316 nerūdijantis plienas yra pramonės standartas jūrinėje rūšyje. Jame yra 2–3 % molibdeno. Šis vienintelis legiruojantis priedas suteikia 316 plienui daug geresnį atsparumą chloridų taškinei ir plyšinei korozijai nei 304. Rezultatas yra maždaug 24–26 316 plieno PREN, palyginti su 18–20 304 plieno. Jūrinėje aplinkoje paprastai reikalingas didesnis nei 22 PREN, todėl 316 yra saugesnis pasirinkimas laivų techninei įrangai, pakrančių konstrukcijoms, taškymosi zonoms ir daugumai sūriame vandenyje esančių įrenginių. „Jūrinė klasė“ yra rinkodaros terminas, o ne reglamentuotas standartas. Nuolatiniam panardinimui į šiltą arba užterštą jūros vandenį dažnai geresnės specifikacijos yra dvilypės rūšys, tokios kaip 2205.
Džuhajuje dirbantis laivų statytojas tai išmoko brangiu būdu. Jis įsigijo 304 nerūdijančio plieno denio detalių, kad 30 % sumažintų medžiagų sąnaudas. Po vieno taifūno sezono Pietų Kinijos jūroje ant tvirtinimo detalių ir vyrių kaiščių atsirado rūdžių ir įdubimų ten, kur telkšojo sūrus vanduo. Garantinės pretenzijos ir keitimo darbai per 14 mėnesių panaikino pradinę santaupą. Šiame vadove paaiškinama, kada 316 nerūdijančio plieno jūrinės klasės detalės yra tinkamos specifikacijos, kada 304 yra priimtinas ir kada reikia visiškai atsisakyti 316.
Pagrindiniai skirtumai
- 316 nerūdijantis plienas vadinamas jūriniu plienu, nes jame esantis 2–3 % molibdeno yra atsparus chloridų taškinei ir plyšinei korozijai sūriame vandenyje.
- Tipinis PREN: 304 ≈ 18–20; 316 ≈ 24–26. Jūrinėje aplinkoje paprastai reikalingas PREN, didesnis nei 22.
- 316L yra saugesnis pasirinkimas suvirintoms jūrinėms konstrukcijoms, nes mažas anglies kiekis sumažina jautrumą karščio paveiktoje zonoje.
- 304 gali išgyventi apsaugotose, gėlavandenėse arba dekoratyvinėse pakrantėse; jis kelia pavojų taškymosi zonose ir panardinant.
- Nuolatiniam panardinimo į šiltą arba užterštą jūros vandenį metu „Duplex 2205“ (PREN ~35) paprastai pranoksta 316.
- Visada patikrinkite cheminę sudėtį naudodami malūno bandymo sertifikatą arba gaunamą bandymą; „jūrinės klasės“ etiketės nereglamentuojamos.
Kas daro 316 nerūdijantį plieną „jūrinės klasės“?
Terminas „jūrinė klasė“ nėra ASTM, EN ar JIS žymėjimas. Tai rinkos aprašymas lydiniams, kurie geriau nei standartinės austenitinės rūšys toleruoja sūrų vandenį ir druskingą atmosferą. Pirkėjams svarbi detalė yra sudėtis, o ne etiketė.
ASTM A240 nurodo šiuos 316/316L ir 304/304L diapazonus:
| Elementas | 304/304l | 316/316l |
|---|---|---|
| chromas | 18.0 – 20.0% | 16.0 – 18.0% |
| Nikelis | 8.0 – 10.5% | 10.0 – 14.0% |
| Molibdenas | Nėra | 2.0 – 3.0% |
| Anglies dioksidas (maks.) | 0.08 % (0.03 % 304L atveju) | 0.08 % (0.03 % 316L atveju) |
Lemiamas skirtumas yra molibdenas. Jis nesudaro pasyvios chromo oksido plėvelės. Vietoj to, jis stabilizuoja plėvelę nuo chloridų poveikio ir sulėtina duobių augimą, kai ji prasideda. Nikelis taip pat padeda, ypač rūgštinėje arba redukcinėje aplinkoje. Molibdenas yra pagrindinė priežastis, kodėl 316 metalas yra geresnis nei 304 jūros vandenyje, druskos pursluose ir pakrančių atmosferoje.
