Edelstahlplatte 304 vs. 316: Chemische Zusammensetzung und Schweißbarkeit für die Herstellung von Druckbehältern

Bei beiden Güten handelt es sich um austenitische Chrom-Nickel-Edelstähle, und beide sind in ASTM A240 für Druckbehälterplatten gelistet. Der gesamte Unterschied ist auf ein Element zurückzuführen: Molybdän. 316 trägt 2,00 bis 3,00 Prozent davon und 304 trägt keines. Diese einzelne Zeile im Prüfzertifikat des Werks ändert das Chlorid-Lochfraßverhalten, ändert den anzuwendenden interkristallinen Korrosionstest, ändert den Preis und – wenn Sie nach ASME Abschnitt VIII konstruieren – ändert sich fast nichts am Schweißverfahren. Dieser Leitfaden trennt die Chemie, auf die es ankommt, von der Chemie, die im Marketing steckt.

Was ist der Unterschied zwischen Edelstahlplatten 304 und 316?

Ein Element: Molybdän. 316 und 316L enthalten 2,00 bis 3,00 Prozent Molybdän und 304 und 304L enthalten kein Molybdän. Chrom- und Nickelbereiche bewegen sich leicht in die entgegengesetzte Richtung - 304 hat den höheren Chrombereich, 316 den höheren Nickelbereich – und die kohlenstoffarmen Varianten beider begrenzen den Kohlenstoff auf 0,030 Prozent. Alles, was Ihnen im Service und in der Schweißnaht wichtig ist, ergibt sich aus diesen vier Zeilen.

Der schnellste Weg, eine Spezifikation zu lesen, besteht darin, nicht mehr darüber nachzudenken304Und316Betrachten Sie sie als zwei verschiedene Materialien und beginnen Sie, sie als ein einziges Material mit einer Legierungsoption zu betrachten. Beide sind austenitisch, was bedeutet, dass beide bei Raumtemperatur eine kubisch-flächenzentrierte Kristallstruktur aufweisen, beide im geglühten Zustand nicht magnetisch sind, beide nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden können und beide bis zu kryogenen Temperaturen zäh sind. Die Edelstahl-Grundlagen der Serie 300 sind für beide Qualitäten identisch.

ASTM A240 / ASME SA-240 chemische Anforderungen, Gewichtsprozent

Zwei Details in dieser Tabelle überraschen die Leute. Erstens hat 304 einen höheren Chromgehalt von - 17.5 bis 19,5 Prozent gegenüber 16,0 bis 18,0 Prozent für 316. Die zusätzliche Korrosionsbeständigkeit von 316 bedeutet nicht mehr Chrom; es ist das Molybdän. Zweitens sind die Nickelbereiche breit genug, dass eine gegebene Charge von 316 fast so nickelreich sein kann wie viele nickelhaltige Spezialsorten, was einer der Gründe dafür ist, dass der Molybdänzuschlag allein den Preisunterschied nicht erklärt.

Spezifizieren Sie sich anhand der Wärmeanalyse auf dem Mühlentestzertifikat, niemals anhand der typischen Werte, die in einer Mühlenbroschüre abgedruckt sind.

Eine 316-Schmelze mit 2,02 Prozent Molybdän und eine mit 2,95 Prozent sind beide in der Spezifikation und verhalten sich in einer heißen Chloridspalte nicht gleich. Wenn das Schiff in einem Betrieb eingesetzt wird, bei dem Lochfraß der entscheidende Mechanismus ist, geben Sie in der Bestellung als zusätzliche Anforderung einen Molybdängehalt von mindestens 2,5 Prozent an.

Wie verändert Molybdän das Korrosionsverhalten von 316-Platten?

Molybdän verlangsamt die Entstehung und das frühe Wachstum von Gruben- und Spaltenangriffen in chloridhaltigen Umgebungen. Dies geschieht durch die Anreicherung des Passivfilms und der Lösung innerhalb einer wachsenden Grube, wodurch die lokale Chemie weniger aggressiv wird und der Oberfläche mehr Zeit zur Repassivierung gegeben wird. Es macht 316 nicht immun und erkauft keine Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse.

Edelstahl schützt sich durch einen wenige Nanometer dicken Chromoxidfilm. In chloridhaltigem Wasser wird dieser Film an Schwachstellen angegriffen – einem Einschluss, einem Kratzer, einem Sulfidstreifen – und es entsteht eine Grübchenbildung. Sobald eine Grube geöffnet ist, wird die darin enthaltene Chemie sauer und konzentriert sich in Chlorid, und die Grube gräbt sich schneller als zu Beginn. Molybdän greift an zwei Stellen ein: Molybdatspezies im Film erschweren den Abbau überhaupt, und aus dem Metall in einer aktiven Grube gelöstes Molybdän puffert den lokalen Säuregehalt und hilft der Grubenwand, sich zu repassivieren, bevor sie sich selbst trägt.

Wo das Molybdän in 316 hilft und wo nicht

Das teuerste Missverständnis in dieser Tabelle ist die Zeile mit der Spannungsrisskorrosion durch Chlorid. Molybdän hilft nicht. Ein 316-Schiff unter Isolierung an einem Küstenstandort kann von außen nach innen genauso schnell reißen wie ein 304-Schiff, weil der Mechanismus Chloride, Sauerstoff, Zugspannung und eine Temperatur über etwa 60 °C erfordert – und Molybdän nichts davon verändert. Die Lösung besteht in einer Beschichtung, einer chloridarmen Isolierung und darin, das Metall trocken zu halten. Wenn Sie möchten, dass das Schiff diesen Einsatz im blanken Metall übersteht, dann brauchen Sie esDuplex 2205oder ein höher legiertes Material.

Was sind die PREN-Werte 304 und 316 und was sagen sie eigentlich voraus?

Unter Verwendung von PREN=Prozent Cr + 3.3 x Prozent Mo + 16 x Prozent N liegt typischer 304 bei etwa 18 bis 20 und typischer 316 bei etwa 23 bis 26. Das ist ein tatsächlicher Rangunterschied von etwa 25 Prozent und eine nützliche Methode zum Vergleichen von Schmelzen – PREN wurde jedoch für Duplex- und hochlegierte rostfreie Stähle entwickelt und validiert und ist für sich genommen keine Konstruktionszahl für einen Druck Schiff.

Der Molybdänkoeffizient von 3,3 ist der Grund für die Lücke: Bei 2,1 Prozent Molybdän trägt dieser Term allein etwa 6,9 Punkte bei und gleicht damit das Chromdefizit mehr als aus. Auch Stickstoff trägt dazu bei, weshalb 316LN – die stickstofflegierte Variante – bei gleichem Molybdängehalt über normalem 316L liegt. SehenEdelstahl 316LNfür die stickstoffverstärkte Variante.

PREN ging von typischen Wärmeanalysen aus

Was PREN Ihnen nicht sagt, ist genauso wichtig. Es sagt nichts über die kritische Spalttemperatur aus, die immer niedriger ist als die kritische Lochfraßtemperatur und die Zahl ist, die einen abgedichteten Flansch oder eine Überlappungsverbindung bestimmt. Es sagt nichts über Schweißgut aus, bei dem eine Entmischung während der Erstarrung dazu führen kann, dass das letzte Metall mit einer anderen Zusammensetzung als die Masse gefriert. Dabei handelt es sich um einen Rangindex und nicht um einen Schwellenwert: Ein PREN von 24 sagt nichts über die Chloridkonzentration oder Temperatur aus, bei der ein bestimmtes Schiff in die Grube gerät. Dazu benötigen Sie gemessene kritische Lochfraßtemperaturdaten für die tatsächliche Umgebung oder eine Servicehistorie.

