|
صفيحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317 عبارة عن سبيكة أوستنيتي مصممة للبيئات التي تكون فيها الدرجات القياسية قاصرة ببساطة. يوفر محتواه المرتفع من الموليبدينوم والكروم مقاومة فائقة للتنقر وتآكل الشقوق وهجوم الكلوريد - مما يجعله المادة المفضلة للمعالجة الكيميائية واللب والورق والتطبيقات البحرية. |
ما هو 317 الفولاذ المقاوم للصدأ؟
317 الفولاذ المقاوم للصدأعبارة عن سبيكة أوستنيتي-عالية الأداء تحتوي على مستويات أعلى من الكروم والنيكل والموليبدينوم مقارنة بدرجات 304 أو 316 الأكثر شيوعًا. إن إضافة ما لا يقل عن 3% موليبدينوم - مقارنة بـ 2% في الدرجة 316 - هي السمة المميزة لها، مما يؤدي إلى تحسين كبير في مقاومة التآكل والتآكل في الشقوق في محامل الهاليد - والبيئات الحمضية.
في شكل لوحة، يتم استخدام 317 على نطاق واسع لتصنيع أوعية الضغط، وأغلفة المبادلات الحرارية، وأجهزة غسل الغاز، والهضم، والبطانات الهيكلية حيث يكون عمر الخدمة الطويل في الوسائط العدوانية متطلبًا أساسيًا. كما أن بنيتها الدقيقة الأوستنيتي بالكامل تجعلها غير-مغناطيسية وقابلة للحام بسهولة بدون المعالجة الحرارية بعد-للحام في معظم التطبيقات.
التركيب الكيميائي
التركيب الكيميائي للوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317 يتوافق مع ASTM A240. العناصر الرئيسية ونطاقاتها المحددة هي كما يلي:
|
عنصر |
النطاق المحدد |
دور في الأداء |
|
الكروم (الكروم) |
18.0–20.0% |
تشكيل الفيلم السلبي. مقاومة التآكل العامة |
|
النيكل (ني) |
11.0–15.0% |
مثبت الأوستينيت المتانة والليونة |
|
الموليبدينوم (مو) |
3.0–4.0% |
مقاومة التآكل والشقوق |
|
الكربون (ج) |
أقل من أو يساوي 0.08% |
قوة؛ يتم التحكم فيها لتقليل التحسس |
|
المنغنيز (من) |
أقل من أو يساوي 2.00% |
الاستقرار الأوستينيت. إزالة الأكسدة |
|
السيليكون (سي) |
أقل من أو يساوي 0.75% |
إزالة الأكسدة. مقاومة الأكسدة العالية لدرجات الحرارة |
|
الفوسفور (ف) |
أقل من أو يساوي 0.045% |
النجاسة التي تسيطر عليها |
|
الكبريت (S) |
أقل من أو يساوي 0.030% |
النجاسة التي تسيطر عليها |
|
الحديد (الحديد) |
توازن |
المعدن الأساسي |
|
يعد محتوى الموليبدينوم 3-4% في الدرجة 317 أعلى بكثير من 2-3% الموجودة في الدرجة 316. ويترجم هذا الاختلاف مباشرة إلى رقم مكافئ لمقاومة التنقر (PREN) أعلى، مما يوفر حماية أفضل بشكل قابل للقياس ضد التنقر الناجم عن الكلوريد - - وهو أحد أكثر أوضاع الفشل شيوعًا في معدات الفولاذ المقاوم للصدأ. |
الخواص الميكانيكية
تلبي ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 317 في الحالة الملدنة الحد الأدنى من المتطلبات الميكانيكية التالية لكل ASTM A240:
|
قوة الشد أكبر من أو يساوي 515 ميجا باسكال (أكبر من أو يساوي 75 كيلو باسكال) |
قوة الخضوع (0.2%) أكبر من أو يساوي 205 ميجاباسكال (أكبر من أو يساوي 30 كيلو باسكال) |
|
استطالة أكبر من أو يساوي 40% في قياس 50 ملم |
صلابة (برينل) أقل من أو يساوي 217 HB روكويل أقل من أو يساوي 95 HRB |
تعكس هذه القيم حالة التسليم الملدن (المحلول -المُعالج). مثل جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، لا يمكن تصلب الدرجة 317 عن طريق المعالجة الحرارية - ويتم تحقيق زيادات في القوة من خلال العمل البارد. تؤكد قيمة الاستطالة العالية (أكبر من أو تساوي 40%) ليونة ممتازة، مما يبسط عمليات التشكيل والثني والضغط أثناء التصنيع.
