Sut Mae Dur Di-staen Graddau 304 a 316 yn Gwahaniaethu mewn Gwrthsefyll Cyrydiad ar gyfer Ceisiadau Plât Gwresogi?

Mae angen platiau Teflon ar gyfer nad ydynt yn glynu. Mae angen platiau gwresogi dur di-staen ar gyfer gwydnwch a gwrthsefyll cyrydiad. Mae'r ddwy radd austenitig amlycaf, 304 a 316, yn edrych fwy neu lai yr un peth, ond maent yn wahanol iawn o ran eu gallu i wrthsefyll rhai cyfryngau cyrydol -gwahaniaeth a all benderfynu ar oes gwasanaeth y plât. Er mwyn lleihau methiant cynnar ac amser segur heb ei gynllunio, mae'n bwysig bod peirianwyr yn ymwybodol o'r gwahanol ymddygiadau cyrydiad o 304 a 316 o ddur di-staen wrth ddewis plât gwresogi ar gyfer gwresogi prosesau diwydiannol, offer labordy neu gymwysiadau prosesu bwyd.

Cyfansoddiad Cemegol: Rôl Molybdenwm
Mae 304 a 316 ill dau yn ddur di-staen austenitig, sy'n golygu bod ganddyn nhw strwythur grisial ciwbig (wyneb-ciwbig wedi'i ganoli) sy'n rhoi ffurfiant a gwydnwch da iddynt. Mae'r ddau yn cynnwys cromiwm (Cr) a nicel (Ni) fel y prif elfennau aloi. Mae dur di-staen yn gwrthsefyll cyrydiad oherwydd yr haen ocsid goddefol y mae cromiwm yn ei ddatblygu ar yr wyneb. Mae nicel yn sefydlogi'r strwythur austenitig ac yn gwella ymwrthedd i leihau asidau.

Gwneir y gwahaniaeth gan y molybdenwm (Mo). Nid yw Gradd 304 yn cynnwys unrhyw folybdenwm. Mae gan Radd 316 tua 2-3% o folybdenwm yn ôl pwysau. Mae'r cynnydd hwn sy'n ymddangos yn fach yn newid ymddygiad electrocemegol yr aloi yn sylweddol ym mhresenoldeb cloridau a rhai asidau.

304 Dur Di-staen - Cyfansoddiad nodweddiadol: 18% cromiwm, 8% nicel, cydbwysedd haearn. Cynnwys carbon uchaf 0.08% mewn gradd arferol (mae gan 304L garbon is ar gyfer gwell weldadwyedd).

316 Dur Di-staen Cyfansoddiad nodweddiadol: 16-18% cromiwm, 10-14% nicel, 2-3% molybdenwm, haearn cydbwysedd. Y prif ychwanegyn aloi yw molybdenwm.

Hefyd mae'r crynodiad nicel yn sylweddol uwch yn 316 (10-14% o'i gymharu â 8-10.5% yn 304) sy'n cynyddu ymwrthedd i amodau sy'n lleihau.

Sut Mae Molybdenwm yn Cyfrannu at Wrthsefyll Cyrydiad
Mae molybdenwm yn helpu gydag ymwrthedd cyrydiad mewn sawl ffordd. Mae'n tewhau'r ffilm ocsid goddefol gan arwain at ffilm fwy sefydlog ac yn llai agored i ddiraddio gan ïonau clorid. Mae molybdenwm hefyd yn cyfyngu ar ffurfio ac ehangu safleoedd cyrydiad lleol bach sy'n gallu treiddio'n ddwfn i'r metel.

Gwahaniaethwr mawr yw'r Rhif Cyfwerth â Gwrthiant Pitting (PREN) sy'n fformiwla empirig a ddefnyddir i raddio ymwrthedd dur gwrthstaen i gyrydiad tyllu mewn amgylcheddau sy'n cynnwys clorid. Y fformiwla nodweddiadol ar gyfer PREN yw:

PREN=%Cr + 3.3 x % Mo + 16 x %N

Ar gyfer graddau arferol (heb ychwanegiadau nitrogen bwriadol):

304 dur gwrthstaen: PREN ≈ 18 + 3.3 × 0 + 0=18 (fel arfer 18-19)

316 o ddur di-staen: PREN ≈ 17 + 3.3 × 2.5 + 0=25.25 (24–26 fel arfer)

Mae gwerth PREN uwch o 316 yn golygu ymwrthedd llawer gwell i gyrydiad tyllu a holltau yn enwedig mewn amodau clorid cynnes fel dŵr môr, dad{1}}halwynau eisin neu atmosfferau arfordirol.