Warum entscheidet der Kohlenstoffgehalt darüber, ob Sie 304L- oder 316L-Platten kaufen?

Denn Kohlenstoff ist der Grund dafür, dass eine Schweißnahtwärmeeinflusszone ihre Korrosionsbeständigkeit verliert. Oberhalb von etwa 0,03 Prozent Kohlenstoff ist genug davon vorhanden, um sich mit Chrom zu verbinden und Chromkarbid an den Korngrenzen auszuscheiden, wenn das Metall 425 bis 815 °C durchläuft. Das Karbid zieht Chrom aus dem Metall unmittelbar um es herum, das Metall fällt unter den etwa 12 Prozent Chrom, der benötigt wird, um rostfrei zu bleiben, und die interkristalline Korrosion hat einen Weg, dem sie folgen muss.

Eine Schweißung bewirkt in der Wärmeeinflusszone die gleiche Wirkung wie eine Wärmebehandlung. Wenige Millimeter von der Schmelzlinie entfernt wird Metall in den Karbid-Ausscheidungsbereich erhitzt und dort lange genug gehalten, um Materie zu bilden, und dann abgekühlt. Bei einer Mehrlagenschweißung in dickem Blech wird die Zone mehrmals nachgewärmt. Bei einer Sorte mit 0,06 Prozent Kohlenstoff kann die Ausfällung von Chromkarbid in der Nähe von 675 °C innerhalb von Minuten beginnen. Bei einer Sorte mit 0,02 Prozent Kohlenstoff erzeugt derselbe thermische Zyklus kein kontinuierliches Karbidnetzwerk, da einfach nicht genügend Kohlenstoff in Lösung vorhanden ist, um eines zu bilden.

Kohlenstoff, Sensibilisierung und die praktische Konsequenz

Die L-Klasse ist kein kostenloses Mittagessen. Seine Streckgrenze beträgt 170 MPa gegenüber 205 MPa bei der geraden Sorte, und Abschnitt II Teil D listet seine zulässige Spannung bei 16,7 ksi gegenüber 20,0 ksi auf. Für die Schweißbarkeit zahlen Sie etwa 17 Prozent der Konstruktionsfestigkeit. Und die Ausnahme ist nicht dauerhaft: Halten Sie eine L-Klasse jahrelang zwischen etwa 500 und 800 °C, und es kommt immer noch zu einer Sensibilisierung, ein Phänomen, das als Niedrigtemperatursensibilisierung bezeichnet wird. Das ist wichtig für Schiffe, die warm laufen, und es ist einer der Gründe, warum 316H existiert – sieheEdelstahl 316Hfür die kohlenstoffreiche Variante.

Was ist eine doppelt zertifizierte 304/304L- oder 316/316L-Platte und hilft sie?

Doppelt zertifiziertes Blech ist ein einzelnes Blech, das alle Anforderungen sowohl der geraden Güteklasse als auch der L-Güteklasse erfüllt – Kohlenstoff bei 0,030 Prozent oder weniger und Zug- und Streckgrenze bei den geraden Güteklassen-Mindestwerten. Es handelt sich heute um die standardmäßige Art und Weise, wie Mühlen rostfreie Bleche liefern, und ermöglicht es, mit einem Lagerartikel sowohl eine Schweißspezifikation der L-Klasse als auch eine zulässige Ausführung mit gerader Qualität zu erfüllen.

Hier gibt es keinen metallurgischen Trick. Bei der Schmelze handelt es sich lediglich um eine kohlenstoffarme Schmelze, die zufällig auch oberhalb der reinen mechanischen Mindestwerte getestet wurde, was bei den meisten modernen Schmelzen der Fall ist, sobald der Stickstoff kontrolliert wird. Die Mühle zertifiziert beide Spezifikationen und das Zertifikat listet beide auf.

Was Ihnen die Doppelzertifizierung bietet und was nicht

Für einen Behälter, der geschweißt wird und nicht im Hochtemperatur-Kriechbetrieb eingesetzt wird, geben Sie doppelt zertifiziertes Material 304/304L oder 316/316L an und konstruieren Sie es gemäß der geraden Güteklasse, die zulässig ist, wenn Ihr autorisierter Prüfer zustimmt. Dies ist der günstigste Weg, um eine Schweißbarkeit der L-Klasse zu erreichen, ohne auf 17 Prozent der zulässigen Spannung zu verzichten. Vergewissern Sie sich, dass das Zertifikat einen Kohlenstoffgehalt von 0,030 Prozent oder weniger aufweist, bevor Sie es akzeptieren, und stellen Sie sicher, dass dies der Fall istKaufratgeber für EdelstahlplattenAnforderungen an die Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit sind in der Bestellung festgeschrieben.

Welche mechanischen Eigenschaften haben 304- und 316-Platten gemäß ASTM A240?

304 und 316 sind identisch: 515 MPa (75 ksi) Mindestzugfestigkeit, 205 MPa (30 ksi) Mindeststreckgrenze 0,2 Prozent, 40 Prozent Mindestdehnung. 304L und 316L sind ebenfalls identisch und niedriger: 485 MPa (70 ksi) Zugfestigkeit und 170 MPa (25 ksi) Streckgrenze. Molybdän verändert das Korrosionsverhalten; es ändert nichts an der Stärke. Der einzige mechanische Unterschied im gesamten Vergleich ist der durch Kohlenstoff verursachte.

Mindestens mechanische Eigenschaften nach ASTM A240, geglühter Zustand

Die letzten beiden Reihen sind diejenigen, die in der Werkstatt wichtiger sind als auf der Zeichnung. Austenitischer Edelstahl leitet etwa ein Drittel so viel Wärme wie Kohlenstoffstahl und dehnt sich bei gleichem Temperaturanstieg um etwa 40 bis 50 Prozent mehr aus. Diese beiden Tatsachen zusammen sind der Grund dafür, dass sich ein rostfreier Behälter in einer Weise verformt, wie dies bei einem Behälter aus Kohlenstoffstahl mit identischer Geometrie nicht der Fall ist. Sie gelten auch für 304 und für 316 -. Wenn Sie zwischen den Qualitäten wählen, ändert sich Ihr Verformungsproblem nicht.

Welche Qualität ergibt einen dünneren und günstigeren Druckbehältermantel?

Weder . 304 noch 316 weisen bei Umgebungstemperatur die gleiche zulässige ASME-Belastung auf, daher ist die berechnete Schalendicke gleich. Was sich in der Dicke ändert, ist die Carbon-Variante: Durch die Konstruktion auf 304L oder 316L bei 16,7 ksi anstelle von 304 oder 316 bei 20,0 ksi ist die Schale etwa 20 Prozent dicker. Molybdän sorgt für Korrosionsbeständigkeit; es erkauft überhaupt keine Kraft.

Arbeiten Sie es durch eine repräsentative Shell. Nehmen wir einen Innendruck von 150 psi, einen Innenradius von 30 Zoll und eine doppelt geschweißte Stoßverbindung vom Typ 1 mit vollständiger Radiographie, was einen Verbindungswirkungsgrad von 1,0 pro UW-12 ergibt. Die UG-27-Gleichung für die Längsverbindung lautet t=PR / (SE - 0.6P).

