Både316L och 321är austenitiska rostfria stål med ungefär samma innehåll av krom (16-18%) och nickel (10-14%). Skillnaden beror på en legeringstillägg vardera:
316L innehåller 2,0-3,0 % molybden. Det är molybden som ger 316L dess motståndskraft mot gropfrätning och spaltkorrosion i kloridmiljöer. Det är också det som gör 316L dyrare än 321 på de flesta marknader.
321 innehåller titan, tillsatt med minst 5 x C% (kolhalt). Titanet binder upp kol som titankarbid, vilket förhindrar utfällning av kromkarbid vid korngränserna när metallen värms upp mellan 425 och 900 grader Celsius. Detta kallas stabilisering, och det är anledningen till att 321 kan fungera vid temperaturer där 316L, även i sin låga-kolform, börjar kämpa.
Produktformulär
Bar & Rod
Tallrik & Plåt
Coil & Strip
Rör & Rör
Montering: Fläns, Tee, Armbåge, Reducer etc.
Smide: Ring, axel, cirkel, block etc.
| Element | 316L (%) | 321 (%) |
|---|---|---|
| Krom | 16.0 - 18.0 | 17.0 - 19.0 |
| Nickel | 10.0 - 14.0 | 9.0 - 12.0 |
| Molybden | 2.0 - 3.0 | -- |
| Titan | -- | 5 x C min, 0,70 max |
| Kol | 0,035 max | 0,08 max |
| Mangan | 2.00 max | 2.00 max |
| Kisel | 0,75 max | 0,75 max |
| Fosfor | 0,045 max | 0,045 max |
| Svavel | 0,030 max | 0,030 max |
Korrosionsbeständighet: där 316L tjänar sin premie
Om din servicemiljö involverar klorider är 316L det bättre valet. Molybdenhalten höjer punktfrätningsmotståndsekvivalenttalet (PREN) till cirka 22-25, jämfört med cirka 17-19 för 321. Rent praktiskt betyder detta att 316L motstår gropbildning i havsvatten, bräckt vatten och kloridhaltiga processströmmar där 321 skulle börja visa lokal attack.
Den kritiska groptemperaturen (CPT) berättar historien i siffror. I en standardlösning av 3,5 % NaCl enligt ASTM G150,316Lvisar vanligtvis en CPT runt 25-30 grader Celsius. För 321 är CPT närmare 15-20 grader. I verkliga Gulf-havsvatten med 35 grader Celsius och hög salthalt, är ingendera kvaliteten idealisk för direkt havsvattenkontakt (det är där superduplexkvaliteter som SAF 2507 eller 254 SMO kommer in), men 316L kommer att överleva stänkzon och atmosfärisk exponering mycket längre än 321.
Spänningskorrosion (SCC) är det andra felläget värt att nämna. Båda kvaliteterna är mottagliga för klorid SCC över 60 grader Celsius i klorid-bärande miljöer. 316L överträffar inte 321 här. Om din servicetemperatur är över 60 grader i en kloridmiljö och du inte kan eliminera kloriderna, bör du titta på duplex eller superaustenitiska kvaliteter, inte välja mellan dessa två.
Där321håller sig i oxiderande sura miljöer vid förhöjda temperaturer. Svavelsyra i måttliga koncentrationer, salpetersyraservice och vissa petrokemiska processströmmar där temperaturen är den primära utmaningen snarare än kloridangrepp. Titanstabiliseringen förhindrar intergranulär korrosion i de värme-påverkade zonerna efter svetsning, vilket är viktigt vid sur användning där korngränsangrepp är den primära felmekanismen.
Hög-temperaturprestanda: väskan för 321
Det är här 321 har en genuin, mätbar fördel. ASME-panna- och tryckkärlskoden (avsnitt VIII, division 1) tillåter 321 för drifttemperaturer upp till 816 grader Celsius. För 316L är kodgränsen vid kontinuerlig drift runt 450 grader Celsius, även om intermittent service till 425 grader är vanligt.
Orsaken är karbidutfällning. Även med den låga kolhalten på 316L tillåter långvarig exponering över 425 grader kromkarbider att bildas vid korngränserna, vilket utarmar de intilliggande områdena på krom och skapar en väg för intergranulär korrosion när metallen senare exponeras för korrosiva medier. Titanet i 321 förhindrar detta genom att företrädesvis bilda titankarbid och lämnar krom i lösning.
Verkliga applikationer där 321 är rätt samtal:
- Avgassystem och grenrör som arbetar vid 600-800 grader
- Värmeväxlarrör i katalytiska krackningsenheter
- Ugnskomponenter och strålrörsenheter
- Expansionsfogar och bälgar i hög-temperaturkanaler
- Avgas- och efterbrännarkomponenter för flygindustrin
Svetsning och tillverkning: 316L är mer förlåtande
Båda sorterna är svetsbara med austenitiska standardmetoder: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stick) och SAW. Men tillverkningsupplevelsen är annorlunda.
316L är det enklare betyget att arbeta med i en butik eller i fält. Den låga kolhalten innebär att du kan svetsa den utan att oroa dig för sensibilisering i den värme-påverkade zonen, och du behöver ingen efter-svetslösningsglödgning för att återställa korrosionsbeständigheten. Valet av fyllmetall är enkelt: ER316L för de flesta applikationer, eller ER316LSi om du vill ha bättre vätning och en jämnare strängprofil.
