สแตนเลส 317L (UNS S31703, EN 1.4438)เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่มีคาร์บอนโมลิบดีนัม-ต่ำซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับเกรด 316L ทั่วไป "L" ย่อมาจาก "คาร์บอนต่ำ" (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03%) ซึ่งป้องกันการก่อตัวของโครเมียมคาร์ไบด์ที่เป็นอันตรายระหว่างการเชื่อม- ทำให้ไม่จำเป็นต้องได้รับความร้อนหลังการเชื่อม-
บทความนี้จะแนะนำองค์ประกอบของแผ่นเหล็ก 317L การรักษาความร้อน คุณสมบัติทางกลและกายภาพ และการใช้งาน
องค์ประกอบทางเคมีของแผ่นเหล็ก 317L
ตารางด้านล่างแสดงข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีโดยทั่วไปสำหรับ 317L ตามมาตรฐาน ASTM A240
|
องค์ประกอบ |
น้ำหนัก % |
บทบาทในอัลลอยด์ |
|
โครเมียม (Cr) |
18.0 – 20.0 |
สร้างชั้นออกไซด์ป้องกัน ทนต่อการกัดกร่อนและออกซิเดชั่นทั่วไป |
|
นิกเกิล (พรรณี) |
11.0 – 15.0 |
ทำให้โครงสร้างออสเตนิติกคงที่ เพิ่มความเหนียวและทนต่อการกัดกร่อน |
|
โมลิบดีนัม (Mo) |
3.0 – 4.0 |
องค์ประกอบหลัก – สกัดกั้นการโจมตีแบบรูพรุนและรอยแยกจากคลอไรด์ |
|
คาร์บอน (ซี) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03 |
คาร์บอนต่ำป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ระหว่างการเชื่อม |
|
แมงกานีส (Mn) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.00 |
ช่วยในการกำจัดออกซิเดชั่นและความสามารถในการทำงานที่ร้อน |
|
ซิลิคอน (ศรี) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.75 |
ปรับปรุงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน |
|
ฟอสฟอรัส (P) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.045 |
สิ่งเจือปนเก็บไว้ต่ำ |
|
ซัลเฟอร์ (S) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.030 |
สิ่งเจือปนเก็บไว้ต่ำ |
|
เหล็ก (เฟ) |
สมดุล |
โลหะฐาน |
ที่มา: ASTM A240/A240M
การรักษาความร้อนของแผ่นเหล็ก 317L
กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนของแผ่นเหล็ก 317L ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติทางกล ในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกไว้
การหลอมสารละลาย
การรักษาความร้อนมาตรฐานสำหรับแผ่นเหล็กสแตนเลส 317L คือการหลอมสารละลาย โดยทั่วไปจะดำเนินการที่อุณหภูมิระหว่าง 1,010 องศาถึง 1,120 องศา ตามด้วยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว
กระบวนการนี้ช่วย:
ละลายโครเมียมคาร์ไบด์
คืนความต้านทานการกัดกร่อน
ปรับปรุงความเหนียว
บรรเทาความเครียดภายใน
การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วหลังการหลอมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ ซึ่งอาจลดความต้านทานการกัดกร่อนได้
คลายเครียด
ในกระบวนการผลิตบางอย่าง อาจใช้การบรรเทาความเครียดเพื่อลดความเค้นตกค้างหลังจากการขึ้นรูปหรือการเชื่อม อย่างไรก็ตามควรหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการกัดกร่อน
ข้อควรพิจารณาในการเชื่อม
เนื่องจากแผ่นเหล็ก 317L มีปริมาณคาร์บอนต่ำ โดยทั่วไปจึงไม่จำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม- ทำให้การผลิตง่ายขึ้นและลดต้นทุนการผลิต
ความสามารถในการเชื่อมที่ดีเยี่ยมช่วยให้ใช้วิธีการเชื่อมทั่วไป เช่น:
การเชื่อมทิก
การเชื่อมมิก
การเชื่อมอาร์คโลหะหุ้มฉนวน
การเชื่อมอาร์คแบบจมอยู่ใต้น้ำ
นี่คือเหตุผลหนึ่งที่เลือกใช้แผ่นเหล็กสแตนเลส 317L สำหรับอุปกรณ์เชื่อมขนาดใหญ่
คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของแผ่นเหล็ก 317L
สมบัติทางกลของแผ่นเหล็ก 317L
|
คุณสมบัติ |
ค่า (เมตริก) |
ค่า (อิมพีเรียล) |
|
ความต้านแรงดึง (ต่ำสุด) |
515 เมกะปาสคาล |
75,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
|
ความแข็งแรงของผลผลิต (ออฟเซ็ต 0.2%, นาที) |
205 เมกะปาสคาล |
30,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว |
|
การยืดตัว (นาที ใน 2″) |
40% |
40% |
|
ความแข็ง (สูงสุด) |
217 HBW |
217 HBW |
|
โมดูลัสความยืดหยุ่น |
200 เกรดเฉลี่ย |
29,000 กิโลไซ |