Bearbeitete UG-27-Schalenberechnung: P=150 psi, R=30 in, E=1.00

Die zulässige Spannung selbst wird für jede Zeile in dieser Tabelle auf die gleiche Weise abgeleitet. Abschnitt II Teil D legt S als den niedrigeren von zwei Bruchteilen der angegebenen Mindesteigenschaften bei Temperatur fest: zwei Drittel der Streckgrenze und ein 3,5tel der Zugfestigkeit. Bei Umgebungstemperatur ergibt das 2/3 x 30=20.0 ksi gegenüber 75 / 3.5=21.4 ksi für die geraden Grade, also 20,0 maßgebend; und 2/3 x 25=16.7 ksi gegenüber 70 / 3.5=20.0 ksi für die L-Klassen, also 16,7 maßgebend. Oberhalb von etwa 540 °C übernehmen die Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften die Oberhand und die beiden Familien weichen voneinander ab. Lesen Sie daher Tabelle 1A für die genaue Sorte und Auslegungstemperatur, anstatt zu interpolieren.

Die praktische Erkenntnis ist, dass die Carbon-Variante eine Designvariable darstellt, Molybdän jedoch nicht. Wenn Ihr Schiff auf 304L ausgelegt ist und Sie dann aus Korrosionsgründen auf 316L umsteigen, bleibt die Schalendicke unverändert und die einzige Rechnung, die sich ändert, ist der Plattenpreis. Wenn Sie von 316 auf 316L wechseln, wächst die Schale um etwa ein Fünftel. Bestätigen Sie die Fugeneffizienz, auf die Sie Anspruch haben, unter UW-12, bevor Sie die Wand fertigstellen, da eine vollständige Radiographie bei E=1.00 mehr Material wert ist, als die Wahl der Güte normalerweise ist.

Bei welcher Temperatur sollten Sie die Verwendung von 304L oder 316L beenden?

Es gelten drei verschiedene Grenzwerte, wobei der niedrigste maßgebend ist. Die Sensibilisierung bei niedrigen Temperaturen beginnt im Langzeitbetrieb ab etwa 500 °C von Bedeutung zu sein, oberhalb von etwa 540 °C fällt die zulässige Spannung stark ab, wenn das Kriechen einsetzt, und molybdänhaltiges 316L ist im Bereich von 550 bis 900 °C das stärkere Sigma-anfällige Material. Bei anhaltenden Metalltemperaturen über etwa 540 °C wechseln Sie zu 304H oder 316H oder zu einer stabilisierten Qualität.

Temperaturgrenzen und was bei den einzelnen Bändern gilt

Die Sigma-Phase verdient eine Erwähnung, da sie sich speziell auf die Molybdän-Seite dieses Vergleichs bezieht. Sigma ist eine harte, spröde intermetallische Verbindung, die sich aus Ferrit im Bereich von etwa 550 bis 900 °C bildet und durch Molybdän beschleunigt wird. Im Grundmetall 316L gibt es normalerweise kein umzuwandelndes Ferrit, daher liegt das Risiko im Schweißgut, wo absichtlich eine Ferritzahl von 3 bis 10 angebracht wurde, um Heißrissbildung zu verhindern. Wenn ein 316L-Behälter in diesem Temperaturbereich betrieben werden soll, halten Sie den Ferritwert des Schweißguts am unteren Ende des empfohlenen Bereichs und halten Sie die Ferritzahl des Zusatzwerkstoffs niedrig.

Ist 316 besser als 304 für Chlorid-Spannungsrisskorrosion?

Nein. Dies ist der häufigste und teuerste Fehler bei der gesamten Entscheidung 304 vs. 316. Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Risse; Es verbessert nicht die Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse. Bei beiden Qualitäten kommt es zu Rissen, und ein 316-Behälter unter Isolierung an einem warmen, chloridhaltigen Standort wird auf die gleiche Weise versagen wie ein 304-Behälter.

Chlorid-Spannungskorrosionsrisse erfordern vier Dinge gleichzeitig: Chloride, gelösten Sauerstoff, Zugspannung und eine Temperatur über etwa 50 bis 60 °C. Wenn Sie etwas davon entfernen, kommt es nicht zu Rissen. Molybdän hat auf keines der vier Auswirkungen. Was sich dadurch ändert, ist die Lochfraßbildung, die oft dem Riss vorausgeht, und in engen Laborfenstern, die den Schwellenwert leicht verschieben können – eine Verschiebung eines Laborschwellenwerts ist jedoch keine Genehmigungsgrundlage für einen Druckbehälter.

Was verhindert eigentlich Chlorid-Spannungskorrosionsrisse?

Wenn Sie die Materiallinie für ein Schiff schreiben, das isoliert und im Freien oder an einem Küstenstandort aufgestellt wird, geben Sie nicht 316 als Abhilfemaßnahme für äußere Chlorid-Spannungskorrosionsrisse ein. Schreiben Sie die Beschichtungsspezifikation, die Anforderungen an die chloridarme Isolierung und die Wetterschutzdetails sowie das Budget für deren Wartung auf. Die Materialverbesserung, die bei diesem Einsatz funktioniert, ist eine Änderung der Legierungsfamilie, keine Änderung innerhalb des 304- und 316-Paares.

Wie viel mehr kostet eine Platte 316 als eine Platte 304, und spielt das auf einem Schiff eine Rolle?

Für 316er-Platten gilt in der Regel ein Aufpreis von 25 bis 45 Prozent gegenüber 304er-Platten, was hauptsächlich auf die Zuschläge für Molybdän- und Nickellegierungen zurückzuführen ist. Bei einem fertigen Druckbehälter ist die Strafe geringer, als diese Lücke vermuten lässt, da das Blech nur einen Teil der Lieferkosten ausmacht und Schweißen, Prüfung und Wärmebehandlung für beide Qualitäten identisch sind.

Wo sich der Kostenunterschied zeigt und wo nicht

Die letzte Reihe ist kein Scherz. Wenn ein 304-Behälter ausfällt, weil sich herausstellt, dass der Prozess Chloride enthält, ist die Grundursache leicht zu finden und die Lösung – das Aufrüsten des Materials – ist unkompliziert. Wenn ein 316er-Behälter unter der Isolierung reißt, ist der Hersteller normalerweise der erste Verdächtige, auch wenn das Material diesem Mechanismus nie standhalten konnte. Die Prämie für 316 zu zahlen und sie dann zur Lösung eines Problems zu verwenden, das Molybdän nicht löst, ist das schlechteste von beiden Ergebnissen.

Für die Legierungsoptionen über dieses Paar hinaus:904L versus 254 SMO versus 316Ldeckt ab, wo die superaustenitischen Sorten die Oberhand gewinnen, undEdelstahl 904Lgibt die Zusammensetzung und Eigenschaften der am häufigsten verwendeten davon an.

Welches Zusatzmetall verwenden Sie für 304- oder 316-Platten?

Passen Sie die Qualität an und halten Sie den CO2-Ausstoß niedrig. Schweißen Sie 304 und 304L mit ER308L für GTAW und GMAW oder E308L für SMAW; Schweißen Sie 316 und 316L mit ER316L oder E316L. Nutzen Sie die silikonhaltigen Varianten für MSG, um die Benetzung zu verbessern. Beide unedlen Metalle befinden sich in der P-Nr. . 8-Gruppe 1 und alle diese Füllstoffe befinden sich in der F-Nr. . 6, sodass eine Verfahrensqualifizierungsstruktur die gesamte Familie abdeckt.

