316 פלדת אל-חלד מוליבדן-מכיל

316 הוא מוליבדן קלאסי-המכיל נירוסטה אוסטניטית, גרסה משודרגת של 304 עם עמידות מוגברת בפני קורוזיה. התוספת של מוליבדן משפרת באופן משמעותי את עמידותו בפני קורוזיה וחריצים בסביבות כלוריד, מה שהופך אותו לחומר המועדף עבור תרחישי קורוזיה קשים.

הרכב כימי (משקל משקל): C קטן מ-0.08 או שווה ל-0.08, Cr=16.00-18.00, Ni=10.00-14.00, Mo=2.00-3.00, Si פחות או שווה ל-1.00, Mn פחות או שווה ל-2.00, P פחות או שווה ל-0.045, S פחות או שווה ל-0.030, Feal{{8}

מאפיינים מכניים (חישול): חוזק מתיחה גדול מ-515MPa או שווה ל-515MPa, חוזק תפוקה גדול מ-205MPa או שווה ל-205MPa, התארכות גדולה או שווה ל-40%, קשיות פחות או שווה ל-217HB

יתרונות ביצועים: עמידות מצוינת בפני קורוזיה וחריצים בסביבות כלוריד (PREN≈25); עמידות טובה בפני קורוזיה במי ים, בתמיסת מלח ובסביבות חומצה/אלקליות חלשות; טווח טמפרטורות שירות רחב (-196 מעלות עד 870 מעלות); יכולת צורה וריתוך מצוינים.

יישומים: חומרה ימית, רכיבי סיפון ספינה, צינורות קירור מי ים, צינורות הובלה בינוניים קורוזיביים חלשים בתעשייה הפטרוכימית, ציוד לעיבוד מזון מלוח, חלקים דקורטיביים חיצוניים של בניין חוף.

ציונים שוות ערך: UNS S31600, JIS SUS316, EN 1.4401, GB 06Cr17Ni12Mo2

Q&A

שאלה 1: מדוע 316 מתאים יותר לאזורי חוף מאשר 304? A1: 316 מתאים יותר לאזורי חוף מאשר 304 בעיקר בגלל תוספת של מוליבדן (2.00-3.00wt%), מה שמשפר משמעותית את עמידותו בפני קורוזיה כלוריד. סביבות חוף עשירות ביוני כלוריד ממי ים ותרסיס מלח, אשר תוקפים בקלות את סרט התחמוצת על משטחי נירוסטה, וגורמים לקורוזיה של חרקים וקורוזיה. 304 סרט התחמוצת של . 304 אינו יציב יחסית בסביבות עתירות כלוריד, מה שמוביל לחלודה וקורוזיה תוך 1-2 שנים. לעומת זאת, מוליבדן ב-316 מקדם היווצרות של סרט פסיביות צפוף ויציב יותר, שיכול להתנגד ביעילות לחדירת יוני כלוריד. המקבילה של התנגדות בור (PREN) של 316 היא בערך 25, הרבה יותר מה-PREN של 18 של 304, מה שמצביע על עמידות חזקה יותר בפני קורוזיה. בנוסף, ל-316 יש תכולת ניקל גבוהה יותר, מה שמשפר את יציבות המבנה האוסטניטי ומשפר עוד יותר את עמידות בפני קורוזיה בסביבות קשות.

ש 2: מה ההבדל בעמידות בפני קורוזיה בין 316 ל-304 במי ים? A2: עמידות בפני קורוזיה של 316 ו-304 במי ים שונה באופן משמעותי. במי ים סטטיים, קצב הקורוזיה של 304 עולה על 0.5 מ"מ לשנה, והוא יחווה קורוזיה ברורה וחריצים בתוך תקופה קצרה, מה שהופך אותו ללא מתאים ליישומי טבילה במי ים-לטווח ארוך. לעומת זאת, קצב הקורוזיה של 316 במי ים סטטיים הוא פחות מ-0.1 מ"מ לשנה, מה שמאפשר לו לשמור על ביצועים יציבים לאורך זמן. הבדל זה נובע בעיקר מתכולת המוליבדן של 316; מוליבדן יכול ליצור סרט תחמוצת עשיר-מוליבדן על פני השטח, שהוא עמיד יותר לשחיקת יוני כלוריד מאשר סרט תחמוצת כרום של 304. במי ים זורמים, העמידות בפני קורוזיה של שניהם משופרת, אך ל-316 עדיין יש יתרונות ברורים. עבור ציוד להתפלת מי ים או רכיבים ימיים הדורשים שירות-לטווח ארוך במי ים, 316 הוא החומר המועדף, בעוד ש-304 מתאים רק ליישומים הקשורים למי ים-לטווח קצר או-מוגנים היטב-.

