Нержавеющая сталь 309 или 310S: выбор жаропрочных-сплавов, устойчивых к окислению

 

Каков химический состав и устойчивость к высоким-температурам 309 и 310S?
Марка 309 обычно содержит 22-24% хрома и 12–15% никеля. Марка 310S (низкоуглеродистая версия 310) содержит 24–26% хрома и 19–22% никеля. Более высокое содержание сплава в 310S позволяет ему образовывать более стабильную и защитную накипь оксида хрома. 309 обычно подходит для непрерывной эксплуатации при температуре примерно до 1050 градусов (1922 градусов по Фаренгейту), тогда как 310S можно использовать непрерывно примерно до 1150 градусов (2102 градуса по Фаренгейту) в окислительной атмосфере.

В каких конкретных печах и компонентах 310S является предпочтительным выбором?
310S предпочтителен в сильно окислительной атмосфере при самых высоких температурах для таких компонентов, как трубы излучающих горелок, внутренние-высокотемпературные внутренние детали кальцинаторов и трубы риформинга на нефтехимических заводах. Это также лучший выбор в атмосфере цементации или сульфидирования из-за более высокого содержания никеля. Для применений, связанных с частыми циклическими изменениями температуры или прямым воздействием пламени, стабильная оксидная накипь 310S обеспечивает более длительный срок службы.

Чем отличаются изготовление и сварка этих двух схожих сплавов?
Оба сплава имеют высокую скорость деформационного-упрочнения, что требует большей мощности для формовки и приводит к более быстрому износу инструмента во время обработки. Сварка выполняется с использованием соответствующих присадочных металлов (ER309 или ER310). Важнейшим шагом в обоих случаях является отжиг после-сварочного раствора для восстановления оптимальной коррозионной и термостойкости за счет растворения любых вторичных карбидов. Их высокий коэффициент теплового расширения необходимо учитывать при проектировании, чтобы справиться с тепловым напряжением.

С точки зрения затрат, когда обязательно указывать более дорогой 310S?
Указание 310S является обязательным, когда температура непрерывной эксплуатации превышает безопасный предел для 309 или когда атмосфера сильно науглерожена. Если компонент, изготовленный из 309, преждевременно вышел из строя из-за чрезмерного накипи, деформации или охрупчивания, обновление до 310S является необходимым шагом. Для нового оборудования, предназначенного для работы в верхних пределах возможностей нержавеющей стали, сталь 310S обеспечивает долговечность и позволяет избежать дорогостоящих незапланированных простоев.

Какому окончательному руководству должен следовать проектировщик печи при выборе материала?
Выбор основывайте на максимальной продолжительной рабочей температуре и составе атмосферы печи. Для работы при температуре до 1050 градусов в окислительных условиях сталь 309 — это экономически-эффективный и надежный выбор. Для температур выше 1050 градусов или для науглероживания/сульфидизации атмосфера 310S является обязательной. Всегда сверяйтесь со спецификациями производителя оборудования и руководствами по передовому опыту в отрасли, а также документируйте обоснование выбора со ссылкой на условия эксплуатации.