Füllstoffauswahl für 304- und 316-Plattenschweißnähte

Der Füllstoff ist bewusst nicht optimal auf das Grundmetall abgestimmt. ER308L enthält etwa 19,5 bis 22,0 Prozent Chrom gegenüber 17,5 bis 19,5 Prozent in der Platte, und ER316L enthält etwa 18,0 bis 20,0 Prozent Chrom gegenüber 16,0 bis 18,0 Prozent in der Platte. Diese Chromanreicherung ist es, die das Schweißgut auf den ferritisch-austenitischen Erstarrungspfad und nicht auf den vollständig austenitischen Erstarrungspfad bringt, was die nächste Frage ist – und es ist auch der Grund, warum eine mit dem falschen Zusatzwerkstoff aufgetragene Schweißnaht auf dem Röntgenbild perfekt aussehen und dennoch ein Rissproblem darstellen kann.

Die Qualifikationsstruktur ist beiden Jahrgangsstufen gemeinsam. ASME Abschnitt IX ordnet 304, 304L, 316 und 316L der P-Nr. . 8 Gruppe 1 zu, ordnet alle diese austenitischen rostfreien Füllstoffe der F-Nr. . 6 zu und deckt die Schweißmetallzusammensetzung unter dem A-Nummernsystem ab. Praktische Konsequenz: Durch die Qualifizierung eines Verfahrens auf 316L werden im Allgemeinen die wesentlichen Variablen für den Rest der Familie qualifiziert, weshalb sich die meisten Geschäfte auf 316L qualifizieren und nach unten arbeiten, anstatt jeden Grad einzeln zu qualifizieren.

Warum ist die Ferritzahl in austenitischem rostfreiem Schweißgut wichtig?

Denn nur eine kleine Menge Deltaferrit kann eine austenitische Schweißnaht vom Erstarrungsriss abhalten. Ziel ist eine Ferritzahl von 3 bis 10. Unterhalb von etwa 3 FN erstarrt das Schweißgut als grobe säulenförmige Austenitkörner mit verunreinigungsreichen Flüssigkeitsfilmen dazwischen und kann beim Abkühlen reißen; Oberhalb von etwa 10 FN kann sich der Ferrit im Warmbetrieb in die spröde Sigma-Phase umwandeln.

Ferrit ist magnetisch und Austenit nicht, weshalb die gesamte Messung mit einem kalibrierten Magnetmessgerät an der fertigen Schweißnaht durchgeführt werden kann. Die Ferritzahl wird durch AWS A4.2 definiert und ist nicht genau der Volumenprozentsatz – unter etwa 8 bis 10 liegen die beiden nahe beieinander, darüber weichen sie voneinander ab – was ein weiterer Grund dafür ist, dass das empfohlene Zielband dort liegt, wo es ist.

Ferrit-Zahlenbänder und was jedes einzelne bedeutet

Die Vorhersage vor dem Schweißen erfolgt mit dem WRC-1992-Konstitutionsdiagramm, das Chrom- und Nickeläquivalente verwendet, die aus der Zusammensetzung des verdünnten Schweißguts berechnet werden: Cr-Äquivalent entspricht Prozent Cr plus Prozent Mo plus 0,7-fachem Prozent Nb und Ni-Äquivalent entspricht Prozent Ni plus 35-fachem Prozent C plus 20-fachem Prozent N plus 0,25-fachem Prozent Cu. Der Stickstoffterm ist der Grund dafür, dass WRC-1992 das ältere Schaeffler-Diagramm für moderne kohlenstoffarme, stickstoffhaltige Wärme ersetzt hat.

Die vorhergesagte Ferritzahl ist eine Berechnung; Die gemessene Ferritzahl ist das Abnahmeprotokoll. Messen Sie es mit einem kalibrierten Instrument auf dem Verfahrensqualifizierungscoupon und erneut auf Produktionstestcoupons, wenn sich die Füllerwärme ändert. Beachten Sie auch, dass die Ausnahmen für kryogene Aufpralltests in UHA-51 ihre eigenen Ferritgrenzwerte haben, die unter dem Bereich von 3 bis 10 liegen. Wenn Ihr Schiff sowohl rissbeständige Schweißnähte als auch eine sehr niedrige Konstruktionstemperatur des Metalls benötigt, lösen Sie diesen Konflikt im PQR mit Ihrem autorisierten Prüfer, anstatt ihn erst zu entdecken, nachdem die Schweißnähte angebracht sind.

Benötigen Sie eine Wärmebehandlung vor oder nach dem Schweißen für die Schweißnähte von 304- und 316-Behältern?

Nein zu beidem im üblichen Sinne. Es gibt keinen Wasserstoff-Crack-Mechanismus, gegen den man vorwärmen könnte, da sich Austenit beim Abkühlen nicht in Martensit umwandelt und eine hohe Wasserstofflöslichkeit aufweist. Und im ASME-Abschnitt VIII-1 Tabelle UHA-32 heißt es, dass eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen für austenitischen rostfreien Stahl mit P-Nr. . 8 weder erforderlich noch verboten ist – es gibt überhaupt keinen Dickenauslöser.

Wärmebehandlung von austenitischen rostfreien Behälterschweißnähten

Die UHA-32-Position unterscheidet sich grundlegend von der Welt des Kohlenstoffstahls und überrascht die Hersteller. Für ein P-Nr. . 1-Kohlenstoffstahlgefäß gibt es einen harten Dickenschwellenwert von - 38 mm (1,5 Zoll) für die P-Nr. . 1-Gruppe 1 -, oberhalb dessen PWHT obligatorisch ist. Für austenitischen Edelstahl gibt es keinen Schwellenwert, keine Haltezeit und keine Mindesttemperatur. Wenn der Benutzer trotzdem eine Wärmebehandlung vorschreibt, ist der richtige Zyklus ein Lösungsglühen mit anschließender schneller Abkühlung und kein unterkritischer Spannungsabbau. Eine Spannungsentlastung bei 650 °C an einem aus Nicht-L-Blech geschweißten Behälter ist eine hervorragende Möglichkeit, die gesamte Wärmeeinflusszone zu sensibilisieren.

Eine wissenswerte Ausnahme bilden geformte Köpfe. Sowohl die Kaltumformung als auch jeder Warmumformzyklus verändern das Material, und stark kaltumgeformte austenitische Köpfe werden nach der Umformung häufig lösungsgeglüht, um die Spannung zu beseitigen und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. Dabei handelt es sich um eine formgebende Wärmebehandlung, nicht um eine PWHT-Schweißung, und sie findet statt, bevor der Kopf in die Schale geschweißt wird.

Wie verhindert man die Sensibilisierung in der Wärmeeinflusszone einer Gefäßschweißnaht?

Kontrollieren Sie zuerst den Kohlenstoff, dann Zeit und Temperatur. Bestellen Sie Material der Güteklasse L oder doppelt zertifiziertes Material, damit nicht genügend Kohlenstoff vorhanden ist, um ein kontinuierliches Karbidnetzwerk zu bilden. Halten Sie dann die Temperatur zwischen den Durchgängen niedrig und die Wärmezufuhr moderat, damit die HAZ so wenig Zeit wie möglich zwischen 425 und 815 °C verbringt. Wenn das Schiff jahrelang warm läuft, sollten Sie eine stabilisierte Güteklasse in Betracht ziehen, und wenn die Folgen hoch sind, überprüfen Sie dies mit einem ASTM A262-Test.

