300 सीरीज स्टेनलेस स्टील्स के बीच अंतर
300 श्रृंखला ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स जंग का विरोध करने के लिए डिज़ाइन किए गए लौह-आधारित क्रोमियम-निकल मिश्र धातुओं का एक सेट है। यह उत्कृष्ट निर्माण क्षमता, घिसाव के प्रतिरोध और तापमान पर मजबूती के संयोजन में उन्हें पाइपिंग सिस्टम के भीतर निर्माण की सामान्य सामग्री बनाता है।
मिश्रधातुओं के बीच अंतर मामूली लेकिन जानबूझकर किया गया है। हालाँकि इन्हें कई अनुप्रयोगों में परस्पर उपयोग किया जा सकता है, कभी-कभी एक आदर्श समाधान भी होता है। ऐसी स्थितियों में प्रतिस्थापन का मतलब सेवा जीवन से समझौता हो सकता है।
जंग प्रतिरोध
चूंकि संक्षारण प्रतिरोध उन प्राथमिक कारणों में से एक है जो अंतिम उपयोगकर्ता धातु नली का चयन करते हैं, एप्लिकेशन मीडिया आमतौर पर मिश्र धातु चयन का मार्गदर्शन करता है। 304 का उपयोग अक्सर किया जाता है क्योंकि यह सबसे अधिक लागत प्रभावी विकल्प है, हालांकि 321, और 316 विशेष रूप से, बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं। इस कारण से, अधिकांश पेनफ़्लेक्स होज़ 321 या 316एल का उपयोग करके बनाए जाते हैं।
ब्रैड आमतौर पर 304L है क्योंकि यह प्रवाह मीडिया के संपर्क में नहीं आएगा, हालांकि 316L एक विकल्प है यदि अनुप्रयोग संक्षारक वातावरण में है - जैसे कि समुद्र में, उसके ऊपर या उसके पास - या यदि नली का बाहरी भाग संक्षारक के अधीन होगा ड्रिप, स्प्रे, रन-ऑफ आदि के माध्यम से मीडिया।
विशेष रूप से संक्षारक अनुप्रयोगों के लिए, मोनेल® 400 और हास्टेलॉय® सी276 जैसे उच्च-निकल मिश्र धातुओं में बेहतर संक्षारण प्रतिरोधी गुण पाए जा सकते हैं।
300 सीरीज स्टेनलेस स्टील्स: रासायनिक संरचना
नीचे दिया गया चार्ट धातु नली उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम 300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील्स की रासायनिक संरचना को दर्शाता है। एकल आंकड़े एएसटीएम 240 आवश्यकताओं के तहत स्वीकार्य अधिकतम प्रतिशत दर्शाते हैं।
| 304 | 304L | 316 | 316L | 321 | |
| क्रोमियम | 18% – 20% | 18% – 20% | 16% – 18% | 16% – 18% | 17% – 19% |
| निकल | 8% – 10.5% | 8% – 12% | 10% – 14% | 10% – 14% | 9% – 12% |
| मोलिब्डेनम | 2% – 3% | 2% – 3% | |||
| कार्बन | 0.08% | 0.03% | 0.08% | 0.03% | 0.08% |
| मैंगनीज | 2% | 2% | 2% | 2% | 2% |
| फ़ास्फ़रोस | 0.045% | 0.045% | 0.045% | 0.045% | 0.045% |
| गंधक | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.03% |
| सिलिकॉन | .75% | .75% | .75% | .75% | .75% |
| टाइटेनियम | 5 x (सी + एन) मिनट - .70% | ||||
| नाइट्रोजन | 0.1% | 0.1% | 0.1% | 0.1% | 0.1% |
| लोहा | संतुलन | संतुलन | संतुलन | संतुलन | संतुलन |
जब संक्षारण प्रतिरोध की बात आती है तो 304 को आधार रेखा माना जाता है। संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए 321 और 316 ग्रेड में विभिन्न मिश्र धातु घटकों को जोड़ा गया है।
304L और 316L के मामले में, कार्बन निकाल लिया गया है। "एल" का अर्थ "कम कार्बन" है। कम कार्बन मिश्र धातुएं अपने मानक प्रकार के समकक्षों की तुलना में हीट प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) में कार्बाइड वर्षा के प्रति कम संवेदनशील होती हैं।