الخصائص الفيزيائية
|
ملكية |
قيمة |
|
كثافة |
7.98 جم/سم³ (0.288 رطل/بوصة³) |
|
نطاق الذوبان |
1375-1400 درجة (2507-2552 درجة فهرنهايت) |
|
الموصلية الحرارية (عند 100 درجة) |
~14.4 W/(m·K) |
|
معامل التمدد الحراري |
16.5 ميكرومتر/(م·درجة ) (20–100 درجة ) |
|
المقاومة الكهربائية |
~740 nΩ·m |
|
معامل المرونة |
193 جيجا باسكال (28000 كيلو لكل بوصة مربعة) |
|
النفاذية المغناطيسية |
غير -مغناطيسي (μ ≈ 1.02) |
مقاومة التآكل
مقاومة التآكل هي الميزة المميزة للوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317، وهي مرتبطة مباشرة بمحتوى الموليبدينوم المرتفع في السبيكة.
تأليب والشقوق التآكل
تحقق الدرجة 317 رقمًا مكافئًا لمقاومة التنقر (PREN) يبلغ حوالي 30-33، مقارنة بحوالي 25-27 للصف 316. ويعني الرقم المكافئ لمقاومة التنقر (PREN) أن المادة يمكنها تحمل تركيزات ودرجات حرارة أعلى من الكلوريد قبل بدء التنقر. وهذا يجعل لوحة 317 مناسبة تمامًا لمعدات معالجة مياه البحر والمحلول الملحي ومركبات التبييض والكلوريد-التي تحتوي على تيارات عملية.
البيئات الحمضية والمخفضة
كما يعمل الموليبدينوم على تحسين مقاومة الأحماض المختزلة، وخاصة حمض الكبريتيك بتركيزات معتدلة وحمض الفوسفوريك. يتفوق أداء الدرجة 317 على كل من 304 و316 في هذه البيئات، مما يوفر فترات خدمة أطول وتكرارًا أقل للصيانة.
درجة حرارة عالية-أكسدة
يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ 317 على طبقة الأكسيد الواقية الخاصة به حتى 870 درجة (1600 درجة فهرنهايت) تقريبًا في الخدمة المستمرة. بالنسبة للخدمة المتقطعة، يبلغ الحد الأعلى العملي حوالي 925 درجة (1700 درجة فهرنهايت). وبعيدًا عن درجات الحرارة هذه، قد يحدث تحسس أو تحجيم، ويجب أخذ درجات أعلى من السبائك في الاعتبار.
317 مقابل 316 الفولاذ المقاوم للصدأ: الاختلافات الرئيسية
كثيرًا ما يواجه المهندسون الاختيار بين 317 و316 لوحة. كلاهما درجات الأوستنيتي ممتازة، ولكن مظاريف أدائها تختلف بطرق ذات معنى:
|
الصف 316 – 2-3% موليبدينوم – PREN تقريبًا. 25–27 - انخفاض تكلفة المواد - توافر عالمي أوسع – مناسب للتعرض المعتدل للكلوريد - مقاومة جيدة للتآكل بشكل عام |
الصف 317 – 3-4% موليبدينوم - PREN تقريبًا. 30–33 - ارتفاع التكلفة الأولية – متفوق في خدمة الكلوريد العدوانية – مقاومة أفضل لتقليل الأحماض – يفضل لمصنع المواد الكيميائية ولب الورق/الورق |
|
عندما تشتمل ظروف التشغيل على محاليل كلوريد ساخنة، أو حمض الكبريتيك المخفف، أو تيارات تحتوي على مواد التبييض-، فإن الموليبدينوم الإضافي في 317 يبرر عادةً القسط - ليس فقط لأسباب تتعلق بالأداء، ولكن من خلال تقليل تكاليف الاستبدال ووقت التوقف عن العمل على مدار عمر خدمة المعدات. |
التصنيع وقابلية اللحام
يتم تصنيع لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317 بسهولة باستخدام الممارسات الأوستنيتي القياسية. تشمل المبادئ التوجيهية الرئيسية ما يلي:
لحاميتم تنفيذه باستخدام معادن حشو مطابقة مثل ER317L (لعمليات MIG/TIG) أو أقطاب كهربائية E317L. يوصى بشدة باستخدام متغيرات الحشو منخفضة الكربون "L"- لتقليل ترسيب الكربيد في المنطقة المتأثرة بالحرارة-، والحفاظ على مقاومة التآكل بالقرب من وصلة اللحام. التلدين اللاحق للحام - غير مطلوب لمعظم سماكات الصفائح عند استخدام حشوات من الدرجة L-.
