades
Petroquímica / Refinació	Interiors del reactor d'hidroprocessament, tubs de reformador i forn, línies de transferència	500-700 graus C, amb sofre	Resistència a la fluència més resistència a la sulfuració del molibdè
Processament Químic	Components de la planta d'àcid sulfúric, canonades de procés d'alta temperatura	450-700 graus C, SO2/SO3	L'escala de mo és més protectora que els graus 18-8 sota atac de sofre
Residus a energia	Superfícies de recuperació de calor, conductes de fums, seccions de sobreescalfador	500-700 graus C, clorur i sofre als gasos de combustió	Millor resistència a la corrosió en calent que 304H a una banda de cost equivalent
CSP / Emmagatzematge tèrmic	Receptors de sal de nitrat fos, dipòsits de sal calenta i canonades	550-650 graus C en sal solar	Resistència a la corrosió adequada en sal de nitrat purificada a un cost acceptable; soldabilitat a gran escala
Petroli i gas offshore	Tubs de procés d'alta temperatura, col·lectors, tubs d'intercanviador de calor	300-600 graus C amb exposició a clorurs	Resistència a la picada del molibdè més qualificació de fluència; el grau de compromís on s'uneixen els límits de temperatura dúplex

 

 

 

Alternativa	Utilitzeu-lo quan...	Rendiment vs. 316H	Cost vs. 316H
316L (S31603)	Servei per sota de 427 graus C; construcció soldada on la resistència IGC importa més que la fluència	Millor soldabilitat i resistència a IGC; cap base de codi per sobre de 427 ºC	0.80 – 0.90x
316Ti (S31635)	Servei estàtic a llarg termini 400-900 graus C amb soldadura; L'IGC és el risc dominant	Resistència a la corrosió equivalent, sense sensibilització; menor resistència a la fluència per a peces carregades dinàmicament	0.90 – 1.00x
304H (S30409)	Servei d'alta temperatura sec i no corrosiu on no hi ha clorur i sofre	La mateixa classe de creep; sense molibdè, de manera que PREN baixa de ~ 26 a ~ 19	0.75 – 0.85x
321H (S32109)	Conjunts soldats amb cicle tèrmic fins a ~700 graus C; Ti-estabilitzat per resistir la sensibilització	Força de fluència comparable, millor resistència a la sensibilització; restringit a un equilibri Cr/Ni més baix, de manera que la corrosió no és tan bona en àcids forts	0.90 – 1.05x
347H (S34709)	Sobreescalfador i reescalfador a 750-800 graus C; Nb-estabilitzat amb major resistència a la fluència	Major resistència a la ruptura de fluència i millor resistència intergranular; sense molibdè, per tant més pobre en servei de clorur/àcid	1.10 – 1.25x
310S (S31008)	Servei d'oxidació no corrosiu a 1000-1050 graus C on l'oxidació, no la fluència, governa	Molt millor resistència a l'oxidació; no és una actualització de força fluixa; mala tolerància al xoc tèrmic	0.95 – 1.15x
HR3C / Super 304H	Calderes ultra-supercrítiques per sobre de 620-650 graus C	Força de fluència substancialment més alta; major cost d'aliatge i fabricació més estricta	1.6 – 2.5x
Aliatge 800H/800HT (N08810/N08811)	Servei de pressió per sobre de 700 graus C on 316H s'esgota l'estrès admissible	Tensió permesa més alta a la banda de 700-900 graus C; preu i mecanitzat d'aliatge de níquel	3.5 – 5x
Super Duplex 2507 (S32750)	Per sota de 300 graus C amb clorur sever; La força i la resistència a l'aigua de mar són necessàries	Molt millor rendiment de clorur i 2,5 vegades el rendiment; El sostre de 300 graus C descarta el rang principal de 316H	1.2 – 1.6x

 

 

1. Quina és la temperatura de disseny?

Per sota de 427 graus C (800 graus F), atureu-vos aquí i utilitzeu 316L tret que l'entorn requereixi molibdè i l'adquisició de material tingui un motiu. Entre 427 i 500 graus C, 316H es converteix en l'austenític predeterminat perquè no hi ha res més barat a la llista de codi. Entre 500 i 700 graus C, el fluència governa i 316H és un candidat fort. Per sobre de 700 graus C sota pressió, comproveu la taula d'estrès permesos abans d'anar més lluny: els números es redueixen ràpidament. Per sobre de 816 ºC, 316 H està fora.