321 kräver mer uppmärksamhet. Titanet som stabiliserar halten påverkar även svetsbadet. Titan har en hög affinitet för syre, och i den smälta svetsbassängen kan det bilda titanoxidinneslutningar som visar sig som slaggliknande defekter om skyddsgastäckningen inte är tät. ER347 fyllmedel (niob-stabiliserat) används vanligtvis istället för ER321 av denna anledning. Niob ger samma stabiliseringsfunktion utan de svetssvårigheter som titan inför.
För rör-till-rörstumsvetsar enligt ASME B16.9, svetsar båda kvaliteterna fint med korrekta procedurer. Problemet dyker upp mer i komplexa svetsar med flera genomgångar, täta fogkonfigurationer eller fältsvetsning där vind och föroreningar är faktorer. Om din tillverkning involverar mycket positionssvetsning eller arbete på plats, kommer 316L att ge dina svetsare färre huvudvärk.
Formbarheten är likartad mellan de två graderna. Båda kan böjas, utvidgas och expanderas med vanliga austenitiska formningstekniker. 321 kan vara något svårare att kall-forma på grund av att titankarbonitridpartiklar ökar arbetshärdningshastigheten, men skillnaden är liten för de flesta rör- och kopplingsapplikationer.
För stumsvetsar (krökar, T-stycken, reduktionsanordningar enligt ASME B16.9 och B16.28) finns båda kvaliteterna tillgängliga från de flesta strumpdistributörer. Det är dock mer sannolikt att 316L-kopplingar finns i lager, medan 321-kopplingar kan behöva beställas med längre ledtid, särskilt i större storlekar eller icke-standardscheman.
| Specifikation | 316L | 321 |
|---|---|---|
| ASTM/ASME (USA) | A312 TP316L / A403 WP316L / A182 F316L | A312 TP321 / A403 WP321 / A182 F321 |
| SV (Europa) | 1.4404 | 1.4541 |
| JIS (Japan) | SUS316L | SUS321 |
| GOST (Ryssland/CIS) | 03Ch17N14M2 | 08Ch18N10T |
| GB (Kina) | 022Cr17Ni12Mo2 | 06Cr18Ni11Ti |
Upphandlingstips som sparar pengar och undviker problem
Kontrollera brukstestcertifikatet för titanhalt på 321 beställningar.Vissa bruk producerar 321 med minsta titan (5 x kol). Om kolet är i den övre delen av intervallet (0,06-0,08%), bör titanet vara minst 0,30-0,40%. Om titanet är marginellt och kolet är högt kan stabiliseringen inte vara effektiv. Be om beräkningen: Ti / (4 x C) bör vara större än 1,0 för full stabilisering.
Ange leveransvillkor.316L-röret levereras vanligtvis i lösningen -glödgat tillstånd. 321 kan levereras glödgat eller stabiliserat-glödgat. Det stabiliserade-glödgade tillståndet (håller vid 900-950 grader i 1-2 timmar) maximerar titankarbidbildningen och förbättrar intergranulär korrosionsbeständighet. Om din applikation omfattar svetsning följt av korrosiv service, specificera stabiliserat-glödgat.
Anta inte att 316L och 321 är utbytbara för kod-kompatibla applikationer.Om konstruktionen gjordes för 316L (med dess specifika tillåtna spänningar enligt ASME Section II, Del D), kräver ersättning av 321 om-kontroll av de tillåtna spänningsvärdena vid designtemperatur. Vid 400 grader har 321 en något lägre tillåten spänning än 316L. Vid 600 grader är 321 högre eftersom 316L inte är kod{11}}bedömd alls vid den temperaturen.
För stumsvetskopplingar, verifiera betygsmärkningen.Beslag ska märkas med klass, värmenummer och tillverkarens symbol enligt ASME B16.9. WP316L och WP321 beslag ser identiska ut. Om ditt lager har båda är färgkodning eller segregerad lagring avgörande. Vi har sett projekt där 321 kopplingar installerades i ett 316L-system och vice versa, upptäcktes först när fel betyg misslyckades i förtid.
Beställ extra material för 321 projekt.Eftersom 321 är mindre vanligt i lager kan ombeställning av ett litet antal mitt-projekt innebära 6-veckors väntan. Beställ 5-10 % extra, speciellt för icke-standardiserade storlekar eller scheman. Redovisningskostnaden för överskott 321 är lägre än tidtabellsrisken att bli kort.
Slutsats
Att välja mellan 316L och 321 är sällan svårt när du väl har definierat servicevillkoren tydligt. Problemet är att många köpare närmar sig beslutet utan att helt karakterisera miljön, och försummar den kvalitet de alltid har använt. Det fungerar tills det inte gör det.
Om du specificerar rör för ett nytt projekt, ägna tid åt att dokumentera driftstemperatur, kloridexponering, syrakoncentration och designlivslängd. Dessa fyra parametrar kommer att tala om för dig vilket betyg du behöver mer tillförlitligt än någon jämförelsetabell. Och om du behöver hjälp med att hitta någon av sorterna, med fullständiga fabrikscertifieringar och global frakt, har vi både 316L och 321 i sömlösa och svetsade former, tillsammans med matchande stumsvetskopplingar och flänsar enligt ASME B16.9, B16.11 och B16.5.