Es lohnt sich, den Mechanismus einmal zu verstehen, damit die Steuerung einen Sinn ergibt. Chromkarbid scheidet sich an den Korngrenzen aus, da Kohlenstoff schneller zur Korngrenze diffundiert als Chrom aus dem umgebenden Metall herausdiffundieren kann. Das gebildete Karbid ist reich an Chrom, sodass das schmale Metallband unmittelbar neben der Grenze erschöpft ist. Unterhalb von etwa 12 Prozent Chrom ist dieses Band nicht mehr rostfrei und löst sich in einer korrosiven Flüssigkeit bevorzugt auf, wobei ein kontinuierlicher intergranularer Pfad zurückbleibt. Der schnellste Niederschlag findet bei etwa 650 bis 750 °C statt, was genau innerhalb des Bereichs liegt, den eine Schweißnaht-HAZ durchdringt.

Sensibilisierungskontrollen in der Reihenfolge, in der sie angewendet werden sollten

Welche A262-Praxis genannt werden soll, hängt von der Note ab, und dies ist einer der wenigen Orte, an denen die Wahl zwischen 304 und 316 eine Testmethode wirklich verändert. Praxis B, der Eisensulfat-Schwefelsäure-Test, ist die geeignete Methode für molybdänhaltige austenitische Sorten, also spezifizieren Sie sie für 316 und 316L. Übung C, der Salpetersäure- oder Huey-Test, ist die herkömmliche Wahl für 304 und 304L. Übung A ist die schnelle Oxalsäureätzung, die für das Screening verwendet wird, und Übung E ist der Kupfer-Kupfersulfat-Schwefelsäure-Test, der verwendet wird, wenn eine allgemeine Beurteilung des Austenits erforderlich ist.

Warum verziehen sich austenitische Edelstahl-Schweißnähte stärker als Kohlenstoffstahl-Schweißnähte?

Zwei physikalische Eigenschaften, die für 304 und 316 gleich sind. Austenitischer Edelstahl leitet etwa ein Drittel so viel Wärme wie Kohlenstoffstahl, sodass die Schweißwärme in der Verbindung bleibt und sich nicht ausbreitet. und es dehnt sich pro Grad etwa 40 bis 50 Prozent mehr aus, sodass das gleiche Temperaturfeld eine höhere thermische Belastung erzeugt. Eine stärkere Dehnungskonzentration in einer engeren Zone bedeutet mehr Verformung, mehr Schrumpfung und mehr Eigenspannung.

Physikalische Eigenschaften, die das Herstellungsverhalten beeinflussen

Die Steuerung folgt direkt aus der Physik. Verwenden Sie eine moderate Wärmezufuhr anstelle der hohen Abschmelzraten, die Sie bei Kohlenstoffstahl verwenden würden. Verwenden Sie Trägerstäbe aus Kupfer oder Aluminium, um die Wärme aus der Wurzel abzuleiten. Verwenden Sie eine ausgewogene Schweißsequenz – Backstep oder symmetrisch –, damit die Schrumpfung verteilt und nicht akkumuliert wird. Befestigen Sie es an einer Stütze, wo es die Geometrie zulässt, und denken Sie daran, dass die Einspannung die Eigenspannung erhöht und gleichzeitig sichtbare Verformungen verringert.

Eine weitere Konsequenz ist spezifisch für dünnwandige Gefäße. Eine Schale unter etwa 6 mm ist eher durch die Steifigkeit als durch die Festigkeit begrenzt, sodass Verformung und Handhabungsschäden, nicht die UG-27-Berechnung, das praktische Minimum festlegen. Aus diesem Grund werden dünne austenitische Behälter in der Regel mit Versteifungsringen oder einer erhöhten Nennwand statt mit dem berechneten Minimum gebaut, und die Dickenführung erfolgt daherSo wählen Sie die Dicke der Edelstahlplatte ausist eine Lektüre wert, bevor Sie die Shell fertigstellen.

Welche Prüfung verlangt ASME Abschnitt VIII für austenitische rostfreie Behälterschweißnähte?

Radiographie pro UW-11 auf dem Niveau, das erforderlich ist, um die von Ihnen geplante Verbindungseffizienz zu erreichen, plus Flüssigkeitseindringprüfung an allen austenitischen Chrom-Nickel-Schweißnähten mit einer Nenndicke über 19 mm (3/4 Zoll), wie in UHA-34 gefordert. Wenn eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, erfolgt die Prüfung anschließend. Die Penetrationsanforderung ist eine austenitspezifische Regel ohne Äquivalent zu Kohlenstoffstahl.

Prüfungsanforderungen, die für 304- und 316-Behälterschweißungen gelten

Die UHA-34-Regel wird am häufigsten übersehen. Ein Hersteller, dessen Gewohnheiten aus Kohlenstoffstahl stammen, wird Röntgenaufnahmen machen, vielleicht eine Ultraschallprüfung durchführen und nicht an die Eindringprüfung einer 25-mm-Schalennaht denken. Der Code verlangt es, und es ist wichtig: Austenitisches Schweißgut verfestigt sich mit groben säulenförmigen Körnern, und eine Röntgenaufnahme, die durch grobe säulenförmige Körner aufgenommen wird, ist schlecht geeignet, die planaren, fest geschlossenen Schmelzfehler zu erkennen, die diese Körner normalerweise verbergen.

Was ist die hydrostatische Prüffalle für Edelstahl-Druckbehälter?

Das Wasser. Ein Behälter, der seinen hydrostatischen Test besteht, kann durch das darin zurückbleibende Testwasser ruiniert werden, da stagnierendes chloridhaltiges Wasser den austenitischen Edelstahl schneller angreift als die meisten Prozessflüssigkeiten, denen der Behälter jemals ausgesetzt ist. Begrenzen Sie Chlorid, lassen Sie es sofort abtropfen, trocknen Sie es vollständig ab und lassen Sie ein teilweise gefülltes Gefäß nicht über das Wochenende stehen.

Hydrostatische Prüfkontrollen für austenitische Edelstahlbehälter

Im selben Bereich gibt es eine zweite, ruhigere Falle. Schiffe werden häufig einem Wasserdrucktest unterzogen, entleert und dann vor der Inbetriebnahme wochenlang mit aufgesetzten Düsenrohlingen und geschlossenem Mannloch belassen. Der verbleibende Wasserfilm verdunstet und kondensiert erneut, wodurch das vorhandene Chlorid auf den wärmsten und kältesten Oberflächen konzentriert wird. Wenn ein Gefäß stehen bleiben muss, lassen Sie es offen und trocken oder konservieren Sie es mit trockenem Stickstoff. Verarbeiter, die damit umgegangen sindEdelstahlSeit Jahren werden wir dieses Muster erkennen: Der Schaden entsteht nie dort, wo das Wasser am tiefsten war, sondern an der Wasserlinie.

Wie stellen Sie sicher, dass Sie tatsächlich 316 und nicht 304 erhalten haben?

Positive Materialidentifizierung mit einem tragbaren Röntgenfluoreszenzanalysator zur Überprüfung von Molybdän. Es dauert Sekunden, funktioniert auf dem Blech und an der fertigen Schweißnaht und ist die einzig praktische Möglichkeit, eine Verwechslung in der Werkstatt zu erkennen, da 304 und 316 optisch, magnetisch und maßlich identisch sind.

Prüfschritte von der Bestellung bis zum Typenschild

Molybdän ist das Unterscheidungsmerkmal, da es das einzige Element in der Spezifikation ist, das bei einer Sorte vorhanden ist und bei der anderen nicht. Die Chrom- und Nickelbereiche überschneiden sich so stark, dass sie die Frage nicht klären können, und kein visueller oder magnetischer Test kann dies lösen. Ein fünf Sekunden dauernder PMI-Schuss auf jedes Blech, bevor es in die Rolle kommt, und auf jede Naht nach dem Schweißen beseitigt einen Fehlermodus, der sonst Jahre später als unerklärliche Korrosion zum Vorschein kommt. Die gleiche Kontrolle lohnt sich auch an der Fülldrahtspule, da der Draht der andere Ort ist, an dem sich eine Verwechslung verstecken kann.

