Автомобильные приборы | Идентификация нержавеющей стали 316L: клеймо на стали не гарантирует подлинность материала

Автомобильные приборы | Идентификация нержавеющей стали 316L: клеймо на стали не гарантирует подлинность материала

Введение

На основе реальных примеров приемки материалов на химических объектах техническая группа Auto Instrument анализирует распространенные заблуждения в идентификации нержавеющей стали 316L. Она исправляет ошибочное представление о том, что «клеймо стали, сертификат материала и содержание легирующих элементов, определяемое спектрометром, означают, что материал — 316L». Это руководство помогает специалистам по закупкам и проектированию проверять материал контактирующих с рабочей средой деталей фитингов, клапанов и приборов, а также избегать рисков коррозионного разрушения, вызванных несоответствием материалов.

Партия фитингов из нержавеющей стали 316L поступила с четкими стальными клеймами и полным комплектом сертификатов на материалы. Тестирование с помощью портативного спектрометра также показало, что это 316L. Можем ли мы принять их сразу? Подобные споры о материалах действительно случались на инженерных объектах. Фитинги имеют маркировку 316L, содержание хрома, никеля и молибдена соответствует требованиям, однако повторное тестирование показало, что содержание углерода превышает предел, установленный для 316L. Чтобы понять эту проблему, нам сначала нужно определить основные различия в химическом составе между 304, 316 и 316L.

1. Различия в составе сплавов 304, 316 и 316L

Все три являются аустенитными нержавеющими сталями и практически неотличимы друг от друга по внешнему виду. В соответствии со стандартом ASTM A240/A240M: Ключевое различие между 304 и 316 заключается в содержании молибдена. И 316, и 316L содержат молибден, который повышает стойкость к хлоридной точечной коррозии и щелевой коррозии. 316 и 316L имеют практически одинаковый диапазон основных легирующих элементов, а их основное различие заключается в содержании углерода:

316: Максимальное содержание углерода 0,08%

316L: Максимальное содержание углерода 0,03%. Буква «L» в обозначении марки означает «низкоуглеродистый». Более низкое содержание углерода снижает восприимчивость к межкристаллитной коррозии в зоне термического воздействия после сварки. Примечание: Обычная сталь 316 также может иметь содержание углерода ниже 0,03% при наличии других соответствующих элементов, что химически соответствует спецификациям как 316, так и 316L. Однако возможность поставки в качестве стали 316L все равно необходимо проверять по сертификату материала, стандарту на продукцию и техническим условиям закупки.

Для измерения уровня в агрессивных средах широко используется нержавеющая сталь 316L для контактирующих с жидкостью фланцев и диафрагм многих фланцевых и диафрагменных уровнемеров. Как производитель уровнемеров, мы часто сталкиваемся с необходимостью подтверждения материалов в ходе проектного согласования. Особенно это касается выносных герметичных уровнемеров с капиллярной структурой и уровнемеров, устанавливаемых в резервуарах для измерения уровня в накопительных баках, поскольку среда является высококоррозионной, что создает значительные риски для материалов. Даже для датчиков перепада давления материал контактирующих с жидкостью частей нельзя определить только по клейму на паспортной табличке.

2. Можно ли использовать портативные спектрометры непосредственно для приемки стали марки 316L?

Портативный рентгенофлуоресцентный спектрометр (XRF) широко используется для проверки материалов на месте. Он позволяет быстро обнаруживать хром, никель и молибден, что дает возможность различать металлы серий 304 и 316, используемые в производстве как для производства стали, так и для других материалов.

Пример данных испытаний фитинга с маркировкой 316L: Cr: 17,1%, Ni: 11,8%, Mo: 2,2%. Содержание хрома, никеля и молибдена находится в диапазоне, характерном для марок 316 и 316L. Данные испытаний другого фитинга: Cr: 18,4%, Ni: 8,5%, Mo: 0,1%, что ближе к 304. Физические характеристики детали и ее происхождение требуют дополнительной проверки.

Тем не менее, обычный портативный рентгенофлуоресцентный анализатор не может обнаружить элементы углерода. Определение «316L», данное в базе данных прибора, основано только на результатах сопоставления Cr-Ni-Mo, без учета содержания углерода. Кроме того, магнитный тест не позволяет определить марки нержавеющей стали. На магнетизм влияют холодная обработка, сварка и металлографическая структура, поэтому он не может служить основой для определения материала.