क्रोमियम और कार्बन वेल्डिंग की गर्मी के तहत मिलकर अनाज की सीमाओं पर क्रोमियम कार्बाइड बना सकते हैं। यह प्रतिक्रिया क्रोमियम परत को नष्ट कर देती है जो स्टेनलेस स्टील को संक्षारण प्रतिरोधी गुण प्रदान करती है, अंततः HAZ को रासायनिक हमले का लक्ष्य बनाती है। कार्बाइड वर्षा से निपटने का एक तरीका मूल सामग्री में कार्बन की मात्रा को कम करना है।
एक और अधिक प्रभावी तरीका धातु में टाइटेनियम जोड़ना है, जैसा कि 321 के मामले में है। टाइप 321 के साथ, क्रोमियम की ओर आकर्षित होने के बजाय, कार्बन टाइटेनियम की ओर आकर्षित होता है। इससे यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि निष्क्रिय क्रोमियम परत बरकरार रहे।
316एल और 321 दोनों के साथ, वेल्ड के बाद की सफाई प्रक्रियाएं अवशिष्ट कार्बाइड वर्षा के कारण होने वाले क्षरण को समाप्त कर सकती हैं।
पिटिंग संक्षारण का प्रतिरोध
मोलिब्डेनम को 316 ग्रेड में जोड़ा जाता है ताकि पिटिंग जंग के प्रतिरोध को बढ़ाया जा सके, खासकर क्लोराइड की उपस्थिति में। उपयुक्त मिश्र धातु के चयन में मदद के लिए, रासायनिक संरचना पर आधारित एक समीकरण विकसित किया गया था। PREN, या पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या, विभिन्न मिश्र धातुओं के बीच पिटिंग संक्षारण प्रतिरोध की तुलना करने का एक सैद्धांतिक तरीका है।
| मिश्र धातु | प्रीन |
| 304, 304L, 309, 310, 321 | 18.0 – 20.0 |
| 316, 316L | 22.6 – 27.9 |
| 317, 317L | 27.9 – 33.2 |
| एएल-6एक्सएन | 39.8 – 45.1 |
| इनकोनेल® 625 | 46.4 – 56.0 |
| हास्टेलॉय® सी-276 | 64.0 – 73.8 |
यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरतनी कि संक्षारण प्रतिरोध के मामले में HAZ मूल सामग्रियों से अधिक मिलता जुलता है और संक्षारण प्रतिरोध को प्राथमिकता देने पर संक्षारण को रोकने की योजना बनाना महत्वपूर्ण है। ऐसे अनुप्रयोगों में जहां संक्षारण कोई समस्या नहीं है, 300 श्रृंखला मिश्र धातुओं में से कोई भी संभवतः समान परिणाम देगा।
300 सीरीज स्टेनलेस स्टील्स के बीच संक्षारण की दरें
इन मिश्र धातुओं के बीच संक्षारण प्रतिरोध के विभिन्न स्तरों को प्रदर्शित करने का एक अन्य तरीका संक्षारण की अपेक्षित दरों पर विचार करना है। दरें रसायन से रसायन में भिन्न होती हैं और पेनफ्लेक्स के संक्षारण प्रतिरोध चार्ट में चित्रित की गई हैं। प्रत्येक वर्ष कितनी धातु घिसेगी, इसके बारे में सोचने में, संक्षारण प्रतिरोध क्षमताओं के बीच अंतर अधिक आसानी से देखा जा सकता है।
और जब संक्षारण प्रतिरोध की बात आती है, तो न केवल मिश्र धातु पर विचार किया जाना चाहिए, बल्कि मिश्र धातु की दीवार की मोटाई पर भी विचार किया जाना चाहिए। हमने इस विषय को विशेष रूप से संबोधित करने के लिए एक और बुलेटिन तैयार किया है।
ऊंचे तापमान पर व्युत्पन्न कारक
कोई भी अन्य सामग्री धातु के समान इतने व्यापक तापमान अंतर के माध्यम से अपने गुणों को बनाए नहीं रख सकती है। 0 डिग्री फ़ारेनहाइट से नीचे की किसी भी चीज़ के लिए धातु की आवश्यकता होगी, इसलिए क्रायोजेनिक अनुप्रयोग धातु की नली के लिए एक सामान्य उपयोग का मामला है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के कुछ यांत्रिक गुण वास्तव में कम तापमान पर बढ़ जाते हैं! लगभग 400 डिग्री फ़ारेनहाइट से ऊपर की किसी भी चीज़ के लिए भी धातु की आवश्यकता होगी, इसलिए सुपर संतृप्त भाप या स्टील मिलों या भट्टियों के भीतर भी धातु नली के लिए संभावित परिदृश्य हो सकते हैं।
यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि बढ़ते तापमान के साथ दबाव रेटिंग में कमी आती है, और सामान्य 300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील्स के बीच उन कारकों में कुछ अंतर हैं। व्युत्पन्न कारक ब्रैड मिश्र धातु पर आधारित होते हैं।
| तापमान डिग्री एफ | 304/304L | 316/316L | 321 |
| 70 | 1 | 1 | 1 |
| 150 | 0.95 | 0.93 | 0.97 |
| 200 | 0.91 | 0.89 | 0.94 |
| 250 | 0.88 | 0.86 | 0.92 |
| 300 | 0.85 | 0.83 | 0.88 |
| 350 | 0.81 | 0.81 | 0.86 |
| 400 | 0.78 | 0.78 | 0.83 |
| 450 | 0.77 | 0.78 | 0.81 |
| 500 | 0.77 | 0.77 | 0.78 |
| 600 | 0.76 | 0.76 | 0.77 |
| 700 | 0.74 | 0.76 | 0.76 |
| 800 | 0.73 | 0.75 | 0.68 |
| 900 | 0.68 | 0.74 | 0.62 |
| 1000 | 0.6 | 0.73 | 0.6 |
| 1100 | 0.58 | 0.67 | 0.58 |
| 1200 | 0.53 | 0.61 | 0.53 |
| 1300 | 0.44 | 0.55 | 0.46 |
| 1400 | 0.35 | 0.48 | 0.42 |
| 1500 | 0.26 | 0.39 | 0.37 |
321 और 304 के लिए तापमान में कमी के कारक 316 से लगभग 700 डिग्री फ़ारेनहाइट तक अधिक हैं और फिर इसके विपरीत सच है, 316 में 321 और 304 की तुलना में अधिक कमी के कारक हैं। व्युत्पन्न कारक जितना अधिक होगा, दबाव रेटिंग उतनी ही अधिक रहेगी।
उदाहरण के लिए, 304एल ब्रैड की एक परत के साथ पी4 सीरीज ¾" 321 स्टेनलेस स्टील नालीदार नली के लिए अधिकतम कामकाजी दबाव की गणना करने के लिए, जो 800 डिग्री फ़ारेनहाइट पर काम करेगा, उचित व्युत्पन्न कारक (.73) द्वारा कामकाजी दबाव (940 पीएसआईजी) को गुणा करें। .
800 डिग्री फ़ारेनहाइट पर नली के लिए कार्यशील दबाव 686 पीएसआईजी है।
पेनफ्लेक्स ने प्रमुख सामग्री आपूर्तिकर्ताओं से ऊंचे तापमान पर तन्यता ताकत पर कच्चे डेटा को इकट्ठा करने और विभिन्न मिश्र धातुओं के लिए प्रत्येक श्रेणी में सबसे कम मूल्य लेने के बाद अपने व्युत्पन्न कारकों को विकसित किया। इस कारण से, वे NAHAD या ISO 10380 द्वारा प्रकाशित व्युत्पन्न कारकों की तुलना में अधिक रूढ़िवादी हो सकते हैं।
अंत फिटिंग के अधिकतम कार्य तापमान को याद रखना महत्वपूर्ण है और बढ़े हुए ऑपरेटिंग तापमान के साथ काम करते समय उनके लगाव की विधि पर भी विचार किया जाना चाहिए।
1000 डिग्री फ़ारेनहाइट से ऊपर के अनुप्रयोग तापमान के लिए, हम अक्सर Inconel® 625 का सुझाव देते हैं।
संपूर्ण आवेदन पर विचार करते हुए
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कई अनुप्रयोगों में नली मिश्र धातु में प्रतिस्थापन का नली के प्रदर्शन पर बहुत कम प्रभाव पड़ेगा। हालाँकि, जब तापमान बढ़ता है, दबाव बढ़ता है, या नली बार-बार चक्रित होती है, तो हमें अधिक ध्यान देना चाहिए।
यदि अनुप्रयोग मीडिया हमारी संक्षारण गणना में एकमात्र कारक होता तो तापमान, दबाव और गति के प्रभाव जटिल हो सकते हैं, जिससे अनुमान से पहले ही संक्षारण हो सकता है। हालाँकि 300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील्स के बीच अंतर छोटा लग सकता है, हम यह देखना शुरू कर सकते हैं कि वे कितनी जल्दी बढ़ सकते हैं।
