Nehrđajući čelik 316 naspram legura više-razreda — kada nadograditi materijale cijevi za grijanje

Nehrđajući čelik 316 najrašireniji je materijal za cijevi za grijanje-otporne na koroziju, ali također ima svoje granice performansi. U jače korozivnim okruženjima, nastavak korištenja 316 dovest će do preranog kvara i povećanih troškova održavanja. U ovom trenutku, nadogradnja na više-legura materijale je ekonomičniji izbor. Razumijevanje razlika u performansama između 316 i viših-legura kao što su dvostruki nehrđajući čelik i superaustenitni nehrđajući čelik, te svladavanje vremena nadogradnje materijala, može pomoći poduzećima da postignu najbolju ravnotežu između otpornosti na koroziju i cijene.

Najčešće korišteni poboljšani materijali za cijevi za grijanje uglavnom uključuju 2205 duplex nehrđajući čelik, 254SMO super austenitni nehrđajući čelik i industrijski čisti titan. 2205 duplex nehrđajući čelik ima dvo-faznu strukturu austenita i ferita, s većom čvrstoćom i boljom otpornošću na piting od 316; 254SMO je super austenitni nehrđajući čelik s visokim sadržajem molibdena, a njegova otpornost na koroziju je u mnogim scenarijima bliska onoj titana; materijal od titana ima najbolju otpornost na kloridnu koroziju, ali je i njegova cijena najveća.

Ekvivalentni broj otpornosti na rupičastu koroziju (PREN) važan je pokazatelj za mjerenje otpornosti nehrđajućeg čelika na rupičastu koroziju. Što je viša vrijednost PREN-a, to je bolja otpornost na piting. PREN vrijednost običnog nehrđajućeg čelika 316 je oko 24–26, 316L je u osnovi isti; 2205 dvostruki nehrđajući čelik ima PREN vrijednost od oko 32–35; 254SMO može doseći 42–46; a titan je daleko bolji od svih vrsta nehrđajućeg čelika. U skladu sa stvarnim okruženjem uporabe, 316 je prikladan za prilike s koncentracijom kloridnih iona ispod 200 ppm na sobnoj temperaturi; 2205 može se prilagoditi okolini s 500–1000 ppm klorida; 254SMO se može prilagoditi slanoj vodi veće koncentracije; a titan se može koristiti u morskoj vodi i zasićenoj slanoj vodi dulje vrijeme.

Što se tiče mehaničke čvrstoće, dvostruki nehrđajući čelik ima očite prednosti. Napon razvlačenja 2205 je otprilike dvostruko veći od 316, što znači da se tanji zidovi cijevi mogu koristiti pod istim zahtjevima za-ležaj, čime se štede troškovi materijala. U sustavima grijanja s visokim-tlakom i visokim{6}}protokom, prednost čvrstoće dvostrukog čelika je očiglednija. Što se tiče otpornosti na visoke temperature, austenitni nehrđajući čelici 316 i 254SMO imaju bolju stabilnost na visokim temperaturama, dok se dvostruki nehrđajući čelik ne preporučuje za dugotrajnu-upotrebu iznad 300 stupnjeva zbog rizika od fazne transformacije.

U smislu cijene, 316 je najisplativiji-izbor kao osnovni materijal; 2205 duplex čelik je oko 1,5-2 puta skuplji od 316; 254SMO je oko 3-4 puta; a titan je 4–6 puta. Jednostavno gledajući nabavnu cijenu, troškovi nadogradnje materijala značajno se povećavaju, ali s obzirom na radni vijek i troškove održavanja, nadogradnja materijala je ekonomičnija u sredinama srednje i visoke korozije.

Odluka o nadogradnji materijala treba sveobuhvatno uzeti u obzir više čimbenika. Prvo, intenzitet korozije radnog medija - ako 316 ima vijek trajanja kraći od jedne godine, preporučuje se nadogradnja na materijal više-klase. Drugo, trošak gašenja i zamjene - za kontinuirane proizvodne linije koje se ne mogu lako zatvoriti, troškovno je-učinkovitije odabrati materijale s duljim vijekom trajanja. Treće, uvjeti temperature i tlaka - visoka temperatura će ubrzati koroziju, a visoki tlak zahtijeva veću čvrstoću, a oba su čimbenici koji potiču poboljšanje materijala.

Tablica 1. Usporedba performansi različitih materijala za-grijaće cijevi otpornih na koroziju

表格

Znanstveni odabir klasa materijala prema intenzitetu korozije može učinkovito smanjiti ukupne troškove životnog ciklusa sustava grijaćih cijevi.