Kadangi „jūrinis nerūdijantis plienas“ nereglamentuojamas, kai kurie tiekėjai jį taiko laisvai. Laikiklis su įspaudu „jūrinis nerūdijantis plienas“ gali būti 304 tipo, tačiau jo kaina yra didesnė. Vienintelis patikimas patvirtinimas yra cheminė sudėtis. 316 tipo plienui nurodykite UNS S31600, o 316L tipo plienui – UNS S31603, ir paprašykite malūno bandymo sertifikato, kuriame būtų nurodytas tikrasis molibdeno kiekis.
316 ir 304 jūrų aplinkoje
Praktinis skirtumas tarp 316 ir 304 jūrų laivybos reikmėms yra chloridų atsparumas. Sūriame vandenyje yra maždaug 19 000 ppm chlorido. Net pakrančių ore gali būti pakankamai druskos, kad laikui bėgant 304 būtų pažeistas.
PREN ir chloridų slenksčiai
Inžinieriai lygina lokalizuotą atsparumą korozijai naudodami taškinio atsparumo ekvivalentinį skaičių:
PREN = % Cr + 3.3 (% Mo) + 16 (% N)
| Klasė | Tipiškas PREN |
|---|---|
| 304/304l | ~18–20 m |
| 316/316l | ~24–26 m |
| 2205 Dvipusis | ~ 35 |
Dauguma projektuotojų mano, kad PREN klasė, didesnė nei 22, yra praktinis minimumas nuolatiniam jūriniam poveikiui. 6 taškų PREN šuolis nuo 304 iki 316 rodo žymų atsparumo taškinei korozijai padidėjimą, todėl 316 yra numatytoji jūrinė klasė.
Praktinės chloridų ribos aplinkos temperatūroje rodo tą patį:
| Klasė | Praktinė chlorido riba (Cl⁻) | Pastaba |
|---|---|---|
| 304/304l | ~100–200 ppm | Mažesnis, jei yra įtrūkimų, nuosėdų arba temperatūra viršija 50 °C |
| 316/316l | ~1,000+ ppm | Našumas pagerėja pasyvuojant ir gerai drenuojant |
| 2205 Dvipusis | ~3 000–5 000+ ppm | Standartas nuolatiniam panardinimui į jūros vandenį |
Jūros vanduo, kuriame chlorido koncentracija yra 19 000 ppm, viršija 304 saugią ribą dviem dydžio eilėmis. Net ir taškymosi zonose bei druskos pursluose chloridai gali kauptis garuodami, todėl 316 yra konservatyvus pasirinkimas bet kokiai įrangai, kurioje yra įprasta druska.
Tarnavimo trukmės lūkesčiai
Tiesioginiame sūriame vandenyje 304 tipo furnitūra gali parausti arba paryškinti dėmes per 6–12 mėnesių. 316 tipo furnitūra, esant tokiam pačiam poveikiui ir tinkamai suprojektuotai bei nuplaunant, gali tarnauti 5–20 metų ar ilgiau, priklausomai nuo zonos. Skirtumas yra platus, nes geometrija, paviršiaus apdaila, deguonies prieiga ir priežiūra yra tokie pat svarbūs kaip ir lydinys.
Guangdongo prieplaukos rangovas pakeitė 304 turėklus 316 turėklais, kai apatiniai turėklai įdubo ten, kur taškosi bangos. Atnaujinti turėklai po ketverių metų nebuvo pastebimai pažeisti. Originali 316 specifikacija būtų kainavusi mažiau nei kartu sudėjus pirmąjį pirkimą ir remontą.
Jūrų poveikio zonos: kur 316 laimi ir kur jam sunku
Ne visos jūrinės zonos yra vienodos. Tas pats paviršius vienoje zonoje gali išsilaikyti dešimtmečius, o kitoje – per kelis mėnesius.