عمليات التشكيل على البارديتم تنفيذ - الثني، والدحرجة، والتشكيل بالضغط - باستخدام نفس المعدات المستخدمة في 316، على الرغم من أنه ينبغي مراعاة معدل تصلب العمل الأعلى قليلاً في الصف 317-. تتطلب عملية التصنيع أدوات حادة، وسرعات قطع معتدلة، ومبرد فعال لتجنب تصلب سطح القطع.
التطبيقات النموذجية
يتم تحديد لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317 حيثما تكون لوحة الدرجة 316 هامشية - خاصة في البيئات التي تجمع بين الكلوريدات والأحماض ودرجات الحرارة المرتفعة. تشمل التطبيقات التمثيلية ما يلي:
أوعية العمليات الكيميائية
هاضمات اللب والورق
إزالة الكبريت من غاز المداخن
مبادلات حرارية لمياه البحر
معدات مصنع التبييض
المفاعلات الصيدلانية
سطح المنصة البحرية
التعامل مع حمض الكبريتيك
مصنع الأصباغ والنسيج
معدات تجهيز الأغذية
أنظمة العادم البحرية
قذائف أوعية الضغط
النماذج والمعايير المتاحة
يتم إنتاج ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 317 وفقًا للمعايير الرئيسية التالية. اطلب دائمًا تقارير اختبار المطاحن المعتمدة (MTRs) التي تؤكد الامتثال للمواصفات المعمول بها:
|
معيار |
نِطَاق |
|
أستم A240 |
ألواح وصفائح وأشرطة من الكروم والكروم-من الفولاذ المقاوم للصدأ مصنوعة من النيكل لأوعية الضغط |
|
أستم A480 |
المتطلبات العامة للألواح والصفائح والأشرطة المسطحة-المدرفلة من الفولاذ المقاوم للصدأ |
|
أسمي سا-240 |
رمز أوعية الضغط ASME يعادل ASTM A240 |
|
إن 10028-7 |
منتجات أوروبية مسطحة لأغراض الضغط - ستانلس ستيل |
الأسئلة المتداولة
س: هل الفولاذ المقاوم للصدأ 317 أفضل من 316؟
ج: في البيئات التي تحتوي على تركيزات أعلى من الكلوريد، أو الأحماض المختزلة، أو الوسائط الكيميائية الأكثر عدوانية، نعم يتفوق - 317 على 316 بسبب محتواه العالي من الموليبدينوم. بالنسبة للتطبيقات القياسية ذات التعرض المعتدل للتآكل، غالبًا ما يكون 316 كافيًا وأكثر اقتصادا.
س: ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ 317L؟
ج: 317L هو الإصدار-منخفض الكربون من الدرجة 317، حيث يقتصر الكربون على 0.03% كحد أقصى. يقلل محتوى الكربون المنخفض بشكل كبير من خطر التحسس (ترسيب الكربيد عند حدود الحبوب) أثناء اللحام، مما يحافظ على مقاومة التآكل في المنطقة المتأثرة بالحرارة-دون الحاجة إلى التلدين بعد اللحام-.
س: هل 317 الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي؟
ج: في حالة التلدين، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 317 غير مغناطيسي بشكل أساسي (النفاذية المغناطيسية ≈ 1.02). يمكن أن يؤدي العمل البارد إلى كمية صغيرة من التشوه الناتج عن المارتنسيت-، مما يجعل المناطق المشغولة بكثافة مغناطيسية قليلاً - لكن المادة تظل أقل مغناطيسية بكثير من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك أو المارتنسيت.
س: هل يمكن استخدام ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 317 في درجات حرارة عالية؟
ج: يمكن استخدام الدرجة 317 في الخدمة المستمرة حتى 870 درجة تقريبًا (1600 درجة فهرنهايت). بالنسبة لدرجات الحرارة التي تتجاوز ذلك، يجب أن يؤخذ نطاق ترسيب الكربيد (حوالي 425-870 درجة) في الاعتبار في التصميم - باستخدام 317L أو تحديد محلول التلدين بعد التصنيع مما يخفف من مخاطر التحسس في هذا النطاق.
إخلاء المسؤولية: تعتمد البيانات المقدمة في هذه الوثيقة على التكوين القياسي ونطاقات الخصائص وفقًا لمعيار ASTM A240 والمصادر المرجعية الصناعية. قد تختلف الخصائص الفعلية حسب الحرارة وشكل المنتج وحالة المعالجة. يجب أن تشير جميع التطبيقات المهمة إلى المعايير المعمول بها حاليًا وتقارير اختبار المواد المعتمدة. هذا المحتوى مخصص للإرشادات الهندسية العامة فقط.