ש 3: אילו חומרי ריתוך מתאימים לנירוסטה 316? A3: חומרי הריתוך המתאימים לנירוסטה 316 הם בעיקר חוטי ריתוך ER316L ואלקטרודות E316L. חוט ריתוך ER316L מועדף עבור ריתוך קשת טונגסטן בגז (GTAW) וריתוך קשת מתכת גז (GMAW) מכיוון שיש לו הרכב כימי תואם עם 316, במיוחד אותה תכולת מוליבדן, מה שמבטיח שלריתוך יש את אותה עמידות בפני קורוזיה ותכונות מכניות כמו למתכת הבסיס. ה-"L" ב-ER316L מציין תכולת פחמן נמוכה (פחות או שווה ל-0.03wt%), מה שיכול למנוע קורוזיה בין-גרגירית באזור החום הריתוך-שפגוע. בעת ריתוך צלחות עבות (יותר מ-10 מ"מ או שווה ל-10 מ"מ) או רכיבים המשמשים בסביבות קורוזיה קשות, מומלץ חישול לאחר-ריתוך ב-850-900 מעלות כדי למנוע מתח שיורי ולשפר עוד יותר את עמידות בפני קורוזיה. חשוב להימנע משימוש בחומרי ריתוך המיועדים ל-304 (כגון ER308L) עבור 316, מכיוון שהדבר יפחית את תכולת המוליבדן של הריתוך, מה שיוביל לעמידות לקורוזיה ירודה.

ש 4: מהו טווח טמפרטורת השירות של נירוסטה 316? A4: טווח טמפרטורת השירות הרציף של נירוסטה 316 הוא -196 מעלות עד 870 מעלות, שזה דומה לזה של 304, אך יש לה יציבות טובה יותר בסביבות קורוזיביות בטמפרטורה- גבוהה. בטמפרטורות אולטרה-נמוכות עד ל--196 מעלות, 316 שומר על קשיחות מעולה, מתאים למיכלי אחסון קריוגניים וצינורות הובלה-נמוכים המכילים חומרים קורוזיביים. בטמפרטורות גבוהות של עד 870 מעלות, הוא יכול להתנגד לחמצון באטמוספרות מחמצנות; עם זאת, באטמוספרות מפחיתות טמפרטורה-גבוהות (כגון גז עשיר במימן-), ההתנגדות שלו לקורוזיה ירודה. בהשוואה ל-304, ל-316 יש עמידות טובה יותר בפני קורוזיה-בטמפרטורה גבוהה בסביבות המכילות יוני כלוריד או דו תחמוצת הגופרית. יש לציין שכאשר טמפרטורת השירות עולה על 870 מעלות, סרט התחמוצת של 316 יהפוך ללא יציב, ויש לבחור בדרגות -כרום- גבוהות של ניקל כגון 309S עבור שירות-לטווח ארוך. בנוסף, חוזק הזחילה בטמפרטורה גבוהה-של 316 דומה לזה של 304, כך שהוא אינו מתאים לרכיבים נושאי מתח בטמפרטורה גבוהה.

שאלה 5: מדוע 316 יקר יותר מ-304, והאם הוא שווה את העלות הנוספת? A5: 316 יקר ב-30-40% מ-304, בעיקר בגלל תכולת הניקל והמוליבדן הגבוהה שלו. ניקל ומוליבדן הם אלמנטים סגסוגים יקרים; תכולת הניקל של 316 (10.00-14.00wt%) גבוהה מזו של 304 (8.00-10.50wt%), והיא מכילה גם 2.00-3.00wt% מוליבדן, שאין ל-304. האם העלות הנוספת שווה את זה תלוי בסביבת היישום. בסביבות עם קורוזיה נמוכה כמו מים מתוקים, אוויר יבש או קישוט פנימי, 304 מספיק, והשימוש ב-316 יהיה יקר שלא לצורך. עם זאת, בסביבות עם קורוזיה גבוהה כגון אזורי חוף, מי ים, תמיסת מלח או מדיה כימית המכילה יוני כלוריד, עמידות הקורוזיה המעולה של 316 יכולה להאריך משמעותית את חיי השירות של רכיבים, להפחית את עלויות התחזוקה ולהימנע מסכנות בטיחותיות הנגרמות כתוצאה מכשל קורוזיה. לדוגמה, בצינורות קירור מי ים, חיי השירות של 316 הם פי 5-8 מזה של 304, מה שהופך את העלות הנוספת למשתלמת בתרחישים כאלה.