Pakrantės atmosfera
1–2 km spinduliu nuo jūros druskos prisotintas oras nusėda ant paviršių ir sugeria drėgmę. Šiose zonose 316 dažiklis pirmenybė teikiama turėklams, fasadams, apšvietimui ir architektūrinei apdailai. 304 dažiklis gali išlikti toliau nuo jūros arba uždaruose kiemuose, tačiau prie pakrantės greičiausiai matysis arbatos dėmės, nebent jis būtų dažnai valomas.
Purslų zonos
Aptaškymo zonos yra viena agresyviausių aplinkų. Dėl pakaitinio drėkinimo ir džiūvimo paviršiuje susikaupia chloridai. Aptaškymo veikiamiems jungiamiesiems elementams paprastai nurodomos 316 arba duplekso markės. 304 paprastai nerekomenduojamas.
Nuolatinis panardinimas į jūros vandenį
Čia vaizdas tampa subtilesnis. 316 plienas gali gerai veikti tekančiame, švariame, vidutinės temperatūros jūros vandenyje. Britų nerūdijančio plieno asociacija įspėja, kad stovintis jūros vanduo padidina riziką. Lėtas srautas ir horizontalūs vandens tekėjimai, kur vanduo gali stovėti, taip pat padidina 316 plieno taškinės ir plyšinės korozijos riziką. Didelis srautas ir reguliarus plovimas sumažina riziką.
Nuolatiniam panardinimui į šiltą, užterštą arba didelio greičio jūros vandenį paprastai nurodomos „duplex 2205“ arba superaustenitinės markės. Pasaulinė nerūdijančio plieno organizacija pažymi, kad superaustenitinės markės yra pageidaujamos sudėtingiausioms nuolatinio panardinimo sąlygoms.
Potvynių ir protarpinis poveikis
Potvynių ir atoslūgių zonos dažnai yra mažiau agresyvios nei taškymosi zonos, nes paviršių reguliariai nuplauna potvynis. 316 plienas plačiai naudojamas potvynių ir atoslūgių įrangai, jungiamosioms detalėms ir inkarų sistemoms. Drenažo projektavimas išlieka svarbus.
Įprastos 316 nerūdijančio plieno jūrinės paskirties sritys
316 nerūdijančio plieno jūrinės klasės furnitūra naudojama jūrų ir pakrančių pramonės šakose:
- Valčių denio furnitūra: turėklai, atramos, kabliai, gervės, vyriai ir skląsčiai
- Korpuso jungiamosios detalės, gofruotieji čiaupai ir vožtuvai
- Sraigto velenai, siurblio velenai ir vairo komponentai
- Inkarų grandinės, suktuvai ir lanko ritinėliai
- Pakrantės architektūros elementaiturėklai, fasadai, apvadai ir apšvietimo stulpai
- Gėlinimo įrenginių vamzdynai ir šilumokaičiai
- Akvakultūros narvai, tinklai ir atraminiai rėmai
- Jūrų tvirtinimo detalės, varžtai, veržlės ir poveržlės
- Nardymo ir povandeninės įrangos korpusai
Kiekvienam atvejui geriausias kokybės laipsnis priklauso nuo to, ar detalė yra suvirinama, nuolat panardinama, veikiama vandens purslų, ar tik atmosferos sąlygomis. 316 varžtas blogai suprojektuotoje persidengiančioje jungtyje vis tiek gali sugesti greičiau nei 304 varžtas atviroje, drenuojamoje konstrukcijoje.
316L ir 316 suvirintoms jūrinėms konstrukcijoms
Suvirinimas keičia korozijos riziką. Karščio paveikta zona gali tapti jautri, jei grūdelių ribose susidaro chromo karbidai, todėl susidaro chromo nusodrintos zonos, kurios pirmiausia koroduoja chloridų aplinkoje.
Standartinio 316 plieno didžiausias anglies kiekis yra 0.08 %. 316L plieno atveju anglies kiekis neviršija 0.03 %. Šis nedidelis sumažinimas žymiai sumažina karbido iškritimą suvirinimo ir aukštos temperatūros eksploatavimo metu. Suvirintiems laivų rėmams, turėklams, rezervuarams ir pakrantės konstrukcijoms vietoj standartinio 316 plieno pasirinkite 316L, o ne standartinį 316.
