เกรดท่อสแตนเลสและคุณสมบัติ

ภาพรวมของเกรดท่อสแตนเลสและคุณสมบัติ

เหล็กกล้าไร้สนิมมีคุณค่าอย่างสูงในด้านความอเนกประสงค์และความทนทานในการใช้งานที่หลากหลาย. สแตนเลสมีหลากหลายเกรด, แต่ละอันได้รับการปรับให้เหมาะกับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะในภาคส่วนต่าง ๆ รวมถึงภาคอุตสาหกรรม, มารีน, ก่อสร้าง, และการขนส่ง. ตารางด้านล่างแสดงภาพรวมของตัวเลือกทั่วไปบางตัวเลือก:

กลุ่มโลหะผสม	ไม่มี UNS.	ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น
สเตน	S30100, S30400, S30403, S31600, S31603, S32100, S31000, S30815, N08904, S31254	301, 304, 304NS, 316, 316NS, 321, 310, 253แมสซาชูเซต, 904NS, 254เอสเอ็มโอหรือ “6Mo”
เฟอริติก	S40900, S41003, S43000, S43932, S44400	409, 3CR12 หรือ 1.4003, 430, 439, 444
มาร์เทนซิติก	S41000, S42000, S43100, S44004	410, 420, 431, 440C
ดูเพล็กซ์	S32101, S32304, S32205, S32750, S32520	2101, 2304, 2205, 2507, UR2507Cu
การตกตะกอน การแข็งตัว	S17400, S17700, S15500	17-4พีเอชหรือ 630, 17-7พีเอชหรือ 631, 15-5พีเอช

เมื่อเลือกท่อสแตนเลสสำหรับงานเฉพาะ, ขั้นตอนแรกคือการพิจารณาว่าคุณสมบัติพื้นฐานใดที่ต้องจัดลำดับความสำคัญ. สิ่งเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นห้ากลุ่ม: ออสเตนิติก, ดูเพล็กซ์, เฟอร์ริติก, มาร์เทนซิติก, และการตกตะกอนแข็งตัว.

ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับวิธีการเลือกกลุ่มโลหะผสมและเกรดต่างๆ ตามความต้องการเฉพาะ:

การกร่อน ความต้านทาน: การเลือกขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม. จำเป็นต้องมีการอภิปรายเพิ่มเติมเพื่อการคัดเลือกที่แม่นยำ.
ทนความร้อน: เกรดออสเทนนิติก, โดยเฉพาะพวกที่มีโครเมียมสูง, มักจะมีซิลิคอนสูงด้วย, ธาตุไนโตรเจนและธาตุหายาก (เช่น., เกรด 310 และ 253MA), โดยทั่วไปจะถูกเลือก. เฟอร์ริติกที่มีความเสถียรจะถูกใช้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย. เกรดโครเมียมเฟอร์ริติกสูงมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูง (เช่น., 446), แต่มีกำลังร้อนน้อยกว่า.
ไครโอเจนิกส์ (อุณหภูมิต่ำ) ความต้านทาน: เกรดออสเทนนิติกมีความเหนียวเป็นเลิศที่อุณหภูมิต่ำมาก. ไม่มีสเตนเลสชนิดอื่นใดที่เหมาะกับอุณหภูมิต่ำมาก.
การตอบสนองทางแม่เหล็ก: เกรดออสเทนนิติกมีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำ; เกรดนิกเกิลที่สูงขึ้น (เช่น., 316 หรือ 310) มีแนวโน้มที่จะไม่เป็นแม่เหล็กหากทำงานด้วยความเย็น.
มีความแข็งแรงสูง: โดยทั่วไปจะเลือกเกรดการชุบแข็งมาร์เทนซิติกและการตกตะกอน. เกรดดูเพล็กซ์ก็มีประโยชน์เช่นกัน. เกรดออสเทนนิติกงานเย็นก็มีความแข็งแรงสูงเช่นกัน.

การเลือกท่อสแตนเลสเพื่อความต้านทานการกัดกร่อน

การเลือกเกรดที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเฉพาะเจาะจงอาจเป็นงานที่ซับซ้อน. กลยุทธ์ที่ดีมักเกี่ยวข้องกับการพิจารณาถึงสิ่งที่เคยใช้มาก่อนในสภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกัน, อายุการใช้งานของวัสดุเหล่านั้น, และรูปแบบการกัดกร่อน.

ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไป

สำหรับสภาพแวดล้อม เช่น กรดแก่ ซึ่งการกัดกร่อนโดยทั่วไปสม่ำเสมอเป็นปัญหาหลัก, มีการเผยแพร่ตารางเกรดที่แนะนำและเส้นโค้งการกัดกร่อนของไอโซที่ให้อัตราการกัดกร่อนที่คาดหวัง. อย่างไรก็ตาม, สภาพแวดล้อมที่ดูเหมือนคล้ายคลึงกันอาจมีความแตกต่างเล็กน้อยซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่ออัตราการกัดกร่อน. ตัวอย่างเช่น, แม้แต่ร่องรอยของคลอไรด์ก็อาจเป็นอันตรายได้.

การกัดกร่อนในท้องถิ่น

สแตนเลสมักเกิดการกัดกร่อนเนื่องจากการกัดกร่อนในท้องถิ่น, ส่วนใหญ่เกิดจากกลไกการกัดกร่อนของรูพรุนและรอยแยก, ซึ่งส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยการมีคลอไรด์อยู่ในสิ่งแวดล้อม, รุนแรงขึ้นจากอุณหภูมิสูงขึ้น. ความต้านทานของเกรดท่อสแตนเลสเฉพาะต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกจะแสดงด้วยหมายเลขเทียบเท่าความต้านทานแบบรูพรุน (พ.ศ), ซึ่งสามารถคำนวณได้ดังนี้:

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

ที่นี่, %Cr แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของโครเมียม, %Mo เปอร์เซ็นต์ของโมลิบดีนัม, และ %N เปอร์เซ็นต์ของไนโตรเจนในโลหะผสม. ค่า PRE ที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกที่มากขึ้น.

“ซุปเปอร์ออสเทนนิติก” เกรด (เช่น., N08904 และ S31254) ด้วยมากถึง 6%Mo และ “ซูเปอร์ดูเพล็กซ์” เกรด (เช่น., S32750 และ S32520) ด้วยโครเมียมที่สูงมาก, โมลิบดีนัม, และการเติมไนโตรเจนสามารถต้านทานสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่รุนแรงมากขึ้นได้จนถึงจุดเดือดใกล้.

“การย้อมสีชา” เป็นรูปแบบเฉพาะของการกัดกร่อนเฉพาะจุดที่พบในผลิตภัณฑ์ท่อสเตนเลสที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมบรรยากาศที่รุนแรง, เช่นการสัมผัสทางทะเล. การเลือกเกรด, คุณภาพของการตกแต่ง, วิธีการผลิต, การติดตั้ง, และการบำรุงรักษาล้วนมีบทบาทสำคัญในการบรรเทาปัญหานี้.

การกัดกร่อนจากความเครียด (เอสซีซี)

เกรดออสเทนนิติกทั่วไปเช่น 304 และ 316 มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (เอสซีซี), โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 60 องศาเซลเซียสภายใต้ความเค้นดึง. เกรดเฟอร์ริติกเกือบจะรอดพ้นจากการโจมตีรูปแบบนี้, และเกรดดูเพล็กซ์มีความทนทานสูง. หาก SCC เป็นปัญหาที่อาจเกิดขึ้น, เกรดเฟอร์ริติกหรือดูเพล็กซ์อาจเป็นทางเลือกที่รอบคอบ.

การเลือกท่อสแตนเลสสำหรับคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ

การเลือกท่อสแตนเลสมักจะเกี่ยวข้องกับการพิจารณาความต้านทานการกัดกร่อนที่ต้องการและคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของโลหะ. เกรดมาร์เทนซิติกที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น., 431) และเกรดการแข็งตัวของการตกตะกอน (เช่น., 630/17-4พีเอช) มักถูกเลือกใช้สำหรับการใช้งาน เช่น เพลาและสปินเดิลวาล์ว.

เกรดดูเพล็กซ์ที่มีความแข็งแรงสูงเช่น 2205 อาจแก้ปัญหาการกัดกร่อนได้ในขณะเดียวกันก็ช่วยประหยัดต้นทุนเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง. เกรดเฟอร์ริติกเช่น 3CR12 อาจให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่การตกแต่ง และมีข้อดีของการบิดเบือนน้อยลงจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ, คล้ายกับเหล็กเหนียวและ 2/3 เกรดออสเตนิติกเช่น 304.

โปรดจำไว้ว่าการเลือกควรคำนึงถึงคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพโดยเร็วที่สุดในกระบวนการ.

