แผ่นเหล็ก 316 กับ 316Ti: ไหนดีกว่ากัน?

คำตอบด่วน: เมื่อแต่ละเกรดชนะ

ก่อนที่จะเจาะลึกรายละเอียดทางเทคนิค นี่คือการเปรียบเทียบโดยตรงที่ตอบคำถามแรกของผู้ซื้อส่วนใหญ่ ตารางใช้ไฮไลต์สีเขียวเพื่อระบุว่าเกรดใดมีข้อได้เปรียบในแต่ละหมวดหมู่:

สแตนเลส 316 และ 316Ti คืออะไร?

ทั้งสองเกรดอยู่ในตระกูลโมลิบดีนัม 316- ซึ่งมีสเตนเลสออสเทนนิติก ตระกูลนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยโครเมียม 16–18%, นิกเกิล 10–14% และโมลิบดีนัม 2–3% - ซึ่งเป็นส่วนผสมที่ให้ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปที่ดีและมุ่งเป้าไปที่ความต้านทานต่อคลอไรด์แบบรูพรุน ซึ่งเป็นจุดอ่อนของตระกูล 304 รุ่นเก่าโดยเฉพาะ

AISI 316 (UNS S31600) เป็นมาตรฐานในการทำงานของครอบครัว ซึ่งใช้ในกระบวนการแปรรูปอาหาร การผลิตยา อุปกรณ์ทางทะเล โรงงานเคมี และการใช้งานทางสถาปัตยกรรม เป็นหนึ่งในเกรดสเตนเลสสตีลที่ผลิตกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก โดยมีสต็อคให้เลือกหลากหลายและราคาที่แข่งขันได้

AISI 316Ti (UNS S31635) เพิ่มการเติมไทเทเนียมโดยเจตนา - โดยทั่วไปคือ 5 × %C ถึง 0.70% โดยน้ำหนัก - ไปยังองค์ประกอบ 316 มาตรฐาน ไทเทเนียมนี้ทำหน้าที่เป็น "ตัวกำจัดคาร์บอน" โดยมีความสัมพันธ์ทางเคมีกับคาร์บอนได้ดีกว่าโครเมียม ดังนั้นที่อุณหภูมิสูง คาร์บอนจึงเกิดเป็นไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TiC) แทนที่จะเป็นโครเมียมคาร์ไบด์ (Cr₂₃C₆) นี่คือเหตุผลทางวิศวกรรมทั้งหมดสำหรับการดำรงอยู่ของ 316Ti

การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบทางเคมีตาม ASTM A240 เกือบจะเหมือนกัน ยกเว้นการเติมไทเทเนียมใน 316Ti และค่าเผื่อคาร์บอนที่แตกต่างกัน:

ปัญหาการแพ้: เหตุใด 316Ti จึงถูกประดิษฐ์ขึ้น

เพื่อให้เข้าใจว่าทำไม 316Ti ถึงมีอยู่ คุณต้องเข้าใจเรื่องอาการแพ้ เมื่อสเตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน เช่น 316 สัมผัสกับอุณหภูมิระหว่าง 425 องศาถึง 850 องศา - ช่วงที่เรียกว่าช่วงอาการแพ้หรือช่วงการตกตะกอนของคาร์ไบด์ - อะตอมของคาร์บอนที่ปกติถูกกักเก็บไว้ในสารละลายของแข็งจะย้ายไปยังขอบเขตของเกรนและรวมกับอะตอมโครเมียมใกล้เคียงเพื่อสร้างโครเมียมคาร์ไบด์ (Cr₂₃C₆)

ผลที่ตามมาคือโครเมียม-โซนหมดลงซึ่งอยู่ติดกับขอบเขตเกรนแต่ละอันทันที โซนที่หมดสิ้นเหล่านี้ ซึ่งปริมาณโครเมียมในท้องถิ่นลดลงต่ำกว่าเกณฑ์วิกฤต ~11% สำหรับความเฉื่อย กลายเป็นความไวสูงต่อการโจมตีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน - โดยเฉพาะจากกรด โหมดความล้มเหลวที่เกิดขึ้นซึ่งเรียกว่าการกัดกร่อนตามขอบเกรนหรือการสลายตัวของรอยเชื่อมสามารถทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุอย่างรวดเร็วและมีนัยสำคัญทางโครงสร้าง