Taip pat svarbus užpildo metalo pasirinkimas. Suvirinkite 316/316L su ER316L. Po suvirinimo atliktas valymas ir pasyvavimas atkuria pasyviąją plėvelę. Be pasyvavimo suvirinimo apnašos gali tapti pirmąja korozijos vieta.
Ningbo laivų statykla perėjo prie 316L marlės suvirintoms cisternų antgaliams, kai standartinės 316 marlės antgaliai karščio paveiktoje zonoje pradėjo plyšti. Šis pakeitimas pašalino gedimo pobūdį.
Jūrų projektavimo ir viešųjų pirkimų taisyklės 316
Rūšių pasirinkimas yra tik pusė darbo. Geras dizainas ir patikrinimas yra lygiai taip pat svarbūs.
Dizaino taisyklės
- Venkite vandens gaudyklių. Horizontalūs vamzdžiai ir įgilintos kišenės leidžia jūros vandeniui kauptis, o tai padidina skylių susidarymo riziką.
- Suprojektuokite jungtis taip, kad vanduo nutekėtų ir išdžiūtų. Naudokite drenažo angas, kuriose galėtų kauptis vanduo.
- Sumažinkite plyšių skaičių. Užlaidų jungtys, tarpinių kraštai ir varžtų sriegiai sulaiko chloridus. Jei įmanoma, naudokite sandariklius arba ištisines suvirinimo siūles.
- Reikalaujama lygių paviršių apdaila. Šiurkštesni paviršiai suteikia daugiau vietų duobėms atsirasti. Pasyvavimas po apdirbimo ar suvirinimo atkuria pasyviąją plėvelę.
- Izoliuoti skirtingus metalus. Anglinis plienas, aliuminis ir net kai kurie vario lydiniai gali sudaryti galvanines poras su nerūdijančiu plienu jūros vandenyje.
- Panardintose sistemose apsvarstykite apsauginių anodų naudojimą. Anodai apsaugo nerūdijantį plieną pirmiausia korozijos būdu.
Viešųjų pirkimų patikrinimas
Kadangi etiketės nėra reglamentuojamos, pirkėjai prieš priimdami siuntą turėtų patikrinti medžiagų cheminę sudėtį:
- Paprašykite malūno bandymo sertifikato (MTC), kuriame būtų nurodytos tikrosios Cr, Ni, Mo ir C vertės.
- Patikrinkite, ar molibdeno kiekis yra 2.0–3.0 % ribose.
- Naudokite nešiojamąjį rentgeno spindulių šaltinį (XRF) didelės vertės arba kritinių dalių įeinančių medžiagų patikrai.
- Jei rentgeno spindulių spektrometras (XRF) negalimas, greitam įrangos patikrinimui lauke naudokite molibdeno taškinį testą.
- Būkite atsargūs su nepažymėtais tvirtinimo elementais ar įranga, parduodama tik kaip „laivui skirta nerūdijanti plienas“.
„LIANYUNGANG DAPU METAL“ tiekia 316 ir 316L nerūdijantį plieną su „Mill Test“ sertifikatais ir visišku atsekamumu. Pateikdami užsakymą, paprašykite medžiagos sertifikavimo .
Kai 316 nepakanka: atnaujinkite į dvipusį
316 nėra atsparus korozijai. Netinkamomis sąlygomis jis koroduos duobėse ir plyšiuose. Apsvarstykite galimybę pereiti prie dupleksinių arba superaustenitinių rūšių, kai:
- Chloridų kiekis nuolat viršija ~1 000–3 000 ppm.
- Darbinė temperatūra chloridiniame vandenyje išlieka aukštesnė nei ~50–60 °C.
- Dalis yra nuolat panardinta į šiltą, užterštą arba dideliu greičiu tekančią jūros vandenį.
- Įtrūkimų išvengti neįmanoma, o 316 sugedo arba yra ties riba.
- Projektavimo tarnavimo laiko reikalavimai agresyvioje panardinimo aplinkoje viršija 20 metų.
