Ein Überblick über Edelstahlrohrqualitäten und ihre Eigenschaften

Edelstähle werden wegen ihrer Vielseitigkeit und Haltbarkeit in zahlreichen Anwendungen hoch geschätzt. Es gibt verschiedene Edelstahlqualitäten, jeweils optimiert für spezifische Nutzungsszenarien in Branchen, einschließlich der Industrie, Marine, Bau, und Transport. Die folgende Tabelle bietet einen Überblick über einige gängige Optionen:

Bei der Auswahl eines Edelstahlrohrs für eine bestimmte Anwendung, Der erste Schritt besteht darin, zu bestimmen, welche grundlegenden Eigenschaften priorisiert werden müssen. Diese lassen sich in fünf Gruppen unterteilen: austenitisch, Duplex, ferritisch, martensitisch, und Ausscheidungshärtung.

Hier finden Sie einen kurzen Überblick darüber, wie verschiedene Legierungsgruppen und -qualitäten je nach spezifischen Anforderungen ausgewählt werden können:

• Korrosion Widerstand: Die Auswahl hängt von der Umgebung ab. Zur genauen Auswahl bedarf es weiterer Diskussion.
• Hitzebeständigkeit: Austenitische Sorten, insbesondere solche mit hohem Chromgehalt, oft auch mit hohem Siliziumgehalt, Stickstoff und Seltenerdelemente (z.B., Klasse 310 und 253MA), werden typischerweise ausgewählt. Bei weniger extremen Bedingungen werden stabilisierte Ferrite eingesetzt. Ferritische Sorten mit hohem Chromgehalt weisen eine hohe Oxidationsbeständigkeit auf (z.B., 446), haben aber eine geringere Warmfestigkeit.
• Kryo (niedrige Temperatur) Widerstand: Austenitische Sorten weisen eine ausgezeichnete Zähigkeit bei sehr niedrigen Temperaturen auf. Für sehr niedrige Temperaturen sind keine anderen Edelstähle geeignet.
• Magnetische Reaktion: Austenitische Sorten weisen eine geringe magnetische Permeabilität auf; höhere Nickelgehalte (z.B., 316 oder 310) sind eher unmagnetisch, wenn sie kaltverformt werden.
• Hohe Festigkeit: Im Allgemeinen werden martensitische und ausscheidungshärtende Sorten gewählt. Auch Duplex-Qualitäten können sinnvoll sein. Kaltverformte austenitische Sorten weisen außerdem eine hohe Festigkeit auf.

Auswahl von Edelstahlrohren hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit

Die Auswahl der kostengünstigsten Sorte für eine bestimmte korrosive Umgebung kann eine komplexe Aufgabe sein. Eine gute Strategie besteht oft darin, zu berücksichtigen, was bereits in ähnlichen Umgebungen verwendet wurde, die Lebensdauer dieser Materialien, und deren Korrosionsmuster.

Allgemeine Korrosionsbeständigkeit

Für Umgebungen wie starke Säuren, in denen eine gleichmäßige allgemeine Korrosion das Hauptanliegen ist, Es gibt veröffentlichte Tabellen mit empfohlenen Qualitäten und Iso-Korrosionskurven, die die erwarteten Korrosionsraten angeben. Jedoch, Scheinbar ähnliche Umgebungen können geringfügige Unterschiede aufweisen, die die Korrosionsraten erheblich beeinflussen. Zum Beispiel, selbst Spuren von Chlorid können gesundheitsschädlich sein.

Lokale Korrosion

Rostfreie Stähle korrodieren häufig aufgrund lokaler Korrosion, hauptsächlich über Mechanismen der Lochfraß- und Spaltkorrosion, die weitgehend durch das Vorhandensein von Chloriden in der Umwelt kontrolliert werden, durch erhöhte Temperatur verschlimmert. Die Beständigkeit einer bestimmten Edelstahlrohrsorte gegenüber Lochfraß und Spaltkorrosion wird durch die Lochfraß-Widerstandsäquivalentzahl angegeben (VOR), was wie folgt berechnet werden kann:

PRE = %Cr + 3.3 %Mo + 16 %N

Hier, %Cr stellt den Chromanteil dar, %Mo der Anteil an Molybdän, und %N der prozentuale Anteil an Stickstoff in der Legierung. Höhere PRE-Werte weisen auf eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion hin.

“Superaustenitisch” Klasse (z.B., N08904 und S31254) mit bis zu 6%Mo und “Super-Duplex” Klasse (z.B., S32750 und S32520) mit sehr hohem Chromgehalt, Molybdän, und Stickstoffzusätze können stärkeren chloridhaltigen Umgebungen bis nahe zum Siedepunkt standhalten.

“Teeflecken” ist eine spezifische Form der lokalisierten Korrosion, die in Edelstahlrohren auftritt, die aggressiven atmosphärischen Umgebungen ausgesetzt sind, wie Meeresexposition. Notenauswahl, Qualität der Verarbeitung, Herstellungsmethode, Installation, und Wartung spielen alle eine wichtige Rolle bei der Minderung dieses Problems.