การเลือกท่อสแตนเลสเพื่อการผลิต

เมื่อเลือกเกรดต้านทานการกัดกร่อน, สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาด้วยว่าสามารถประดิษฐ์ผลิตภัณฑ์ได้อย่างไร. การพิจารณานี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อเศรษฐศาสตร์ของผลิตภัณฑ์. ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบเกรดทั่วไปบางเกรดและลักษณะการผลิตที่สัมพันธ์กัน. การเปรียบเทียบเป็นไปตามอำเภอใจ 1 ถึง 10 ตาชั่ง, กับ 10 บ่งบอกถึงการประดิษฐ์ที่ยอดเยี่ยมโดยวิธีเฉพาะ.

เกรด	ความสามารถในการแปรรูป	ความสามารถในการเชื่อม	ความสามารถในการขึ้นรูป
303	10	2	5
304	5	8	8
316	5	8	7
3CR12	6	8	7
431	6	5	5
630/17-4พีเอช	5	7	5

สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คืออาจมีการแลกเปลี่ยนระหว่างคุณสมบัติที่ต้องการ. ตัวอย่างเช่น, เกรด 303 มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม. อย่างไรก็ตาม, มีปริมาณกำมะถันสูง, ซึ่งเพิ่มความเร็วในการตัดอย่างมาก, ยังช่วยลดความสามารถในการเชื่อมของเกรดได้อย่างมาก, อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, และความต้านทานการกัดกร่อน. ค่า PRE ที่คำนวณได้สำหรับเกรดนี้ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบด้านลบของกำมะถัน, ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับใช้ในทะเลหรือสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์อื่นๆ.

การเลือกท่อสแตนเลสให้คุ้มค่า

ต้นทุนสามารถดูได้ว่าเป็นราคาซื้อ $/กก. หรือ $/เมตร ที่ชัดเจน. อย่างไรก็ตาม, แนวทางนี้สามารถให้มุมมองระยะสั้นที่บิดเบี้ยวได้. แนวทางที่สมจริงยิ่งขึ้นคือ “ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ” (ต้นทุนการเป็นเจ้าของ) หรือ “ต้นทุนวงจรชีวิต” (แอลซีซี) ดู. ซึ่งจะประเมินต้นทุนให้กับเจ้าของสินทรัพย์ตลอดอายุการใช้งานที่ต้องการของสินค้า. โดยจะคำนึงถึงต้นทุนการบำรุงรักษาหรือการเปลี่ยนทดแทนอย่างต่อเนื่อง, อาจส่งผลให้ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของลดลง แม้ว่าราคาซื้อเริ่มแรกจะสูงขึ้นก็ตาม.

ตัวอย่างเช่น, การเลือกใช้เกรดท่อสแตนเลส 301 สำหรับรถรางชานเมืองทำให้มั่นใจได้ว่ายานพาหนะพื้นฐานจะอยู่รอดได้โดยปราศจากโครงสร้างสนิมตลอดอายุการใช้งาน, วัดกันในรอบหลายทศวรรษ. แผงสแตนเลสจะทำความสะอาดได้, ไม่จำเป็นต้องทาสี, และสมาชิกโครงสร้างไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์.

ข้อควรพิจารณาอีกประการหนึ่งคือการเลือกระหว่างผลิตภัณฑ์มาตรฐานและผลิตภัณฑ์พิเศษ. สินค้ามาตรฐานที่มีจำหน่ายตามชั้นวางสินค้ามักจะมีต้นทุนที่ต่ำกว่าสินค้าที่ต้องผลิตเป็นพิเศษ. การออกแบบตามมาตรฐาน หุ้น รายการมักจะจ่ายเงินปันผล. ข้อยกเว้นคือหากปริมาณที่ต้องการมีขนาดใหญ่และมีการวางแผนความต้องการไว้อย่างดีในอนาคต ผลิตภัณฑ์พิเศษในที่นี้จะช่วยลดต้นทุนและยังลดต้นทุนการผลิตอีกด้วย.

ข้อสรุป

ก่อนจะเลือกเกรดสแตนเลส, พิจารณาไม่เพียงแต่คุณสมบัติที่ต้องการ เช่น ความต้านทานการกัดกร่อน, แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติรองด้วย เช่น คุณสมบัติทางกายภาพและทางกล, และความง่ายในการผลิต. ตัวเลือกที่ถูกต้องจะได้รับรางวัลไม่ใช่แค่ระยะยาวเท่านั้น, ชีวิตที่ปราศจากปัญหา, แต่ยังมาจากการผลิตและการติดตั้งที่คุ้มค่าอีกด้วย.