การเชื่อมเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุด ความร้อน-โซนที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) ของรอยเชื่อมจะผ่านช่วงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดอาการแพ้ในระหว่างการทำความร้อนและความเย็น ในส่วนประกอบที่ถูกเชื่อมแล้ววางเข้าบริการโดยตรง - โดยไม่ต้องใช้น้ำยาเชื่อมหลัง-การอบอ่อนด้วยความร้อนเพื่อ-ละลายคาร์ไบด์ - โซนนี้มีความไวอย่างถาวร

คุณสมบัติทางกล: 316 กับ 316Ti

ในสภาวะอบอ่อน เกรดทั้งสองมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำ ASTM A240 เดียวกัน ที่อุณหภูมิสูง 316Ti มีข้อได้เปรียบเล็กน้อยในการรักษาความแข็งแกร่ง:

ความต้านทานการกัดกร่อน: สภาพอบอ่อนและรอยเชื่อม

นี่คือมิติประสิทธิภาพที่สำคัญ พฤติกรรมของทั้งสองเกรดจะแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับว่าวัสดุมีการเชื่อมโดยไม่ต้องผ่านการอบอ่อนหลังการเชื่อมหรือไม่:

คุณสมบัติทางกายภาพ

ต้นทุนและความพร้อมใช้งาน

สำหรับทีมจัดซื้อส่วนใหญ่ ต้นทุนและระยะเวลารอคอยสินค้ามีความสำคัญพอๆ กับประสิทธิภาพทางเทคนิค นี่คือความเป็นจริงเชิงพาณิชย์ของทั้งสองเกรด:

คำตัดสิน: คุณควรเลือกอันไหน?

คำตอบคือ-ขับเคลื่อนด้วยวิศวกรรม ไม่ใช่-ต้นทุน ถามตัวเองก่อนว่า: ส่วนที่เป็นรอยใดๆ ของเพลตนี้จะต้องเผชิญกับอุณหภูมิระหว่าง 425 องศา ถึง 850 องศา โดยไม่ต้องอบอ่อนด้วยน้ำยาเชื่อมแบบเต็ม-หรือไม่ ถ้าใช่ ให้ระบุ 316Ti ถ้าไม่ 316 คือตัวเลือกที่ถูกต้องและประหยัดกว่า

การใช้งานทั่วไปตามเกรด

อุปกรณ์แปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม (ถัง สายพานลำเลียง พื้นผิวการทำงาน)

ภาชนะและท่อผลิตยา (ใช้อบอ่อน ทำความสะอาดสม่ำเสมอ)

ฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์ทางทะเล (อุปกรณ์ดาดฟ้า ราวบันได ระบบไอเสียทางทะเล)

การหุ้มสถาปัตยกรรม ฝาครอบเสา และแผงส่วนหน้าอาคาร

ท่อโรงงานเคมีและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 400 องศา

เครื่องมือและอุปกรณ์ทางการแพทย์และศัลยกรรม

เปลือกหม้อไอน้ำ ท่อประหยัด และส่วนหัวของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำงานเกิน 500 องศา

เรือและท่อของโรงกลั่นปิโตรเคมีที่ประดิษฐ์ขึ้นโดยการเชื่อมโดยไม่ต้องผ่านการอบอ่อน-

ส่วนประกอบของระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (FGD) ที่มีกรดคอนเดนเสทอยู่

เครื่องปฏิกรณ์เคมีอุณหภูมิสูง-ที่จัดการกับกรดอินทรีย์

ส่วนประกอบระบบไอน้ำและคอนเดนเสทของโรงไฟฟ้า

ผลิตภัณฑ์นมและโรงเบียร์ CIP (สะอาด-ใน-ระบบที่มีวงจรการทำความสะอาดการเชื่อมหนักและกรด

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: 316Ti ดีกว่า 316 ในทุกสถานการณ์หรือไม่