3. Как проверить содержание углерода в стали 316L

Согласно стандарту ASTM A240/A240M, максимальное содержание углерода в стали 316L составляет 0,03%. Пример данных испытаний: Cr: 17,0%, Ni: 12,0%, Mo: 2,3%, C: 0,052%. Содержание Cr, Ni и Mo соответствует требованиям, но содержание углерода превышает допустимый предел. Это не может считаться сталью 316L, а лишь удовлетворяет требованиям к составу стали 316.

Два распространенных метода определения содержания углерода:

Искровая оптическая эмиссионная спектрометрия (Spark OES): позволяет проводить анализ содержания углерода. В результате теста на поверхности заготовки остаются следы разряда. Для установленных клапанов, фитингов и соединителей приборов перед проведением теста необходимо убедиться, что повреждение поверхности допустимо.

Метод инфракрасной абсорбционной спектроскопии при сжигании: образец сжигается, и содержание углерода определяется методом инфракрасной абсорбционной спектроскопии. ASTM E1019 — это важнейший лабораторный стандарт для анализа содержания углерода в стальных сплавах.

Для установленных трубопроводов, где отбор проб затруднен, приоритет следует отдавать проверке содержания углерода, указанного в сертификате на материал, и обеспечению соответствия номера партии материалу по физическим характеристикам. Если требуется повторное тестирование, следуйте технической документации проекта.

4. Ключевые моменты приемки стали 316L на месте.

При поступлении материала необходимо сверить физическую маркировку стали и сертификат на материал. Обратите внимание на марку стали, применимый стандарт, номер партии, полный химический состав и результаты проверки, указанные в сертификате на материал. Например, при закупке стальной трубы ASTM A312 TP316L приемка должна соответствовать соответствующему стандарту на продукцию и техническим условиям закупки.

Основные моменты физического контроля: Номер партии должен соответствовать сертификату на материал. Стальные штампы легко теряются после резки труб. Перенос маркировки должен быть завершен во время заказа материала, его обработки и монтажа, чтобы избежать смешивания материалов. Для проектов контроля PMI (Personal Infrastructure Management) испытания следует проводить в заданных пропорциях и точках в соответствии с требованиями документации. Перед испытаниями удалите краску, масло и загрязнения с поверхности. Если измеренные данные не соответствуют сертификату, выясните причину и при необходимости проведите повторное испытание. Для трубопроводов и компонентов оборудования, работающих под давлением, также необходимо проверить механические свойства, состояние термообработки и размеры.

5. Почему коррозия всё ещё происходит даже в сертифицированном сплаве 316L?

На некоторых строительных площадках коррозия, такая как точечная и щелевая, сохраняется даже после проверки материалов измерительных приборов. Необходимо провести всестороннюю оценку условий эксплуатации. На коррозионную стойкость стали 316L влияют температура, концентрация хлоридов, состояние поверхности и локальная структура щелей. Локальная коррозия более вероятна в местах скопления жидкости и отложений.

Низкоуглеродистая структура стали 316L в основном снижает риск межкристаллитной коррозии после сварки. Это не означает, что 316L превосходит обычную сталь 316 по коррозионной стойкости во всех условиях эксплуатации. В случае возникновения коррозионного разрушения необходимо одновременно проверить состав материала, условия технологической среды, качество сварки и качество обработки поверхности.

6. Резюме

Для приемки стали марки 316L на месте необходимо подтверждение подлинности стальной маркировки, сертификата на материал и данных испытаний. Для проверки легирующих элементов, включая хром, никель и молибден, подходит портативный рентгенофлуоресцентный анализатор (XRF). Для отличия стали 316 от стали 316L обязательно наличие достоверных данных испытаний на содержание углерода. Если на чертежах указана сталь 316L, приемка должна проводиться строго в соответствии со стандартами на продукцию 316L и техническими условиями закупки. При необходимости замены марки стали требуется официальное техническое разрешение. Маркировка на заготовке носит лишь поверхностный характер. Основными критериями приемки материала являются квалифицированный химический состав и гарантийные документы.

Компания Auto Instrument, являясь производителем уровнемеров, поставляет датчики дифференциального давления, фланцевые уровнемеры, диафрагменные уровнемеры, выносные уровнемеры и уровнемеры, устанавливаемые на резервуары. Мы можем предоставить полные сертификаты на используемые материалы и обеспечить повторную проверку на месте заказчиком, адаптируясь к различным сценариям измерения в агрессивных средах.