Spannungsrisskorrosion (SCC)

Gängige austenitische Sorten wie 304 und 316 sind anfällig für Spannungsrisskorrosion (SCC), insbesondere in Chloridumgebungen bei Temperaturen über 60 Grad Celsius unter Zugspannung. Ferritische Güten sind gegen diese Art von Angriff nahezu immun, und Duplex-Typen sind sehr widerstandsfähig. Wenn SCC ein potenzielles Problem darstellt, Eine ferritische oder Duplex-Sorte könnte eine kluge Wahl sein.

Auswahl von Edelstahlrohren hinsichtlich mechanischer und physikalischer Eigenschaften

Bei der Auswahl von Edelstahlrohren müssen häufig die gewünschte Korrosionsbeständigkeit sowie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Metalls berücksichtigt werden. Martensitische Sorten mit hoher Festigkeit (z.B., 431) und ausscheidungshärtende Sorten (z.B., 630/17-4der mechanische Schneidabschnitt verursacht kein Ablösen und Abschälen der Beschichtung) werden häufig für Anwendungen wie Wellen und Ventilspindeln gewählt.

Eine hochfeste Duplex-Sorte wie 2205 könnte ein Korrosionsproblem lösen und aufgrund seiner hohen Festigkeit auch zur Kosteneffizienz beitragen. Eine ferritische Sorte wie 3CR12 bietet möglicherweise eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit für nicht dekorative Anwendungen und bietet aufgrund ihres niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten den Vorteil einer geringeren Verformung durch Temperaturänderungen, ähnlich dem von Weichstahl und 2/3 das von austenitischen Sorten wie 304.

Denken Sie daran, dass bei der Auswahl immer die mechanischen und physikalischen Eigenschaften so früh wie möglich berücksichtigt werden sollten.

Bei der Auswahl von Güten hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit, Es ist wichtig, auch darüber nachzudenken, wie das Produkt hergestellt werden kann. Diese Überlegung hat großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Produkts. Nachfolgend finden Sie einen Vergleich einiger gängiger Qualitäten und ihrer relativen Herstellungseigenschaften. Die Vergleiche sind willkürlich 1 An 10 Waage, mit 10 was auf eine hervorragende Herstellung durch die jeweilige Methode hinweist.

Es ist wichtig zu beachten, dass es einen Kompromiss zwischen wünschenswerten Eigenschaften geben kann. Zum Beispiel, Klasse 303 verfügt über eine hervorragende Bearbeitbarkeit. Jedoch, der hohe Schwefelgehalt, was die Schnittgeschwindigkeit so dramatisch erhöht, verringert auch die Schweißbarkeit der Sorte erheblich, Formbarkeit, und Korrosionsbeständigkeit. Der berechnete PRE für diese Sorte berücksichtigt nicht den negativen Effekt des Schwefels, Daher ist es für den Einsatz in Meeres- oder anderen Chloridumgebungen ungeeignet.

Kostengünstige Auswahl von Edelstahlrohren

Die Kosten können als der offensichtliche Einkaufspreis von $/kg oder $/Meter angesehen werden. Jedoch, Dieser Ansatz kann zu einer verzerrten kurzfristigen Sicht führen. Ein realistischerer Ansatz ist der „Total Cost of Ownership“. (Gesamtbetriebskosten) oder „Lebenszykluskosten“ (LCC) Aussicht. Dadurch werden die Kosten bewertet, die dem Eigentümer der Anlage über die erforderliche Lebensdauer des Artikels entstehen. Es berücksichtigt die laufenden Wartungs- oder Austauschkosten, Dies führt möglicherweise trotz eines höheren Anschaffungspreises zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten.

Zum Beispiel, die Wahl der Edelstahlrohrsorte 301 für S-Bahn-Wagen stellt sicher, dass das Basisfahrzeug die erforderliche Lebensdauer ohne strukturellen Rost übersteht, gemessen in Jahrzehnten. Die rostfreien Platten können gereinigt werden, erfordert keine Lackierung, und Strukturelemente benötigen keine kostspieligen regelmäßigen Inspektionen zur Validierung ihrer Integrität.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Wahl zwischen Standard- und Spezialprodukten. Standardprodukte, die in den Regalen der Fachhändler erhältlich sind, sind in der Regel kostengünstiger als Produkte, die speziell hergestellt werden müssen. Entwerfen nach Standards Stock Artikel zahlen sich normalerweise aus. Eine Ausnahme hiervon besteht, wenn die benötigte Menge groß ist und der Bedarf weit in die Zukunft geplant wurde – hier kann ein Sonderprodukt kostengünstiger sein und auch die Herstellungskosten senken.

Der Vergleich zwischen den Kriechversuchsdaten und den Simulationsergebnissen bei drei verschiedenen Temperaturen ist in dargestellt

Bevor Sie eine Edelstahlsorte auswählen, Berücksichtigen Sie nicht nur die erforderlichen Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, aber auch die sekundären Eigenschaften wie physikalische und mechanische Eigenschaften, und die einfache Herstellung. Die richtige Wahl wird nicht nur lange belohnt, sorgenfreies Leben, sondern auch durch kostengünstige Fertigung und Montage.