איזו דרגת נירוסטה עדיפה: 304 או 316?

304 ו-316 במבט אחד

304 (UNS S30400) ו-316 (UNS S31600) הן פלדות אל-חלד אוסטניטיות בעלות מבנה קוביות במרכז- המעניק להן קשיחות מעולה, משיכות ויכולת ריתוך. הם נראים כמעט זהים בעין בלתי מזוינת, ובכל זאת הכימיה, המחיר וביצועי הקורוזיה שלהם שונים באופן משמעותי. 304 נקראת לפעמים פלדת אל חלד 18/8 מכיוון שהיא מכילה כ-18% כרום ו-8% ניקל, בעוד ש-316 הוא מסוג 18/10 בתוספת מוליבדן. השאלה המעשית היא לא איזו כיתה עדיפה במונחים אבסולוטיים, אלא איזו מהן מתאימה לסביבת השירות, שיטת הייצור והתקציב של פרויקט ספציפי.

הרכב כימי (ASTM A240)

הטבלה שלהלן מפרטת את מגבלות ההרכב לצלחת, גיליון ורצועה לפי ASTM A240. ההבדל העיקרי הוא מוליבדן: 316 מכיל 2.00-3.00%, בעוד ש-304 אינו מכיל אף אחד כאלמנט מוגדר.

מאפיינים מכניים (חישול, ASTM A240)

במצב חישול, שתי הדרגות מציגות חוזק דומה של טמפרטורת -חדר. ההבדל נעשה גלוי בטמפרטורה מוגברת, כאשר מוליבדן נותן יתרון ל-316 בהתנהגות של זחילה ולחץ-.

עמידות בפני קורוזיה: תפקידו של מוליבדן

כרום יוצר את סרט תחמוצת הכרום הפסיבי המעניק לנירוסטה את עמידותה בפני קורוזיה. מוליבדן מחזק את הסרט הזה בחומר הפחת וכלוריד-. כתוצאה מכך, 316 מראה התנגדות פיתול גבוהה יותר למדידה, המתבטאת במספר שווה ערך להתנגדות בור (PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N): בערך 18-20 עבור 304 ו-24-28 עבור 316.

בפועל: 304 מותקף על ידי קורוזיה של חריצים וחריצים במי ים,-מלח הקרח וזרמים גבוהים של תהליך-כלוריד, והוא עלול לסבול מפיצוחי קורוזיה בתמיסות כלוריד חמות. 316 עומד בתנאים אלה הרבה יותר זמן ולכן היא הבחירה הסטנדרטית עבור מבני חוף, אבזרי מפעלים כימיים וציוד כימי{4}. חומצות זרחתיות טובות יותר מ-304, והיא מוגדרת באופן נרחב עבור ציוד המנוקה עם חומרי חיטוי עם כלור, כגון מפעלי חלב ומשקאות באמצעות מערכות CIP.

הדרכה ליישום

איפה 304 היא הבחירה הנכונה

כיורי מטבח, משטחים, כלי בישול וכלי שולחן

ציוד לאחסון ועיבוד מזון ומשקאות למוצרים לא-אגרסיביים

לוחות אדריכלות פנים, מעקות ומעקות

חומרה ביתית, מחברים ודיפון רכב בסביבות יבשות

איפה 316 היא הבחירה הנכונה

רכיבים ימיים: חומרת רציף, פירי מדחף, אביזרי סירה

עיבוד כימי ופרמצבטי: מיכלים, שסתומים, צנרת

מכשור רפואי ומכשור ניתוחי

עיבוד פירות ים וייצור מזון חומצי עם ניקוי CIP

מבנים חיצוניים באווירה חופית או תעשייתית

בחירה בין 304 ל-316

התחל עם הסביבה: אם היישום כולל כלורידים, מי ים, חומצות או טמפרטורות מעל בערך 60 C בשירות כלוריד, בחר 316. אם המדיום הוא מים ניטרליים, אוויר יבש או מוצרי מזון רגילים, 304 בדרך כלל מספק את הביצועים הנדרשים בעלות נמוכה יותר. מכיוון ש-316 מכיל יותר ניקל ומוליבדן, המחיר שלו גבוה יותר באופן ניכר, ולכן עבור פרויקטים בנפח גדול-יש לכמת את ההבדל בעלויות החומר. כאשר נותר ספק, ציין בדיקות כגון מדידת פוטנציאל גלילה או הערכת ריסוס-מלח על קופונים מייצגים לפני שתסיים את הציון.

שאלות נפוצות

האם נירוסטה 316 תמיד טובה יותר מ-304?

אין. 316 מתעלה על 304 בשירותי כלוריד וחומצה, אבל בסביבות ניטרליות או קורוזיביות קלות העלות הנוספת של ניקל ומוליבדן מביאה מעט תועלת. 304 היא הבחירה החסכונית יותר ליישומים כלליים של מזון, אדריכלות ויישומים ביתיים.

האם ניתן להשתמש בנירוסטה 304 ליד הים?

בזהירות. במקומות חוף מקורה מוגנים 304 עשוי לשרוד במשך שנים, אך בריסוס מלח ישיר, התזת מי ים או אטמוספרות כלוריד חמות הוא יתנקם ועשוי להיסדק תחת לחץ. לחשיפה ימית מומלצת 316, או דרגת סגסוגת- גבוהה יותר כגון 6% Mo super-אוסטניטית או נירוסטה דופלקסית.

כיצד ניתן להבחין בין 304 ל-316?

לא ניתן להבחין ביניהם בצורה מהימנה על ידי עין, משקל או בדיקת מגנט פשוטה מכיוון ששניהם למעשה אינם-מגנטיים במצב החישול. זיהוי חיובי מצריך ניתוח כימי, למשל PMI (זיהוי חומר חיובי) עם מנתח קרני X- שמזהה את שיא המוליבדן של 316.

האם מזון 304 ו-316 בטוח?

שניהם מקובלים למזון-שימוש במגע. 304 הוא ברירת המחדל עבור רוב ציוד המזון. 316 מועדף כאשר המוצר הוא חומצי, מלוח, או כאשר נעשה שימוש בחומרי ניקוי עם כלור, מכיוון שהוא מתנגד יותר להתקפות של מדיה אלו ואינו משחרר יונים מתכתיים משמעותיים בתנאים רגילים.

למה 316 יקר יותר מ-304?

316 מכיל בערך 2-4% יותר ניקל ו-2-3% מוליבדן. שני האלמנטים הם תוספות סגסוגות יקרות, והפרש המחירים בין שתי הדרגות עוקב אחר מחירי השוק של ניקל ומוליבדן.

האם 316 מגנטי?

כמו 304, חישול 316 הוא בעצם לא-מגנטי. עבודה קרה, כמו כיפוף או שרטוט, יכולה להפוך חלק מהאוסטניט למרטנזיט וליצור מגנטיות קלה, שהיא נורמלית ואינה מעידה על חומר פגום.