Wann sollte ein Druckbehälter aus 304 statt aus 316 gebaut werden?

Immer dann, wenn es keinen lokalisierten Korrosionsmechanismus gibt, den das Molybdän angehen kann. Wenn die Flüssigkeit kein nennenswertes Chlorid enthält, die Temperatur in Gegenwart von Chlorid unter etwa 60 °C bleibt, der Service oxidiert oder der Behälter trocken, sauber und in Innenräumen ist, ist 304L das richtige und billigere Material und Molybdän ist Geld, das für nichts ausgegeben wird.

Auswahlmatrix für Druckbehälterplatten aus 304L und 316L

Wenn die Antwort keines von beidem ist, sind die Upgrade-Pfade gut etabliert.Duplex 2205Verdoppelt etwa die Streckgrenze und bewältigt Chlorid-Spannungskorrosionsrisse weitaus besser als beide Sorten.254 SMOUnd904LÜbernehmen Sie dort, wo Lochfraßfestigkeit die entscheidende Anforderung ist, und für die aggressivsten Aufgaben gilt der VergleichInconel 625 im Vergleich zu 316L. Das Schweißen dieser Materialien ist wieder eine andere Disziplin – sehen Siedie Schweißanleitung Hastelloy C276Unddie Inconel 625-Schweißanleitungdafür, wie sich die Verfahren ändern.

Wie spezifiziert man 304er- oder 316er-Platten für einen Druckbehälter?

Arbeiten Sie der Reihe nach: Definieren Sie die Umgebung, wählen Sie die Kohlenstoffvariante, bestätigen Sie die Codeliste und Zertifizierung, entwerfen Sie mit der zulässigen Spannung für die von Ihnen tatsächlich gekaufte Sorte, qualifizieren Sie das Verfahren mit einer gemessenen Ferritzahl, kontrollieren Sie die Zwischenlagen und Abschirmungen, legen Sie die Prüfung und alle interkristallinen Korrosionstests fest, kontrollieren Sie dann das Hydrotestwasser und reinigen Sie das Gefäß anschließend.

Schritt 1. Notieren Sie sich die Prozessumgebung, bevor Sie die Note notieren:Notieren Sie den Chloridgehalt, die Temperatur, den pH-Wert, ob die Flüssigkeit oxidiert oder reduziert, was beim Abschalten passiert und was sich unter der Isolierung befindet. 304 und 316 sind beide austenitische Chrom-Nickel-Qualitäten; Das Molybdän in 316 bietet Ihnen nur dann etwas, wenn tatsächlich ein lokaler Korrosionsmechanismus vorhanden ist. SehenEigenschaften und Anwendungen von Edelstahl 304 vs. 316für das allgemeine Immobilienbild.

Schritt 2. Wählen Sie aus Schweiß- und Betriebstemperatur gemeinsam die Carbon-Variante aus:Bestellen Sie für einen geschweißten Behälter, der bei über etwa 425 °C keinen Dauerbetrieb mehr durchführt, die Klasse L. Wenn die Auslegungstemperatur im Kriechbereich liegt, wechseln Sie zu 316H oder 304H, anstatt zu versuchen, eine L-Klasse zu dehnen. Wenn Sie möchten, dass ein Lagerartikel beide Anforderungen erfüllt, kaufen Sie doppelt zertifiziertes Material und stellen Sie sicher, dass im Mühlenzertifikat beide Spezifikationen aufgeführt sind.

Schritt 3. Bestätigen Sie, dass es sich bei der Platte um Codematerial handelt, und holen Sie sich das Zertifikat, bevor es geschnitten wird:Das Schild muss SA-240 sein (die ASME-Übernahme von ASTM A240) und für die Verwendung in Abschnitt VIII-1 gelistet sein, mit einer Schmelzennummer, die sich auf die Schildkennzeichnung zurückführen lässt, und einem EN 10204 3.1- oder 3.2-Dokument. Lesen Sie die Schmelzanalyse, nicht den typischen Wert: Vergleichen Sie Kohlenstoff mit 0,030 Prozent für eine L-Qualität und Molybdän mit 2,00 Prozent für 316.ASTM A240listet die vollständigen chemischen und mechanischen Anforderungen auf.

Schritt 4. Entwerfen Sie die Schale mit der zulässigen Spannung für genau die Sorte, die Sie gekauft haben:Verwenden Sie t=PR / (SE - 0.6P) aus UG-27 für die Längsverbindung und t=PR / (2SE + 0.4P) für die Umfangsverbindung, wobei S aus Abschnitt II Teil D Tabelle 1A bei der Auslegungstemperatur und E aus UW-12 für Ihren Verbindungstyp und Ihre Prüfung abgelesen werden. Entwerfen Sie nicht mit 304-Zulässigkeiten und kaufen Sie dann eine 304L-Platte.

Schritt 5. Qualifizieren Sie den Schweißvorgang mit dem richtigen Zusatzwerkstoff und einer gemessenen Ferritzahl:Qualifizieren Sie sich gemäß ASME Abschnitt IX unter Verwendung von P-Nr. . 8 Basismaterial der Gruppe 1 mit ER308L oder ER316L unter F-Nr. . 6. Sagen Sie die Ferritzahl anhand des WRC-1992-Diagramms der tatsächlichen Füllerwärme voraus, bestätigen Sie sie dann auf dem Qualifizierungscoupon mit einem kalibrierten magnetischen Instrument und halten Sie 3 bis 10 FN.

Schritt 6. Steuern Sie den Wärmeeintrag, die Zwischenlagentemperatur und die Wurzelabschirmung:Halten Sie die Zwischenlagen bei allgemeinen Arbeiten bei maximal 175 °C (350 °F) und bei höchstens 150 °C (300 °F), wenn Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Spülen Sie die Wurzel mit Argon zurück, damit der Sauerstoffgehalt niedrig genug bleibt, um eine Zuckerbildung zu vermeiden, und verwenden Sie eine ausgewogene Schweißsequenz mit Kupfer- oder Aluminium-Stützstäben, um die Wärme aus der Verbindung abzuleiten.

Schritt 7. Tragen Sie die Untersuchung und den interkristallinen Korrosionstest in den Auftrag ein:Geben Sie Radiographie pro UW-11 für die von Ihnen geplante Verbindungseffizienz, Flüssigkeitseindringmittel pro UHA-34 für Schweißnähte über 19 mm Nenndicke und einen ASTM A262-Test an einem Produktionsschweißstück an, wenn der Behälter sensibilisierende Temperaturen oder eine korrosive Flüssigkeit ausgesetzt ist. Verwenden Sie Übung B für 316L und Übung C für 304L.

Schritt 8. Kontrollieren Sie das hydrostatische Testwasser und trocknen Sie dann das Gefäß:Begrenzen Sie den Chloridgehalt auf etwa 50 ppm, entleeren Sie das Gefäß, sobald der Test abgeschlossen ist, und trocknen Sie alle Innenflächen. Entfernen Sie die Anlauffarbe durch Beizen gemäß ASTM A380 oder durch mechanische Verfahren mit speziellen rostfreien Werkzeugen, passivieren Sie sie gemäß ASTM A967 und schließen Sie mit einer positiven Materialidentifizierung auf den fertigen Schweißnähten ab, um zu bestätigen, dass Molybdän vorhanden ist, wo 316 spezifiziert wurde.