ตอบ: ไม่ใช่. 316Ti จะดีกว่าโดยเฉพาะเมื่อส่วนประกอบที่เชื่อมจะทำงานในช่วงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดอาการแพ้ (425–850 องศา ) โดยไม่ต้อง-ผ่านการอบอ่อนหลังการเชื่อม ในสภาวะอบอ่อน เกรดทั้งสองมีความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติทางกลเทียบเท่ากัน แนะนำให้ใช้มาตรฐาน 316 เมื่อต้นทุน ความพร้อมใช้งาน และความสามารถในการแปรรูปเป็นสิ่งสำคัญ

ถาม: ฉันสามารถเปลี่ยน 316Ti เป็น 316 โดยไม่เปลี่ยนแปลงการออกแบบได้หรือไม่

ตอบ: ใช่ ในกรณีส่วนใหญ่ . 316Ti คือการลดลง-ในการอัพเกรดมากกว่า 316 - มาตรฐานมิติเดียวกัน ค่าต่ำสุดทางกลเท่ากัน ความต้านทานการกัดกร่อนเท่ากันในสภาพอบอ่อน ขั้นตอนการผลิตสำหรับการเชื่อมอาจแตกต่างกันเล็กน้อย (ใช้โลหะเติม 316Ti หรือฟิลเลอร์ 316L) ยืนยันด้วยรหัสการออกแบบที่เกี่ยวข้องเสมอ (ASME, EN ฯลฯ) ว่า 316Ti อยู่ในรายการสำหรับระดับแรงดันและเงื่อนไขการบริการของคุณ

ถาม: 316Ti เหมือนกับ 316L ในแง่ของประสิทธิภาพการเชื่อมหรือไม่

ตอบ: ไม่ใช่. 316L (คาร์บอนต่ำ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.030% C) ลด - แต่ไม่ได้ขจัดความเสี่ยงต่ออาการแพ้ - ด้วยการจำกัดปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่เพื่อสร้างโครเมียมคาร์ไบด์ ที่อุณหภูมิสูงมากหรือมีการทำความเย็นช้า 316L ยังสามารถทำให้เกิดความไวได้. 316Ti ขจัดความเสี่ยงโดยการกักคาร์บอนเป็น TiC โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิที่สัมผัส สำหรับการใช้งานที่ต้องการความต้องการสูงสุด 316Ti ให้การป้องกันที่เชื่อถือได้มากที่สุด

ถาม: ฉันควรใช้โลหะเติมชนิดใดในการเชื่อม 316Ti?

ตอบ: คำแนะนำมาตรฐานคือลวดเติม ER316Ti หรืออิเล็กโทรด E316Ti ซึ่งตรงกับเคมีของโลหะพื้นฐาน รวมถึงสารเพิ่มความเสถียรไทเทเนียม อีกทางหนึ่ง ER316L (คาร์บอนต่ำ ไม่มีไทเทเนียม) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อม 316Ti ในการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำกว่า- เนื่องจากตัวโลหะเชื่อมเองไม่เสถียร - อย่างไรก็ตาม โลหะฐาน 316Ti นั้นอยู่ ศึกษาข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อม (WPS) ที่เกี่ยวข้องสำหรับการใช้งานของคุณเสมอ

ถาม: 316Ti มีการกำหนดตามสากลว่าอย่างไร

ตอบ: 316Ti เป็นที่รู้จักจากชื่อเรียกที่เทียบเท่ากันหลายชื่อ: AISI 316Ti (USA), UNS S31635 (USA), EN 1.4571 (ยุโรป), X6CrNiMoTi17-12-2 (สัญลักษณ์ทางเคมีของเยอรมัน/ยุโรป) และ GOST 10Kh17N13M2T (รัสเซีย) เมื่อสั่งซื้อจากต่างประเทศ ให้ยืนยันองค์ประกอบทางเคมีและรายงานผลการทดสอบ แทนที่จะอาศัยชื่อการกำหนดเพียงอย่างเดียว เนื่องจากการตั้งชื่อ '316Ti' จะแตกต่างกันเล็กน้อยตามมาตรฐาน