Cymhariaeth ymwrthedd cyrydiad platiau gwresogi
Yn ogystal ag amgylchedd y broses, mae platiau gwresogi hefyd yn agored i dymheredd uchel a allai gyflymu'r cyrydiad. Mae llawer o'r gymhariaeth o berfformiad plât gwresogi dur di-staen 304 yn erbyn 316 yn dibynnu ar y cemegau cyrydol sy'n bresennol.

Cyrydiad Atmosfferig yn Gyffredinol
Mae 304 a 316 yn debyg mewn amgylchedd mewnol glân neu ardaloedd awyr agored sych gyda llygredd isel. Mae'r haen ocsid goddefol yn dal i fod yn bresennol ac mae cyfraddau cyrydiad yn gymedrol. 304 yn aml yn addas ac yn rhatach ar gyfer platiau gwresogi ar gyfer ffyrnau labordy, gwresogyddion proses sych neu blatennau wedi'u gwresogi mewn caeau wedi'u rheoleiddio.

Pylo a Chrydiad Agen a Achosir gan Glorid
Mae cyrydiad lleol ar blatiau gwresogi dur di-staen yn cael ei achosi amlaf gan gloridau (halwyn). Ffynonellau: Y post:

Chwistrell dŵr hallt neu ddŵr môr

Dad-eisin halwynau sy'n cael eu cario i gyfleusterau prosesu bwyd

Asiantau glanhau clorinedig (cannydd, sodiwm hypoclorit)

asid hydroclorig neu gloridau metel mewn hylifau proses

Chwistrell halen (atmosfferig) o'r arfordir

Ym mhresenoldeb cloridau ac ocsigen gall yr haen oddefol ar 304 fethu mewn mannau gwan (cynhwysiant, crafiadau neu holltau). Unwaith y bydd pwll wedi dechrau mae'r asidedd lleol o fewn y pwll yn cyflymu'r broses ddiddymu. Gall pyllau dyllu plât gwresogi mewn wythnosau neu fisoedd, gan arwain at ollwng cydrannau trydanol neu halogi'r broses.

Mae 316 o ddur di-staen gyda molybdenwm yn llawer mwy gwrthsefyll cychwyn pwll. Mae'r gwahaniaeth PREN hwn o tua 7 pwynt yn golygu y bydd tymheredd cyrydiad tyllu sylweddol uwch (PCPT). 304 yn cyrydu mewn dŵr môr ar dymheredd amgylchynol mewn cyfnod byr o amser, ond nid yw hyn yn effeithio ar 316 yn y bôn. Argymhellir yn gryf bod platiau gwresogi y gellir eu golchi â glanedyddion clorinedig neu eu chwistrellu â halen yn cael eu gwneud o 316.

Ymwrthedd Asid
Weithiau defnyddir platiau gwresogi mewn cysylltiad â hylifau diwydiannol asidig neu doddiannau glanhau:

Asid sylffwrig (H₂SO₄) – mae 316 wedi cynyddu gwydnwch yn enwedig ar grynodiadau a thymheredd cymedrol. Mae'r molybdenwm yn cynyddu'r ymwrthedd i leihau asidau. Mae'r ddwy radd, fodd bynnag, yn gyfyngedig mewn asid sylffwrig crynodedig poeth.

Asid hydroclorig (HCl) - Ni chynghorir y naill radd na'r llall ar gyfer datguddiad HCl sylweddol ond mae 316 yn perfformio ychydig yn well ar grynodiadau isel a thymheredd ystafell.

Asid Nitrig (HNO3) - Mae gan 304 a 316 wrthwynebiad da i asidau ocsideiddio fel asid nitrig. 304 a ddefnyddir yn nodweddiadol mewn gwasanaeth asid nitrig gan nad yw'r molybdenwm yn 316 yn cynnig unrhyw fudd.

Mae asid ffosfforig (H3PO4) - 316 yn aml yn cael ei ffafrio, yn enwedig ar dymheredd uchel, oherwydd y crynodiad molybdenwm.

Asid asetig ac asidau organig - Mae'r ddwy radd yn dda, mae 304 yn gyffredinol ddigonol.

Mewn gwirionedd, defnyddir 304 yn aml ar gyfer gwresogi platiau mewn prosesu bwyd (lle mae asidau organig o ffrwythau neu laeth yn bresennol). Os oes gennych blatiau gwresogi prosesau cemegol mewn asid sylffwrig neu ffosfforig, na 316 yw'r ffordd i fynd.

Crac cyrydiad straen (SCC)
Gall cracio cyrydiad straen clorid effeithio ar ddur di-staen austenitig pan fodlonir tri chyflwr ar yr un pryd: straen tynnol (gan gynnwys straen gweddilliol o weithgynhyrchu), cloridau a thymheredd eithafol (fel arfer uwchlaw 60 gradd). Mae platiau gwresogi yn aml mewn straen thermol a gall fod tensiwn gweddilliol o ffurfio neu weldio.

