Nerezová ocel SUS316L vs 304L: Chloridová koroze

Úvod: Dvě-nízkouhlíkové austenitické prvky, jeden kritický rozdíl

SUS316L (UNS S31603) a SUS304L (UNS S30403) jsou nízkouhlíkové -verze dvou nejběžnějších austenitických nerezových ocelí. Oba obsahují uhlík na maximum 0,030 procenta, což zabraňuje vysrážení karbidu chrómu během svařování. Rozhodujícím rozdílem je molybden: 316L obsahuje 2,0 až 3,0 procenta, 304L neobsahuje žádné. Tento jediný přídavek mění korozní chování v chloridovém provozu více než jakýkoli jiný faktor.

Porovnání chemického složení

Prvek (hmotn. %)	304L (ASTM A240)	316L (ASTM A240)
uhlík (C)	max. 0,030	max. 0,030
mangan (Mn)	max. 2,00	max. 2,00
fosfor (P)	0,045 max	0,045 max
síra (S)	max. 0,030	max. 0,030
křemík (Si)	0,75 max	0,75 max
Chrom (Cr)	17.50 - 19.50	16.00 - 18.00
nikl (Ni)	8.00 - 12.00	10.00 - 14.00
molybden (Mo)	-	2.00 - 3.00
dusík (N)	0,10 max	0,10 max
železo (Fe)	Váhy	Váhy

Porovnání mechanických vlastností (žíhané)

Vlastnictví	304L	316L
Pevnost v tahu	485 MPa min	485 MPa min
Mez kluzu (0,2% offset)	170 MPa min	170 MPa min
Prodloužení	40 % min	40 % min
Tvrdost	201 HB max	217 HB max

Proč na molybdenu záleží: PREN a chloridový útok

Ekvivalentní číslo odolnosti proti důlkové korozi (PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) odhaduje odolnost vůči lokalizovanému napadení chloridy. V typickém složení středního-rozsahu je 304L přibližně 19, zatímco 316L dosahuje 24 až 26. V praxi to znamená, že 316L toleruje vyšší koncentrace chloridů, vyšší teploty a agresivnější geometrie štěrbin, než začne důlková nebo štěrbinová koroze. Molybden také zvyšuje odolnost proti koroznímu praskání pod napětím v horkém chloridovém médiu a proti napadení zředěnými kyselinami sírovou, fosforečnou a organickými.

Aplikace

304L: zpracování potravin, mlékárna, pivovar, farmaceutické vodní systémy, architektura, skladování jemných chemikálií

316L: vybavení vystavené mořské vodě-, odsolovací zařízení, pobřežní architektura, chemické reaktory, celulóza a papír, nádoby pro farmaceutické bioprocesy, výměníky tepla s chladicí vodou

Cena a dostupnost

316L má vyšší cenu než 304L kvůli molybdenu a vyššímu obsahu niklu. Tam, kde prostředí není chloridové-ložisko, je 304L ekonomickou volbou; tam, kde existuje riziko důlkové koroze, je prémie za 316L mnohem levnější než selhání koroze.

Jak si vybrat

Zkontrolujte koncentraci chloridů, teplotu a přítomnost štěrbin v návrhu. Pokud chloridy překračují zhruba několik stovek ppm při okolní teplotě nebo pokud služba zahrnuje mořskou vodu, specifikujte 316L. Pokud jsou média organická nebo mírně kyselá bez chloridů, postačí 304L. Pro velmi náročný provoz s chloridy by měly být vyhodnoceny duplexní nebo super{5}}austenitické třídy.

FAQ

1. Co znamená L v 304L a 316L?

L znamená nízkouhlíkové, s maximálním obsahem uhlíku 0,030 procenta, což zabraňuje senzibilizaci a mezikrystalové korozi po svařování.

2. Je 316L vždy lepší než 304L?

Ne vždy. Oba mají téměř totožné mechanické vlastnosti. 316L je lepší pouze tam, kde jsou přítomny chloridy nebo procesní kyseliny; jinde je 304L adekvátní a levnější.

3. Jaká je PREN u 304L a 316L?

Při použití středních-složení je 304L asi 19 a 316L asi 24 až 26. Přesná hodnota závisí na certifikovaném chemickém složení tepla.

4. Může 316L nahradit 304L ve všech aplikacích?

Mechanicky ano, protože požadavky na tah a výtěžnost jsou stejné, ale stojí to víc. Výměna je opodstatněná, pokud to vyžaduje odolnost proti korozi, nikoli jako všeobecné pravidlo.

5. Potřebují oba druhy tepelné zpracování po-svaření?

Ne. Maximální obsah uhlíku 0,030 procenta umožňuje použití svařovaných profilů ve-svařovaném stavu pro většinu služeb.

6. Která třída lépe odolává praskání korozí pod napětím?

316L funguje lépe než 304L proti chloridovému koroznímu praskání, i když ani jeden není plně imunní; v náročném provozu SCC jsou standardní odpovědí duplexní nerezové oceli.