 

2. L'articulació està carregada de fluïdesa?

Un component 316H sense juntes soldades sota tensió sostinguda és una proposta senzilla. Una capçalera 316H amb trenta soldadures de branques de paret gruixuda que funcionen a 550 graus C és un programa de gestió d'esquerdes per fluïdesa: procediments qualificats amb entrada de calor definida, inspecció HAZ a l'enquesta de referència i replicació periòdica o avaluació ultrasònica de danys per fluïdesa durant tota la vida. Si el fabricant no pot demostrar aquesta capacitat, un disseny a baixa temperatura o un grau diferent pot ser la resposta d'enginyeria més segura.

 

3. What is the corrosion mode?

Els clorurs inferiors a 300 mg/L, els gasos de combustió que contenen sofre, els àcids orgànics diluïts i el vapor d'alta puresa es troben dins de l'embolcall de 316H. L'aigua de mar, l'HCl concentrat, l'àcid sulfúric concentrat calent i el clorur humit per sobre de 60 ºC no ho són. Si la polarització de l'àcid SCC durant l'aturada és un risc, planifiqueu el rentat alcalí o reconsidereu el grau.

 

4. Quin aspecte té la vida útil del disseny i el cost del cicle de vida?

Per a una vida útil de disseny de 100.000 hores a 550 graus C, la comparació no és 316H versus 304H en el preu de compra. És 316H amb un programa d'inspecció de fluència enfront de l'Aloy 800H amb un programa d'inspecció més senzill i un pressupost de materials molt més gran. La bretxa entre 316H i 800H a 550 graus C no és prou gran per justificar l'aliatge de níquel; per sobre dels 700 graus, esdevé inevitable.

 

5. Pots aconseguir realment el material?

316H no és un grau de mitjana a la majoria dels mercats. Confirmeu la disponibilitat de la forma específica del producte, la mida i la certificació abans de congelar el disseny. Un disseny que depèn dels accessoris forjats de paret gruixuda 316H en una mida no estàndard pot tenir un termini de lliurament de 20 a 30 setmanes, i la substitució en aquest moment és com els projectes acaben amb un component 316L en un sistema 316H.

 

 

1. L'acer inoxidable 316H és el mateix que l'1.4401?

No, i aquesta és la confusió més cara del grau. EN 1.4401 és X5CrNiMo17-12-2 - normal 316, UNS S31600 - amb un límit de carboni al 0,08% i cap mínim. El nombre EN que realment comporta la implicació d'alta carboni és 1,4919. La comanda "316H / 1.4401" és internament contradictòria, i un molí pot satisfer el costat 1.4401 amb un material de carboni del 0,02% que falla completament 316H. Especifiqueu UNS S31609 o TP316H i sol·liciteu el valor de carboni al certificat.

 

2. Quina diferència hi ha entre 316H i 316L?

Només el carboni i, per tant, només la temperatura. 316L limita el carboni al 0,030 % i està optimitzat per a la soldabilitat i la resistència a la sensibilització. 316H manté el carboni entre el 0,04 i el 0,10 % per a una resistència a la fluència superior a aproximadament 500 ºC. Es seleccionen per raons oposades. La secció II d'ASME, part D, comporta una tensió permesa per a 316L només a 427 graus C i per a 316H a 816 graus C, que és la línia divisòria pràctica.

 

3. Quina és la temperatura màxima de servei de 316H?

Per al servei de retenció de pressió sota ASME Secció VIII Divisió 1 o B31.3, 816 graus C (1500 graus F) és l'última temperatura a la qual la secció II, Part D enumera una tensió permesa, i només hi ha uns 14 MPa. Per a la resistència a l'oxidació sense càrrega, el límit pràctic és d'uns 870 graus C (1600 graus F) continu, amb un servei intermitent empès a uns 925 graus C. A la pràctica, la majoria dels equips 316H funcionen entre 500 i 650 graus C.

 

4. Quin metall d'aportació s'ha d'utilitzar per soldar 316H?

ER316H per AWS A5.9 per a GTAW i GMAW, o E316H-16/E316H-15 per AWS A5.4 per a SMAW. El motiu és la força de fluència: un dipòsit ER316L té menys carboni i una menor resistència a la fluència que el metall base, de manera que la soldadura es converteix en l'enllaç feble d'una unió governada per fluència. Algunes guies de proveïdors recomanen ER316L per reduir la precipitació de carbur; aquest consell només s'aplica a les juntes per sota del rang de fluència i no s'ha de seguir en un capçal de 550 graus C.

 

5. El 316H requereix un tractament tèrmic posterior a la soldadura?

Normalment no, i un alleujament de l'estrès convencional és perjudicial. El remull a una temperatura típica de 620-700 graus C PWHT estaciona el material en el rang de sensibilització i precipita els carburs de crom als límits del gra. Quan realment es requereix un tractament tèrmic posterior a la soldadura, normalment per a l'estabilitat dimensional en grans fabricacions, el tractament correcte és un recuit de solució completa a 1040-1120 graus C amb un refredament ràpid, que només és factible en components que s'ajusten a un forn.