Zwei Gewohnheiten machen den Unterschied zwischen einer Spezifikation, die den Kontakt mit einem Geschäft überlebt, und einer Spezifikation, die dies nicht übersteht. Schreiben Sie zunächst die zusätzlichen Anforderungen auf die Bestellung und nicht in die Zeichnungsnotizen. Mindestmolybdän, Mindestferritzahl, interkristalliner Korrosionstest und Zertifikatstyp sind alles Bestellpositionen. Zweitens: Machen Sie die Materialidentifizierungsprüfung zu einem Haltepunkt im Inspektions- und Testplan und nicht zu einer Anforderung. Für den gesamten Prozess von der Platte bis zur Spulen- und Behältermontage:Herstellung von Rohrspulendeckt den Fertigungsablauf ab undVorfertigung versus Feldschweißendeckt dort ab, wo die Arbeit am besten erledigt wird.

Häufig gestellte Fragen

Molybdän. 316 und 316L enthalten 2,00 bis 3,00 Prozent Molybdän und 304 und 304L enthalten kein Molybdän. Die Chrombereiche unterscheiden sich geringfügig in die andere Richtung: - 304 beträgt 17,5 bis 19,5 Prozent Chrom gegenüber 16,0 bis 18,0 Prozent für 316 - und 316 weist mit 10,0 bis 14,0 Prozent den höheren Nickelbereich auf. Alles andere, einschließlich aller mechanischen Eigenschaften, ist gleich.

Wie viel Molybdän ist in einer Edelstahlplatte 316 enthalten?

ASTM A240 erfordert 2,00 bis 3,00 Prozent für 316 und 316L. Eine Hitze bei 2,02 Prozent und eine bei 2,95 Prozent sind beide konform, funktionieren aber in einem Spalt mit heißem Chlorid nicht identisch. Geben Sie daher einen Molybdän-Mindestgehalt als zusätzliche Anforderung an, wenn Lochfraß der bestimmende Mechanismus ist.

Ist 316 stärker als 304?

Nr. ASTM A240 listet identische mechanische Mindesteigenschaften auf: 515 MPa (75 ksi) Zugfestigkeit und 205 MPa (30 ksi) Streckgrenze für beide, und 485 MPa (70 ksi) Zugfestigkeit und 170 MPa (25 ksi) Streckgrenze für beide L-Qualitäten. Molybdän verändert das Korrosionsverhalten, nicht die Festigkeit.

Wie hoch ist der PREN von 304 gegenüber 316?

Unter Verwendung von PREN=Prozent Cr + 3.3 x Prozent Mo + 16 x Prozent N liegt der typische 304-Wert bei etwa 18 bis 20 und der typische 316 bei etwa 23 bis 26. Die Lücke ergibt sich fast ausschließlich aus dem Molybdän-Term. PREN ist ein Rangindex, kein Entwurfsschwellenwert – er gibt keine kritische Lochfraßtemperatur oder kritische Spalttemperatur an.

Was ist besser für einen Druckbehälter, 304 oder 316?

Es kommt ganz darauf an, ob ein lokaler Korrosionsmechanismus vorliegt. Wenn bei Umgebungstemperatur keine Chloride oder Spuren von Chloriden unter etwa 50 ppm vorhanden sind, ist 304L richtig und billiger. Wenn Chloride vorhanden sind oder die Flüssigkeit eine verdünnte reduzierende Säure ist, wählen Sie 316L. Wenn Chloride über etwa 60 °C vorhanden sind, ist beides nicht ausreichend, da dann die Spannungsrisskorrosion durch Chlorid das vorherrschende Risiko darstellt.

Warum wird 316L für geschweißte Druckbehälter gegenüber 316 bevorzugt?

Kohlenstoff. 316 lässt bis zu 0,08 Prozent Kohlenstoff zu, was ausreicht, um beim Schweißen Chromkarbid an Korngrenzen in der Wärmeeinflusszone zu bilden, wodurch das angrenzende Metall an Chrom verarmt und ein Weg für interkristalline Korrosion entsteht. . 316L begrenzt Kohlenstoff auf 0,030 Prozent, was zu wenig ist, um in einem normalen Schweißzyklus ein kontinuierliches Karbidnetzwerk zu bilden.

Können Sie 304 bis 316 schweißen?

Ja. Verwenden Sie den Füllstoff ER316L oder E316L, der zu der höher legierten der beiden Grundmetalle passt. Bei einer 304-zu-316-Verbindung niemals auf einen 308L-Füllstoff zurückstufen, da das verdünnte Schweißgut dann weniger Molybdän enthalten würde als beide Elternteile. Beide Grade sind P-No. 8 Gruppe 1, sodass die Verbindung innerhalb einer Verfahrensqualifikationsstruktur liegt.

Welchen Zusatzwerkstoff verwenden Sie zum Schweißen von 316-Platten?

ER316L für GTAW und GMAW, E316L für SMAW und ER316LSi für GMAW, wenn Sie eine bessere Benetzung und Perlenform des Siliziums wünschen. Verwenden Sie für 316L-zu-Kohlenstoffstahl ER309LMo, damit in der Übergangszone Molybdän erhalten bleibt. Ziel ist eine Ferritzahl von 3 bis 10 im Schweißgut im Schweißzustand.

Was ist die richtige Ferritzahl für 308L- und 316L-Schweißgut?

Ziel sind 3 bis 10 FN, wobei 3 bis 8 das übliche Optimum sind. Unterhalb von etwa 3 FN steigt das Risiko von Erstarrungsrissen stark an, da die Schweißnaht als grober säulenförmiger Austenit mit Verunreinigungsfilmen zwischen den Körnern erstarrt. Über etwa 10 FN und insbesondere über 12 FN kann sich Deltaferrit im Bereich von 550 bis 900 °C in die spröde Sigma-Phase umwandeln, und Molybdän beschleunigt diese Umwandlung.

Benötigen Sie eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen für die Schweißnähte von 304- oder 316-Behältern?

Nr. ASME-Abschnitt VIII-1 Tabelle UHA-32 gibt an, dass PWHT für austenitischen Edelstahl mit P-Nr. . 8 weder erforderlich noch verboten ist, sodass es keinen Dickenauslöser wie für Kohlenstoffstahl gibt. Wenn der Benutzer ohnehin eine Wärmebehandlung vorschreibt, ist der richtige Zyklus ein Lösungsglühen bei 1040 bis 1095 °C mit anschließender schneller Abkühlung – kein unterkritischer Spannungsabbau, der jedes Nicht-L-Material sensibilisieren würde.

Wärmen Sie Edelstahl vor dem Schweißen vor?

Nicht zur Verhinderung von Rissen und nicht bei den Temperaturen, die bei Kohlenstoffstahl angewendet werden. Austenit wandelt sich beim Abkühlen nicht in Martensit um und hält Wasserstoff leicht fest, so dass es keinen Wasserstoff-Crack-Mechanismus gibt, gegen den man vorwärmen könnte. Vorwärmen dient nur dazu, Feuchtigkeit zu entfernen oder eine kalte Verbindung aufzutauen, und übermäßiges Vorwärmen verschlimmert die Verformung.

Was ist die maximale Zwischenlagentemperatur für austenitischen Edelstahl?

175 °C (350 °F) ist der übliche Höchstwert für die allgemeine Fertigung, und 150 °C (300 °F) werden verwendet, wenn Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Interpass wird als Maximum und nicht als Minimum kontrolliert, gerade weil die Sensibilisierung dadurch verursacht wird, dass die Wärmeeinflusszone im Bereich von 425 bis 815 °C gehalten wird.

