300 시리즈 스테인리스강의 차이점 - 뉴스

300 시리즈 스테인레스강의 차이점

300 시리즈 오스테나이트계 스테인리스강은 부식에 저항하도록 설계된 철 기반 크롬-니켈 합금 세트입니다. 뛰어난 성형성, 내마모성 및 온도 강도와 결합하여 배관 시스템 내에서 일반적인 건축 자재로 사용됩니다.

합금 간의 차이는 미미하지만 의도적입니다. 많은 응용 분야에서 서로 바꿔서 사용할 수 있지만 때로는 이상적인 솔루션이 있습니다. 이러한 상황에서 교체하면 서비스 수명이 저하될 수 있습니다.

부식 저항

내식성은 최종 사용자가 금속 호스를 선택하는 주요 이유 중 하나이므로 일반적으로 적용 매체에 따라 합금 선택이 결정됩니다. 304는 가장 비용 효율적인 옵션으로 자주 사용되지만, 특히 321과 316이 더 나은 내식성을 제공합니다. 이러한 이유로 대부분의 Penflex 호스는 321 또는 316L을 사용하여 제작됩니다.

브레이드는 유동 매체와 접촉하지 않으므로 일반적으로 304L이지만, 응용 분야가 바다 안, 위 또는 근처와 같은 부식성 환경에 있거나 호스 외부가 부식되기 쉬운 경우 316L이 옵션입니다. 드립, 스프레이, 유출 등을 통한 매체

특히 부식성이 있는 응용 분야의 경우 Monel® 400 및 Hastelloy® C276과 같은 고니켈 합금에서 우수한 내식성을 찾을 수 있습니다.

300 시리즈 스테인레스강: 화학 성분

아래 차트는 금속 호스 산업에서 사용되는 가장 일반적인 300 시리즈 스테인리스 강의 화학적 조성을 보여줍니다. 단일 숫자는 ASTM 240 요구 사항에 따라 허용되는 최대 백분율을 나타냅니다.

	304	304L	316	316L	321
크롬	18% – 20%	18% – 20%	16% – 18%	16% – 18%	17% – 19%
니켈	8% – 10.5%	8% – 12%	10% – 14%	10% – 14%	9% – 12%
몰리브덴			2% – 3%	2% – 3%
탄소	0.08%	0.03%	0.08%	0.03%	0.08%
망간	2%	2%	2%	2%	2%
인의	0.045%	0.045%	0.045%	0.045%	0.045%
황	0.03%	0.03%	0.03%	0.03%	0.03%
규소	.75%	.75%	.75%	.75%	.75%
티탄					5 x (C + N) 최소 – 0.70%
질소	0.1%	0.1%	0.1%	0.1%	0.1%
철	균형	균형	균형	균형	균형

304는 내식성에 있어서 기준선으로 간주됩니다. 내식성을 높이기 위해 321 및 316 등급에 다양한 합금 성분이 추가되었습니다.

304L, 316L의 경우 카본을 빼냈습니다. "L"은 "저탄소"를 의미합니다. 저탄소 합금은 표준형 합금에 비해 열 영향부(HAZ)에서 탄화물 석출에 덜 민감합니다.

크롬과 탄소는 용접 열로 혼합되어 결정립 경계에 크롬 탄화물을 생성할 수 있습니다. 이 반응은 스테인리스강에 내식성을 부여하는 크롬층을 고갈시켜 궁극적으로 HAZ를 화학적 공격의 표적이 되게 합니다. 탄화물 침전을 방지하는 한 가지 방법은 모재의 탄소 양을 줄이는 것입니다.

또 다른 효과적인 방법은 321의 경우처럼 금속에 티타늄을 첨가하는 것입니다. Type 321의 경우 탄소는 크롬에 끌리기보다는 티타늄에 끌립니다. 이는 수동 크롬 층이 그대로 유지되도록 하는 데 도움이 됩니다.

316L과 321 모두 용접 후 세척 공정을 통해 잔류 탄화물 침전으로 인한 부식을 제거할 수 있습니다.

피팅 부식에 대한 저항성

몰리브덴은 특히 염화물이 있을 때 공식 부식에 대한 저항성을 높이기 위해 316 등급에 첨가됩니다. 적절한 합금 선택을 돕기 위해 화학 조성을 기반으로 한 방정식이 개발되었습니다. PREN 또는 공식 저항 등가수는 다양한 합금 간의 공식 부식 저항을 비교하는 이론적 방법입니다.