 

6. Es pot utilitzar 316H en aigua de mar?

No. PREN 24-27 no és suficient. Les dades d'Atlas Steels per a la família mostren una resistència a la picada en aigua potable fins a uns 1000 mg/L de clorur a temperatura ambient, baixant fins a uns 300 mg/L a 60 graus C, amb corrosió superficial visible i atac d'esquerdes en ambients marins. Per a l'aigua de mar, les respostes són súper dúplex 2507, 6% Mo super austenític com S31254 o un aliatge de níquel.

 

7. El 316H compleix la norma NACE MR0175 / ISO 15156 per al servei àcid?

Està a la llista, però el sobre és estret i només està destinat al material principal. Els límits publicats per a UNS S31600/S31603 són 1 bar H2S a 60 °C amb qualsevol clorur, 0,1 bar H2S a 93 °C amb fins a 5.000 mg/L de clorur a pH superior o igual a 5,0 i 0,1 bar H2S a 149 mg/l de clorur fins a 10 g C a pH 10 a 10 mg/l. Major o igual a 4,0. Un programa TWI va trobar que les soldadures fallaven en condicions on passava el material original; per tant, per a les canonades soldades, tracteu aquests límits com a optimistes i proveu la soldadura real.

 

8. Quin rang de carboni hauria de mostrar el certificat del molí per a 316H?

Entre el 0,04 i el 0,10% en l'anàlisi de calor, segons ASTM A240 i A312 per a UNS S31609. Si es llegeix 0,030% o menys, heu rebut 316L; si es llegeix per sobre del 0,10% tampoc és 316H. Per a la certificació dual segons EN 1.4919, la intersecció és encara més estreta: carboni 0,04-0,08%, molibdè 2,0-2,5%, níquel 12,0-14,0%, sofre Menor o igual a 0,015%.

 

9. 316H, 321H o 347H per a un sobreescalfador de caldera?

Depèn de la temperatura i la química. A uns 600 graus C amb gasos de combustió que contenen sofre o clorur, el molibdè 316H li dóna avantatge. De 600 a 700 graus C amb el cicle tèrmic, l'estabilització de titani de 321H redueix el risc de sensibilització. Per sobre de 700 °C, 347H amb estabilització de niobi és la resposta convencional, i per sobre d'aproximadament 650 °C en una unitat ultra-supercrítica, la conversa es trasllada a HR3C o Super 304H. El cost fa un seguiment de la mateixa comanda: TP304H de referència, TP321H aproximadament 1,1-1,2x, TP316H aproximadament 1,2-1,3x, TP347H aproximadament 1,3-1,5x.

 

10. El 316H és magnètic?

El recuit 316H és essencialment no magnètic. El treball en fred i la soldadura generen martensita induïda per la tensió, i la permeabilitat relativa pot augmentar al voltant d'1,5 prop de regions molt deformades o en el metall de soldadura. Una prova d'imant no és un criteri d'acceptació vàlid per a 316H i generarà rebuigs falsos. Si la signatura magnètica és important, especifiqueu una permeabilitat relativa mesurada amb un límit i un lloc de mesura definits.

 

11. Puc substituir 316/316L amb doble certificació per 316H?

No. La placa o la canonada amb certificació dual compleix la composició 316 i la composició 316L, és a dir, carboni al 0,030% o inferior més la força de 316. No té un mínim de carboni, la qual cosa significa que no té una resistència a la fluència garantida. Tots els fulls de dades principals del molí marquen el producte amb doble certificació com a inacceptable per al servei d'alta temperatura, i comprar-lo per a una aplicació 316H elimina l'única raó per la qual existeix el grau.

 

12. Per què s'esquerda el metall de soldadura 316H?

El metall de soldadura austenític d'alt carboni és més propens a la solidificació i el trencament en calent que l'equivalent baix en carboni, perquè el carboni addicional amplia el rang de congelació i promou eutèctics de baixa fusió als límits del gra. Les mitigacions són procedimentals: dipositar amb un petit contingut equilibrat de ferrita al metall de soldadura (normalment 3-8 FN), mantenir l'entrada de calor baixa i la velocitat de desplaçament estable, utilitzar la tècnica de corda en lloc de passes de teixit ample, controlar la temperatura entre passades i qualificar el procediment sobre el gruix real en lloc d'extrapolar a partir de proves de secció prima.