„Duplex 2205“ PREN yra maždaug 35. „Super duplex 2507“ viršija 40. Šios markės iš pradžių kainuoja brangiau, tačiau esant intensyviam naudojimui jos gali sumažinti gyvavimo ciklo sąnaudas, nes nereikia keisti.
Kada 304 iš tikrųjų yra priimtinas
316 ne visada būtinas. Mažo chloridų kiekio aplinkoje 304 pasižymi tokiomis pačiomis antikorozinėmis savybėmis už mažesnę kainą. 304 reikia naudoti, kai:
- Naudojimas atliekamas patalpose arba gėlame vandenyje.
- Dizainas yra atviras, nusausintas ir be įtrūkimų.
- Ši dalis yra dekoratyvi, nekonstrukcinė ir yra atokiau nuo druskos purslų.
- Darbinė temperatūra išlieka žemesnė nei 50 °C.
- Sutaupoma daug, o korozijos rizika yra nereikšminga.
Šanchajuje dirbantis architektūros konsultantas biuro fasadui sausumoje pasirinko 316 markės lakštą, nes klientas manė, kad tai aukščiausios klasės medžiaga. 304 markės lakštui buvo suteikta 20 metų korozijos garantija, o medžiagų kaina buvo 38 % mažesnė. Pastatas buvo nukreiptas į miesto gatvę, o ne į vandenyną. 304 markės lakštas buvo protingesnis pasirinkimas.
Atrankos matrica: 304, 316, 316L arba dvipusė?
Naudokite šią matricą, kad suderintumėte nuolydį su faktine aplinka.
| aplinka | Rekomenduojamas laipsnis | Kodėl |
|---|---|---|
| Vidinis / gėlas vanduo | 304 | Mažas chloridų kiekis, ekonomiškas |
| Pakrantės atmosfera (≤1 km nuo jūros) | 316 | Druskos purslai ir drėgmė |
| Jūros purslų zona | 316 / dvipusis | Koncentruoto chlorido poveikis |
| Nuolatinis panardinimas į jūros vandenį | 316L / 2205 dvipusis | Didelis chloridų kiekis, reikalingas PREN ≥ 32 |
| Suvirinta jūrinė įranga | 316L | Mažas anglies kiekis apsaugo nuo jautrinimo |
| Šiltas arba užterštas jūros vanduo | 2205 / 2507 dvipusis | Už 316 saugaus apvalkalo ribų |
| Maistas su druska / rūgščiais sūrymais | 316L | Korozija ir lengvas valymas |
Dažnai užduodami klausimai
Ar 316 nerūdijantis plienas yra jūrinės kokybės?
Taip, 316 yra plačiai vadinamas jūrinės klasės nerūdijančiu plienu, nes jame esantis 2–3 % molibdeno suteikia jam didelį atsparumą chloridų taškinei ir plyšinei korozijai sūriame vandenyje ir pakrančių atmosferoje. Šis terminas nėra reglamentuojamas, todėl pirkėjai turėtų patikrinti cheminę sudėtį, o ne pasikliauti etiketėmis.
Ar 304 nerūdijantis plienas gali būti naudojamas sūriame vandenyje?
Tik labai retais atvejais. 304 neturi molibdeno, o praktinė chloridų riba yra apie 100–200 ppm. Tiesioginiam sąlyčiui su sūriu vandeniu, taškymosi zonoms ir pakrančių įrangai paprastai reikalinga 316 arba aukštesnės klasės medžiaga. Reguliariai valant ir džiovinant, 304 gali atlaikyti retkarčiais pasitaikantį druskos purslų poveikį.
Kuo skiriasi 316 ir 316L jūrinės klasės plienas?
316L plieno anglies kiekis yra mažesnis (daugiausia 0.03 %, palyginti su standartinio 316 plieno 0.08 %). Mažesnis anglies kiekis sumažina chromo karbido iškritimą suvirinimo metu, todėl 316L yra geresnis pasirinkimas suvirintoms jūrinėms konstrukcijoms ir karščio paveiktoms zonoms.