Was ist Sensibilisierung und wie verhindert man sie?

Unter Sensibilisierung versteht man die Ausfällung von Chromkarbid an den Korngrenzen, wenn das Metall zwischen etwa 425 und 815 °C gehalten wird, wodurch dem Metall unmittelbar neben der Grenze Chrom entzogen wird und interkristalline Korrosion möglich wird. Vermeiden Sie dies, indem Sie Material der Güteklasse L oder doppelt zertifiziertes Material mit einem Kohlenstoffgehalt von maximal 0,030 Prozent verwenden, die Zwischenlagentemperatur und den Wärmeeintrag begrenzen und für den Warmbetrieb eine stabilisierte Güteklasse wie 347 verwenden.

Welche Temperatur verursacht eine Sensibilisierung in Edelstahl?

Zwischen etwa 425 und 815 °C (800 und 1500 °F), wobei der schnellste Niederschlag bei 650 bis 750 °C liegt. Eine von der Schweißwärme beeinflusste Zone durchläuft dieses Band innerhalb von Minuten, weshalb der Kohlenstoffgehalt – und nicht der Chromgehalt – darüber entscheidet, ob eine Schweißnaht korrosionsbeständig bleibt.

Welche ASTM A262-Praxis testet 316L auf Sensibilisierung?

Praxis B, der Eisensulfat-Schwefelsäure-Test, ist die geeignete Praxis für molybdänhaltigen austenitischen Edelstahl wie 316 und 316L. Übung C, der Salpetersäure- oder Huey-Test, ist die herkömmliche Wahl für 304 und 304L. Übung A ist die schnelle Oxalsäure-Screening-Ätzung und Übung E ist der Kupfer-Kupfersulfat-Schwefelsäure-Test.

Was ist die zulässige Spannung von SA-240 304 gegenüber 316?

Identisch bei Umgebungstemperatur: 20,0 ksi (138 MPa) für 304 und 316 und 16,7 ksi (115 MPa) für 304L und 316L, gemäß ASME Abschnitt II Teil D Tabelle 1A. Das bedeutet, dass Sie mit 316 kein dünneres Gefäß bauen können als 304 -, das Molybdän erkauft Korrosionsbeständigkeit, nicht Festigkeit.

Ist 316 beständig gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse?

Nein. Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Risse, hat jedoch keine nützliche Wirkung auf die Spannungsrisskorrosion durch Chloride, für die Chloride, Sauerstoff, Zugspannung und eine Temperatur über etwa 60 °C erforderlich sind. Molybdän löst keines dieser vier Probleme. Die Lösung besteht darin, eine der vier Bedingungen zu beseitigen oder die Legierungsfamilie in Duplex, 6Mo oder eine Nickellegierung zu ändern.

Kann 316 für den Seewasserbetrieb verwendet werden?

Nicht für dauerhaftes Eintauchen oder für den Einsatz in Spalten geeignet. . 316L Gruben und Spalten korrodieren im Meerwasser, insbesondere in stehenden oder abgeschirmten Bereichen. Verwenden Sie je nach Geschwindigkeit, Temperatur und Spaltgeometrie Superduplex wie S32750, eine 6Mo-Sorte wie 254 SMO oder eine Nickellegierung.

Wie hoch ist der Wasserchloridgrenzwert für hydrostatische Tests für Edelstahlgefäße?

Üblicherweise wird ein Maximalwert von 50 ppm und 25 ppm oder weniger angegeben, wenn das Gefäß nicht zuverlässig getrocknet werden kann. Unabhängig vom Grenzwert entleeren Sie das Gefäß sofort nach dem Test und trocknen Sie alle Innenflächen. Stagnierendes Chloridwasser zersetzt austenitischen Edelstahl schneller als die meisten Prozessflüssigkeiten, die es jemals enthalten wird, und der Schaden tritt normalerweise an der Wasserlinie auf.

Wie erkennt man im Shop 304 von 316?

Positive Materialidentifizierung mit einem tragbaren Röntgenfluoreszenzanalysator zur Überprüfung von Molybdän. Die beiden Qualitäten sind optisch, magnetisch und maßlich identisch und die Chrom- und Nickelbereiche überschneiden sich, sodass Molybdän das einzige zuverlässige Unterscheidungsmerkmal ist. Überprüfen Sie dies auf jeder Platte beim Empfang, auf jedem Stück nach dem Schneiden und auf den abgeschlossenen Schweißnähten.

Ist die Edelstahlplatte 316 magnetisch?

Nein, nicht im geglühten Zustand – sowohl 304 als auch 316 sind austenitisch und nicht magnetisch. Schweißgut beider Qualitäten enthält ausreichend Deltaferrit, um eine schwache magnetische Reaktion hervorzurufen, was genau das ist, was ein Ferritmessgerät erkennt. Durch Kaltverformung kann in den umgeformten Bereichen auch ein leichter Magnetismus entstehen.

Bei welcher Temperatur sollten Sie die Verwendung von 304L oder 316L beenden?

Es gelten drei Grenzen. Die Sensibilisierung bei niedrigen Temperaturen ist im Langzeitbetrieb ab etwa 500 °C wichtig, oberhalb von etwa 540 °C sinkt die zulässige Spannung, da das Kriechen vorherrscht, und molybdänhaltiges 316L ist die Sigma-anfälligere Sorte im Bereich von 550 bis 900 °C. Bei anhaltenden Metalltemperaturen über etwa 540 °C wechseln Sie zu 304H oder 316H oder zu einer stabilisierten Qualität wie 347.

Was ist eine doppelt zertifizierte 316/316L-Platte?

Eine einzige Schmelze, die alle Anforderungen beider Spezifikationen erfüllt: Kohlenstoff mit maximal 0,030 Prozent zusammen mit den Mindestwerten für Zugfestigkeit und Streckgrenze in gerader Qualität. Damit kann ein Lagerartikel eine Schweißspezifikation der L-Klasse erfüllen und ein gerades Design ist zulässig, sofern in der Bestellung, der Plattenmarkierung und dem Zertifikat jeweils die Qualität angegeben ist, für die Sie entwerfen.

Muss 316-Schweißgut spannungsarm geglüht werden?

Nein. Es gibt keine Vorschrift zum Spannungsarmglühen von austenitischen rostfreien Schweißnähten, und ein unterkritischer Spannungsabbau im Bereich von 600 bis 700 °C ist aktiv schädlich, da er Nicht-L-Material sensibilisiert und die Sigmaphase im molybdänhaltigen Schweißgut wachsen lassen kann. Die Restspannung wird durch Verbindungsdesign, Schweißreihenfolge und, sofern erforderlich, mechanische Methoden gesteuert.

Wie viel mehr kostet eine 316er-Platte als eine 304er-Platte?

Typischerweise 25 bis 45 Prozent auf den Blechpreis, hauptsächlich getrieben durch die Zuschläge für Molybdän- und Nickellegierungen und die Entwicklung mit den Legierungsmärkten. Bei einem fertigen Schiff ist die Strafe geringer, da die Kosten für Schweißen, Prüfung und Wärmebehandlung für beide Sorten gleich sind und die Platte nur einen Teil der Lieferkosten ausmacht.

Ist 316 für Salpetersäure besser als 304?

Nein, es ist schlimmer. Molybdän löst sich bevorzugt in stark oxidierenden Säuren, daher ist 304L die Standardwahl für Salpetersäureanwendungen und 316L wird vermieden. Dies ist einer der wenigen Fälle, in denen die teurere Sorte technisch falsch ist.