Mae 304 a 316 yn agored i SCC clorid, fodd bynnag, mae gan 316 wrthwynebiad ychydig yn well oherwydd cynnwys nicel a molybdenwm uwch. Nid yw'r naill radd na'r llall yn ddiogel mewn amodau clorid difrifol ar dymheredd uchel. Mewn lleoliadau o'r fath dylid archwilio deunyddiau sydd â mwy o aloi (ee dur di-staen deublyg neu aloion nicel). Ond, ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau plât gwresogi o dan 80C, mae 316 yn rhoi gostyngiad sylweddol mewn risg SCC o gymharu â 304.

Siart Cymharu Platiau Gwresogi Dur Di-staen 304 vs 316
304 Dur Di-staen 316 Eiddo Dur Di-staen
Cyfansoddiad Nodweddiadol 18% Cr, 8% Ni,<0.08% C 16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo Molybdenum Content 0% 2-3% PREN (Pitting Resistance) ~18-19 ~24-26
Gwrthiant tyllu clorid gwael i gymedrol (pyllau'n hawdd mewn dŵr môr cynnes neu gannydd) Da i eithriadol o dda (gwrthsefyll mewn dŵr môr tymheredd amgylchynol)
Agennau Ymwrthedd Cyrydiad Gwael Cymedrol (gwell na 304, ond yn agored i niwed mewn agennau tynn)
Gwrthwynebiad i Asid Sylffwrig Isel (Crynodiad Isel, Tymheredd Isel) Cymedrol (gwell na 304, yn enwedig gydag awyru)
Ymwrthedd Asid Nitrig Ardderchog (dim mantais Mo)
Ymwrthedd Asidau Organig Da Da (ychydig yn well)
Yn agored i Cracio Cyrydiad Straen (SCC Clorid) > ~60 gradd Llai o effaith (ond nid imiwn)
Tymheredd Gwasanaeth Di-dor Uchaf mewn Aer ~870 gradd (perygl sensiteiddio mewn weldio) ~870 gradd (tebyg)
Dargludedd Thermol (100 gradd ) ~16.2 W/m-K ~16.3 W/m-K
Cost Deunydd Is (gradd sylfaenol) Uwch (tua. 30-50% yn fwy na 304)
Defnydd cyffredin o blatiau gwresogi Ffyrnau sych Cynheswyr prosesu dan do Offer bwyd (glanhau heb ei glorineiddio) Gosodiadau diwydiannol cyffredinol Morol, cyfleusterau arfordirol, glanhau clorin, prosesu cemegol, fferyllol
Cyfarwyddiadau ar gyfer defnydd ymarferol
Pan fydd 304 yn Ddigon
Mae platiau gwresogi dur di-staen gradd 304 yn dda ar gyfer:

Cymwysiadau â gwres sych (dim cysylltiad â hylif neu gysylltiad â dŵr glân â chynnwys clorid isel)

Amgylchedd dan do, hinsawdd reoledig, dim amlygiad halen.

Prosesu bwyd, lle mae glanhau'n cael ei wneud gan ddefnyddio glanedyddion nad ydynt yn-glorinedig (ee glanhawyr costig neu asid).

Platiau poeth ar gyfer defnydd labordy. Ar gyfer sylweddau nad ydynt yn cyrydol.

Gwresogi diwydiannol cyffredinol lle nad yw'r plât wedi'i drochi mewn sylweddau cyrydol.

Mae gan 304 ddigon o wrthwynebiad cyrydiad am gost rhatach mewn rhai cymwysiadau. Mae dargludedd gwres uchel a ffurfadwyedd yr aloi yn hwyluso gwneuthuriad siapiau plât cymhleth.

Pryd i Ddefnyddio 316 Dur Di-staen
Mewn cymwysiadau lle mae cloridau neu asidau penodol yn gysylltiedig, mae 316 yn cael ei ffafrio yn gryf:

Bydd gosodiadau arfordirol neu forol - 304 yn cyrydu'n gyflym gyda chwistrell halen yn yr aer. 316 ar gyfer platiau gwresogi ar fwrdd llongau, llwyfannau alltraeth neu ger traethau.

Trochi mewn dŵr hallt neu ddŵr môr - Rhaid i wresogyddion trochi dŵr halen fod o aloi 316 neu uwch na'r aloion fel uwch-austenitig neu ditaniwm.

Glanhau gan ddefnyddio cyfansoddion clorin – Mae llawer o fusnesau bwyd a fferyllol yn defnyddio sodiwm hypoclorit (cannydd) neu glorin deuocsid fel glanweithydd. 304 yn gallu pylu ar ôl i amlygiad aml 316 wrthsefyll y sylweddau hyn.

Hylifau proses gyda chloridau - Baddonau electroplatio (ee sinc clorid), hydoddiannau piclo neu ddŵr oeri â chynnwys clorid uchel.