합금	프렌
304, 304L, 309, 310, 321	18.0 – 20.0
316, 316L	22.6 – 27.9
317, 317L	27.9 – 33.2
AL-6XN	39.8 – 45.1
인코넬® 625	46.4 – 56.0
하스텔로이® C-276	64.0 – 73.8

내식성이 최우선인 경우 HAZ가 내식성 및 공식 부식 계획 측면에서 모재와 더욱 유사하도록 예방 조치를 취하는 것이 중요합니다. 부식이 문제가 되지 않는 응용 분야에서는 300 시리즈 합금이 모두 유사한 결과를 제공할 가능성이 높습니다.

300 시리즈 스테인레스 강의 부식 속도

이러한 합금 간의 다양한 내식성 수준을 입증하는 또 다른 방법은 예상되는 부식 속도를 고려하는 것입니다. 비율은 화학물질마다 다르며 Penflex의 내식성 차트에 나와 있습니다. 매년 얼마나 많은 금속이 마모되는지 생각해보면 내식성 성능의 차이를 더 쉽게 알 수 있습니다.

내식성과 관련하여 고려해야 할 것은 합금뿐 아니라 합금의 벽 두께도 고려해야 합니다. 우리는 이 주제를 구체적으로 다루기 위해 또 다른 공지를 정리했습니다.

높은 온도에서의 경감 요인

다른 어떤 물질도 금속만큼 넓은 온도차를 겪으면서도 그 특성을 유지할 수 없습니다. 화씨 0도 이하에서는 금속이 필요할 수 있으므로 극저온 응용 분야는 금속 호스의 일반적인 사용 사례입니다. 오스테나이트계 스테인리스 강의 기계적 특성 중 일부는 실제로 저온에서 증가합니다! 화씨 400도 이상에서는 금속이 필요하므로 초포화 증기를 사용하는 응용 분야나 철강 공장이나 용광로 내의 응용 분야도 금속 호스에 대한 시나리오일 가능성이 높습니다.

온도가 상승하면 압력 등급이 감소하며 일반적인 300 시리즈 스테인리스강 간에 이러한 요소에 약간의 차이가 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 경감 요인은 브레이드 합금을 기준으로 합니다.

온도 F	304/304L	316/316L	321
70	1	1	1
150	0.95	0.93	0.97
200	0.91	0.89	0.94
250	0.88	0.86	0.92
300	0.85	0.83	0.88
350	0.81	0.81	0.86
400	0.78	0.78	0.83
450	0.77	0.78	0.81
500	0.77	0.77	0.78
600	0.76	0.76	0.77
700	0.74	0.76	0.76
800	0.73	0.75	0.68
900	0.68	0.74	0.62
1000	0.6	0.73	0.6
1100	0.58	0.67	0.58
1200	0.53	0.61	0.53
1300	0.44	0.55	0.46
1400	0.35	0.48	0.42
1500	0.26	0.39	0.37

321 및 304의 온도 감소 계수는 화씨 700도까지 316보다 높으며 그 반대는 321 및 304보다 감소 계수가 높은 316입니다. 경감 계수가 높을수록 압력 등급은 더 높아집니다.

예를 들어, 화씨 800도에서 작동하는 304L 브레이드의 한 레이어가 있는 P4 시리즈 321 스테인리스 강 골판형 호스의 최대 작동 압력을 계산하려면 작동 압력(940 PSIG)에 적절한 경감 계수(.73)를 곱하세요. .

화씨 800도에서 호스의 작동 압력은 686 PSIG입니다.

Penflex는 주요 재료 공급업체로부터 고온에서의 인장 강도에 대한 원시 데이터를 수집하고 다양한 합금에 대해 각 범주에서 가장 낮은 값을 취한 후 경감 요인을 개발했습니다. 이러한 이유로 NAHAD 또는 ISO 10380에서 발표한 경감 요인보다 더 보수적일 수 있습니다.

끝 부분 피팅의 최대 작동 온도를 기억하는 것이 중요하며 작동 온도가 높아진 상태에서 작업할 때는 부착 방법도 고려해야 합니다.

1000°F 이상의 적용 온도의 경우 Inconel® 625를 제안하는 경우가 많습니다.

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