Ar 316 nerūdijantis plienas rūdys sūriame vandenyje?
316 metalas vis tiek gali dėmėtis arba duobėti esant didelei chloridų koncentracijai, prastai paviršiaus apdailai, dideliems įtrūkimams arba galvaniniam sąlyčiui su skirtingais metalais. Teisingas terminas yra „be dėmėtumo“, o ne „atsparus dėmėms“. Tinkamas dizainas, pasyvavimas ir skalavimas pailgina tarnavimo laiką.
Kiek laiko 316 nerūdijantis plienas tarnauja sūriame vandenyje?
Gerai suprojektuotas ir prižiūrimas 316 plienas sūriame vandenyje gali tarnauti 5–20+ metų. Tarnavimo trukmė labai priklauso nuo poveikio zonos, paviršiaus apdailos, plyšių konstrukcijos ir priežiūros. Nuolatiniam panardinimui į šiltą arba užterštą jūros vandenį gali prireikti dupleksinių rūšių, kad būtų pasiektas panašus tarnavimo laikas.
Kada turėčiau naudoti dupleksą vietoj 316?
Atnaujinkite į „Duplex 2205“ , kai chloridų kiekis nuolat viršija ~1 000–3 000 ppm, darbinė temperatūra chloridiniame vandenyje viršija 50–60 °C, detalė yra nuolat panardinta į jūros vandenį arba neišvengiamai susidaro įtrūkimai. „Duplex 2205“ PREN yra ~35, palyginti su ~24–26, kai naudojamas 316.
Kaip sužinoti, ar mano furnitūra tikrai pagaminta iš 316 nerūdijančio plieno?
Paprašykite malūno bandymo sertifikato, kuriame būtų nurodyta faktinė cheminė sudėtis, ypač molibdeno kiekis. Atliekant prekių patikrą, naudokite nešiojamąjį rentgeno spindulių spektrometrą arba molibdeno taškinį bandymą. Su nepažymėta furnitūra, parduodama tik kaip „jūrinė kokybė“, reikia elgtis atsargiai.
Ar 316 vertas papildomų išlaidų, palyginti su 304, skirtų naudoti laivuose?
Paprastai taip. 316 paprastai kainuoja 20–40 % daugiau nei 304, tačiau sūriame ar pakrantėje dėl ilgesnio tarnavimo laiko ir mažesnių pakeitimo išlaidų tai dažniausiai yra pigesnis pasirinkimas. Naudojant sausumoje, gėlame vandenyje ar dekoratyviniais tikslais, 304 dažnai yra protingesnė investicija.
Išvada
Lyginant 316 nerūdijančio plieno, skirto jūrinei klasei , su 304, charakteristikas, svarbu ne rasti universalų nugalėtoją. Svarbu suderinti lydinį su konkrečia jūrine aplinka. Sūraus purškimo, taškymo zonose ir daugumoje pakrančių įrangos elementų laimi 316/316L, nes molibdenas stabilizuoja pasyviąją plėvelę. Mažo chlorido kiekio, patalpų viduje ar gėlame vandenyje atveju 304 užtikrina tą patį tarnavimo laiką už mažesnę kainą. Nuolatinio panardinimo metu, naudojant agresyvų poveikį, dupleksinės markės dažnai tampa saugesne investicija.
Norėdami peržengti etikečių ribas, naudokite PREN, chloridų slenksčius ir poveikio zonos logiką. Ir nepamirškite: markės pasirinkimas yra tik dalis sprendimo. Geras drenažas, švarios suvirinimo siūlės, pasyvavimas po suvirinimo ir pirkimo patvirtinimas gamyklinių bandymų sertifikatais dažnai yra tokie pat svarbūs, kaip ir pats lydinys.
„LIANYUNGANG DAPU METAL“ tiekia 316 ir 316L nerūdijantį plieną lakštų, plokščių, ritinių, vamzdžių ir pagal užsakymą pagamintų formų pavidalu su gamyklinių bandymų sertifikatais ir visišku atsekamumu. Pateikite užklausą dėl kainos pasiūlymo arba konkrečios rūšies laivybos konsultacijų.