Mae gwasanaeth sylffwrig neu asid ffosfforig - 316 yn cynnig ffin diogelwch uchel dros 304 ar grynodiadau cymedrol.

Tymheredd uchel, amodau llaith - Anwedd clorid-lleithder cyfoethog ar blât poeth yn achosi pylu; Mae 316 yn lleihau'r perygl hwn.

Mae'n werth nodi nad yw 316 yn ddatrysiad cyffredinol. 316 a fydd yn cyrydu hyd yn oed mewn gosodiadau difrifol iawn (ee asid hydroclorig cryf poeth, dŵr môr sy'n fwy na 50 gradd ). Mae amodau caled o'r fath yn golygu bod angen aloion drutach (904L, Hastelloy, neu ditaniwm).

Ystyriaethau Thermol a Ffabrigo
Mae gan 304 a 316 ddargludedd thermol tebyg (tua 16 W/m·K), sy'n llai na dur carbon neu alwminiwm, ond yn ddigonol ar gyfer cymwysiadau plât gwresogi lle mae'r dyluniad (gwresogyddion cetris wedi'i fewnosod neu gast-mewn elfennau) yn darparu ar gyfer dosbarthiad gwres unffurf. Mae'r cyfernod ehangu thermol yr un mor debyg (mae'r ddau tua 17 µm/mK)

Mân amrywiadau mewn gwneuthuriad. Mae'r ddau yn machinable, weldable, a formable gan brosesau arferol. Fodd bynnag, mae angen pwysau torri ychydig yn uwch ar 316 ac mae ganddo gyfradd caledu gwaith uwch. Dylai'r ddwy radd gael eu weldio gan ddefnyddio'r fersiynau carbon isel (304L a 316L) i osgoi sensiteiddio (dyodiad cromiwm carbid) yn y parth yr effeithir arno gan wres sy'n lleihau ymwrthedd cyrydiad.

Gyda'r ddwy radd, dylid bod yn ofalus gyda phlatiau gwresogi sy'n gweithredu ar dymheredd o fwy na 400 gradd oherwydd y posibilrwydd o raddio a cholli'r haen oddefol ar ôl amlygiad hirfaith. Nid yw dur gwrthstaen Math 304 na Math 316 wedi'i gymeradwyo ar gyfer gwasanaeth parhaus uwchlaw 800 gradd mewn atmosfferiau ocsideiddio.

Materion Economaidd
Cost arferol 316 o ddur di-staen yw 30 - 50% yn fwy na sail 304 pwys. Gall cost gynyddol plât gwresogi fod yn ddibwys ar gyfer platiau bach neu'n sylweddol ar gyfer platiau mawr a thrwchus. Ond mae angen ichi feddwl am gost gyfan perchnogaeth. Bydd plât gwresogi 304 yn diraddio mewn chwe mis mewn amgylchedd clorid a bydd angen llafur cyfnewid, amser segur prosesau a glanhau halogiad posibl. Mae'r gost gychwynnol yn uwch ond mae plât 316 sy'n para 5 mlynedd bron fel arfer yn rhatach.

Mewn gwirionedd, mae llawer o beirianwyr yn defnyddio rheol gyffredinol, os oes unrhyw amwysedd ynghylch datguddiad clorid, nodwch 316. Mae'r gwariant cychwynnol yn fach o'i gymharu â'r risg o fethiant cynamserol.

I gloi
Y prif wahaniaeth rhwng 304 a 316 o blatiau gwresogi dur di-staen yw un cynhwysyn - molybdenwm. Mae Gradd 304 yn ddur di-staen pwrpas cyffredinol cymharol isel heb folybdenwm, i'w ddefnyddio mewn gosodiadau sych neu ychydig yn gyrydol. Mae Gradd 316, gyda 2-3% molybdenwm, wedi gwella'n sylweddol ymwrthedd i bylu a achosir gan glorid a chorydiad agennau ac yn perfformio'n well mewn asidau sylffwrig a ffosfforig.

316 yw'r deunydd o ddewis ar gyfer platiau gwresogi mewn cysylltiad â dŵr môr, chwistrell halen, cemegau glanhau clorinedig neu hylifau proses asidig. Gwrthbwysir costau deunydd cynyddol gan oes hirach, mae llai o waith cynnal a chadw ac osgoi methiannau tyllu trychinebus. 304 yn ddewis cwbl ddigonol a rhad ar gyfer cymwysiadau glân, sych neu dan do sy'n rhydd o gloridau. Wrth ddewis deunyddiau, dylid ystyried yr amgylchedd cemegol gwirioneddol y bydd y plât gwresogi yn destun iddo a'i gydbwyso yn erbyn y perygl o fethiant cyrydiad a'r gost gychwynnol.