ما هي أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الدرجة البحرية 316L؟

يتم وصف الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L بشكل متكرر على أنها من الدرجة البحرية نظرًا لمقاومتها للتآكل الناتج عن الكلوريد - والشقوق. يشير الحرف L الموجود في 316L إلى الحد الأقصى لمحتوى الكربون بنسبة 0.03%، مما يساعد المادة على الاحتفاظ بمقاومتها للتآكل بعد اللحام. ومع ذلك، فإن عنصر صناعة السبائك الحاسم هو الموليبدينوم بنسبة 2.00-3.00%، وهو ما لا يحتوي عليه 304 العادي. تشرح هذه المقالة الأساس المادي لأنبوب 316L والمعايير التي تحكمه وكيفية تحديده بشكل صحيح للخدمة الساحلية والبحرية.

ماذا تعني الدرجة البحرية لـ 316L؟

الدرجة البحرية ليست تسمية قياسية رسمية؛ وهو مصطلح يستخدم في السوق للإشارة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الذي يحتوي على ما يكفي من الموليبدينوم لمقاومة الحفر في مياه البحر والهواء المحمل بالأملاح-. بالنسبة إلى 316L، فإن الجمع بين 16.00-18.00% كروم، و10.00-14.00% نيكل و2.00-3.00% موليبدينوم ينتج رقمًا مكافئًا لمقاومة التنقر (PREN=Cr + 3.3Mo + 16N) يبلغ تقريبًا 24-29 اعتمادًا على تركيبة الذوبان الفعلية. ومن الواضح أن هذا أعلى من PREN الذي يبلغ حوالي 18-20 لـ 304، وهذا هو السبب في تفضيل 316L لمناطق الرش والهندسة المعمارية الساحلية والمصانع الكيميائية التي تتعامل مع الكلوريدات المخففة. ومع ذلك، فإن مياه البحر المغمورة بالكامل أو الراكدة يمكن أن تسبب تآكل الشقوق تحت الشقوق أو الشقوق الضيقة، وعادة ما يتم تعيين خدمة الغمر الدائم للدرجات المزدوجة أو السبائك الأعلى.

التركيب الكيميائي لـ 316L (ASTM A240 / A312 / A213)

حدود التركيب أدناه مأخوذة من ASTM A240 (اللوحة والصفائح والشريط)، وASTM A312 (الأنابيب غير الملحومة والملحومة) وASTM A213 (الغلاية غير الملحومة وأنبوب المبادل الحراري)، والتي تنطبق جميعها على UNS S31603:

عنصر	316 لتر (UNS S31603) بالوزن٪
الكربون (ج)	0.030 كحد أقصى
المنغنيز (من)	2.00 كحد أقصى
الفوسفور (ف)	0.045 كحد أقصى
الكبريت (S)	0.030 كحد أقصى
السيليكون (سي)	0.75 كحد أقصى
الكروم (الكروم)	16.00-18.00
النيكل (ني)	10.00-14.00
الموليبدينوم (مو)	2.00-3.00
النيتروجين (ن)	0.10 كحد أقصى

الخواص الميكانيكية للأنابيب الملدنة 316L

تنطبق القيم الدنيا التالية على الأنابيب والأنابيب الملدنة 316L الموردة إلى ASTM A312 أو A213:

ملكية	الحد الأدنى للقيمة
قوة الشد	485 ميجا باسكال (70 كيلو باسكال)
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%)	170 ميجا باسكال (25 كيلو باسكال)
استطالة (2 في طول المقياس)	40%
كثافة	7.99 جم/سم3

المعايير ونماذج المنتجات

يتم إنتاج 316L في عدة أشكال، كل منها يحكمه معيار مختلف. يتم تغطية الأنابيب الملحومة وغير الملحومة لخدمة الضغط بواسطة ASTM A312؛ أنبوب غير ملحوم للغلايات والسخانات الفائقة والمبادلات الحرارية حسب ASTM A213؛ والأنابيب الملحومة وغير الملحومة للمقاومة العامة للتآكل-والخدمة الميكانيكية وفقًا لمعيار ASTM A269. والتسمية الأوروبية المكافئة هي EN 10088 1.4404، والتسمية اليابانية هي JIS SUS316L، والتسمية الصينية هي GB 022Cr17Ni12Mo2. عند الطلب، يجب ذكر المعايير والحجم والجدول الزمني وسمك الجدار ومتطلبات الاختبار بشكل واضح في المواصفات.

التطبيقات النموذجية للأنابيب البحرية 316L

تم تحديد أنبوب 316L لمبادلات الحرارة المبردة لمياه البحر- وأجهزة المنصات البحرية وخطوط المرافق وخدمات المباني الساحلية وخطوط المعالجة المسبقة لتحلية المياه وأنابيب العمليات الكيميائية والصيدلانية التي تحمل الوسائط الحاملة للكلوريد - وخطوط الأطعمة والمشروبات المغسولة بالمطهرات المكلورة. في الأنظمة الملحومة، يقلل المحتوى المنخفض من الكربون من ترسيب كربيد الكروم في المنطقة المتأثرة بالحرارة-، لذلك لا تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام- مطلوبة عمومًا لمقاومة التآكل.

التعليمات

س 1: هل أنبوب 316L مناسب حقًا للغمر المستمر في مياه البحر؟
A1: 316L يقاوم رذاذ مياه البحر والظروف المبللة بشكل متقطع بشكل جيد، ولكن مياه البحر المغمورة بالكامل أو الراكدة يمكن أن تسبب تآكل الشقوق تحت الحشف الحيوي أو الشقوق الضيقة. للغمر الدائم، يتم تحديد الدرجات المزدوجة مثل UNS S31803 أو S32205 بشكل شائع.

س 2: ما الفرق بين الأنابيب 316 و 316 لتر؟
ج2: كلاهما يشتركان في نفس نطاقات الكروم والنيكل والموليبدينوم؛ يقوم 316L ببساطة بتقييد نسبة الكربون إلى 0.03% كحد أقصى، مما يمنع التحسس أثناء اللحام ويحافظ على مقاومة التآكل بين الحبيبات في المنطقة -المتأثرة بالحرارة.

س 3: ما هو معدن الحشو الذي يجب استخدامه في لحام الأنابيب 316L؟
A3: يعتبر سلك الحشو ER316L أو الأقطاب الكهربائية المغطاة E316L قياسيًا، مما يتوافق مع كيمياء الكربون المنخفضة - للمادة الأساسية.

س4: هل يمكن استخدام أنبوب 316L في خدمة درجات الحرارة العالية-؟
A4: يسمح ASTM A312 بخدمة درجة حرارة أعلى-، ولكن المحتوى المنخفض من الكربون يقلل من قوة زحف درجة الحرارة المرتفعة-مقارنة بـ 316H. عندما تكون قوة المدى الطويل-التي تزيد عن 500 درجة تقريبًا مهمة، يجب أخذ 316H في الاعتبار.

س 5: هل أنبوب 316L مغناطيسي؟
ج5: في حالة التلدين يكون في الأساس غير مغناطيسي-. يمكن للتشكيل البارد مثل الانحناء أو الرسم أن يحول بعض الأوستينيت إلى مارتنسيت وينتج مغناطيسية طفيفة.

س 6: ما هو المعيار الذي يجب أن أحدده لأنابيب 316L؟
ج6: استخدم ASTM A312 لأنابيب الضغط، وASTM A213 للغلايات غير الملحومة وأنابيب المبادل الحراري، وASTM A269 للأنابيب المقاومة للتآكل -للأغراض العامة-. تأكد من المعيار المطبق مع مواصفات المشروع قبل الطلب.