|
ความเหนียวในการกระแทก (รอยบาก Charpy V-) |
>100 J ที่อุณหภูมิห้อง |
ความเหนียวที่ดีเยี่ยม |
ที่มา: ASTM A240, ASME SA-240
คุณสมบัติทางกายภาพของแผ่นเหล็ก 317L
|
คุณสมบัติ |
ค่า |
หมายเหตุ |
|
ความหนาแน่น |
7.98 ก./ซม. (0.288 ปอนด์/นิ้ว3) |
สูงกว่า 304/316 เล็กน้อยเนื่องจากมีโมลิบดีนัมมากกว่า |
|
ช่วงการหลอมละลาย |
1370 – 1400 องศา (2500 – 2550 องศาฟาเรนไฮต์) |
โดยทั่วไปสำหรับสเตนเลสออสเทนนิติก |
|
การนำความร้อน |
15.0 W/m·K (ที่ 100 องศา ) |
ต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ |
|
ความจุความร้อนจำเพาะ |
500 J/kg·K (ที่อุณหภูมิห้อง) |
โดยทั่วไปสำหรับเกรดออสเทนนิติก |
|
ความต้านทานไฟฟ้า |
0.74 µΩ·m |
ไม่ใช่-แม่เหล็กในสภาพอบอ่อน |
|
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน |
16.0 × 10⁻⁶ / องศา (20–1000 องศา ) |
สูงกว่าเหล็กเฟอร์ริติก ช่วยให้สามารถขยายการออกแบบที่มีอุณหภูมิสูง-ได้ |
|
คุณสมบัติทางแม่เหล็ก |
ไม่ใช่-แม่เหล็ก (อบอ่อน) |
อาจกลายเป็นแม่เหล็กเล็กน้อยหลังจากทำงานเย็น |
ที่มา: เอกสารข้อมูลซัพพลายเออร์หลายฉบับ
การใช้แผ่นเหล็ก 317L
เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการแปรรูปที่เพิ่มขึ้น แผ่นเหล็ก 317L จึงได้รับความไว้วางใจในอุตสาหกรรมต่างๆ:
การแปรรูปทางเคมีและปิโตรเคมีใช้ในถัง เครื่องปฏิกรณ์ และท่อที่จัดการกับกรด ตัวทำละลาย และคลอไรด์{0}}ที่มีลำธาร ปริมาณโมลิบดีนัมที่สูงขึ้นช่วยป้องกันการเกิดหลุมที่อาจทำลาย 316L
อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษอุปกรณ์โรงงานสารฟอกขาว เครื่องย่อย และเครื่องระเหยได้รับประโยชน์จากการต้านทานคลอรีนไดออกไซด์และสุราอัลคาไลน์ของ 317L
ยาและการแปรรูปอาหารถังสุขาภิบาล ท่อ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต้องการพื้นผิวที่สะอาด -ปราศจากการกัดกร่อน. 317 L ตรงตามมาตรฐานด้านสุขอนามัยที่เข้มงวด ในขณะเดียวกันก็ต้านทานสารเคมีในการทำความสะอาดที่มีฤทธิ์รุนแรง
การผลิตไฟฟ้าและการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของก๊าซไอเสียระบบขัดพื้น ปล่องไฟ และหน่วยนำความร้อน-กลับคืนมาต้องเผชิญกับการควบแน่นที่เป็นกรด 317L ให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในระยะยาว-
ทะเลและนอกชายฝั่งแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง โรงแยกเกลือ และระบบท่อน้ำทะเลใช้ประโยชน์จากการต้านทานคลอไรด์
การใช้งานอื่นๆได้แก่อุปกรณ์ย้อมผ้า การผลิตปุ๋ย และองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมในพื้นที่ชายฝั่ง
วิศวกรมักระบุ 317L เมื่อ 316L แสดงความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ซึ่งช่วยประหยัดเวลาหยุดทำงานและการเปลี่ยนทดแทนที่มีค่าใช้จ่ายสูง
บทสรุป
แผ่นเหล็กสแตนเลส 317L เป็นโลหะผสมออสเทนนิติกโมลิบดีนัมคาร์บอนต่ำ-โมลิบดีนัมสูง ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่า 316L อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์-อุดมไปด้วยและเป็นกรด ปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้น (18–20%) นิกเกิล (11–15%) และโมลิบดีนัม (3–4%) ทำให้ค่า PREN อยู่ที่ 30–34 ทำให้มีความทนทานสูงต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการโจมตีทางเคมีทั่วไป
ปริมาณคาร์บอนต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03%) ช่วยขจัดความเสี่ยงต่อการเกิดอาการแพ้ระหว่างการเชื่อม ดังนั้น 317L จึงสามารถเชื่อมและนำไปใช้งานได้โดยตรง โดยไม่ต้องใช้ความร้อนหลังการเชื่อม-ที่มีค่าใช้จ่ายสูง นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม โดยมีความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำ 205 MPa และการยืดตัวที่ 40% พร้อมด้วยความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ-ที่โดดเด่นจนถึงอุณหภูมิไครโอเจนิกส์
เมื่อเลือก 317L ให้ซื้อจาก aซัพพลายเออร์ที่มีชื่อเสียงผู้ให้การรับรองโรงงานเต็มรูปแบบ (ASTM A240, ASME SA-240, EN 10204 3.1) และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับ
