Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen teollisuusputkien sovellukset ja suorituskykyanalyysi

304L saumaton putki

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut teollisuusputket ovat olennaisia komponentteja useilla teollisuudenaloilla erinomaisen mekaanisen lujuutensa, korroosionkestävyytensä ja korkeiden lämpötilojen sietokykynsä ansiosta. Käyttöympäristöstä ja teknisistä eritelmistä riippuen yleisesti käytettyjä laatuja ovat 304, 316, 321, 347, 904L sekä duplex-ruostumattomat teräkset, kuten2205ja2507Tässä artikkelissa tarkastellaan systemaattisesti ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien suorituskykyä, paineenkestoa ja käyttöalueita oikean materiaalivalinnan ohjaamiseksi.

1. Yleiset ruostumattoman teräksen laadut ja niiden ominaisuudet

304L ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputkiVähähiilisenä 304-teräksenä sen korroosionkestävyys on yleisesti ottaen samanlainen kuin 304:llä, mutta hitsauksen tai jännityksenpoiston jälkeen sen kestävyys rakeiden väliselle korroosiolle on erinomainen ja se voi säilyttää hyvän korroosionkestävyyden ilman lämpökäsittelyä.
• 304 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: Sillä on hyvä korroosionkestävyys, lämmönkestävyys, alhaisen lämpötilan lujuus ja mekaaniset ominaisuudet, hyvät kuumakäsittelyominaisuudet, kuten leimaus ja taivutus, eikä lämpökäsittelyn karkaisuilmiötä. Käyttökohteet: astiat, kaapit, kattilat, autonosat, lääketieteelliset laitteet, rakennusmateriaalit, elintarviketeollisuus (käyttölämpötila -196 °C - 700 °C)
310 ruostumattomasta teräksestä valmistetun teollisuusputken pääominaisuudet ovat: korkea lämmönkestävyys, käytetään yleensä kattiloissa ja autojen pakoputkissa. Muut ominaisuudet ovat yleisiä.
• 303 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: Lisäämällä pienen määrän rikkiä ja fosforia sitä on helpompi leikata kuin 304:ää, ja muut ominaisuudet ovat samankaltaisia kuin 304:llä.
• 302 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: 302 ruostumattomasta teräksestä valmistettuja tankoja käytetään laajalti autoteollisuudessa, ilmailussa, ilmailu- ja avaruustekniikan rautatyökaluissa ja kemianteollisuudessa. Tarkemmin sanottuna: käsityöt, laakerit, liukukukat, lääketieteelliset instrumentit, sähkölaitteet jne. Ominaisuudet: 302 ruostumattomasta teräksestä valmistettu kuula kuuluu austeniittiseen teräkseen, joka on lähellä 304-terästä, mutta 302:lla on korkeampi kovuus, HRC≤28, ja sillä on hyvä ruosteen- ja korroosionkestävyys.
• 301-ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: hyvä sitkeys, käytetään muovattuihin tuotteisiin. Se voidaan myös kovettaa nopeasti mekaanisesti. Hyvä hitsattavuus. Kulumiskestävyys ja väsymislujuus ovat paremmat kuin 304-ruostumattomalla teräksellä.
• 202 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: kuuluu kromi-nikkeli-mangaani-austeniittiseen ruostumattomaan teräkseen, jolla on paremmat ominaisuudet kuin 201 ruostumattomalla teräksellä
•201 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: kuuluu kromi-nikkeli-mangaani-austeniittiseen ruostumattomaan teräkseen, jolla on suhteellisen alhainen magneettisuus
410 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: kuuluu martensiittiin (erittäin luja kromiteräs), jolla on hyvä kulutuskestävyys ja heikko korroosionkestävyys.
•420-luokan ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: "Työkalulaatuinen" martensiittinen teräs, samanlainen kuin Brinell-lujuusteräs, erittäin varhainen ruostumaton teräs. Sitä käytetään myös kirurgisissa veitsissä, ja se voidaan valmistaa erittäin kirkkaaksi.
•430 ruostumattomasta teräksestä valmistettu teollisuusputki: ferriittinen ruostumaton teräs, jota käytetään koristeluun, kuten autotarvikkeisiin. Hyvä muovattavuus, mutta huono lämmönkesto ja korroosionkestävyys

2. Ruostumattomien teräsputkien paineenkestävyys

Ruostumattomasta teräksestä valmistetun putken paineenkesto riippuu sen koosta (ulkohalkaisija), seinämän paksuudesta (esim. SCH40, SCH80) ja käyttölämpötilasta. Keskeiset periaatteet:
• Paksummat seinät ja pienemmät halkaisijat tuottavat suuremman paineenkestävyyden.
•Korkeammat lämpötilat heikentävät materiaalin lujuutta ja painekynnysarvoja.
• Duplex-teräkset, kuten 2205, tarjoavat lähes kaksinkertaisen lujuuden 316L-teräkseen verrattuna.
Esimerkiksi 4-tuumainen SCH40 304 -ruostumattomasta teräksestä valmistettu putki kestää noin 1102 psi:n paineen normaaleissa olosuhteissa. 1-tuumainen putki voi ylittää 2000 psi:n paineen. Insinöörien tulisi tutustua ASME B31.3 -standardiin tai vastaaviin standardeihin tarkkojen paineluokitusten saamiseksi.

321 ruostumattomasta teräksestä valmistettu putki (2)
321 ruostumattomasta teräksestä valmistettu putki (1)

3. Korroosionkestävyys vaativissa ympäristöissä

Kloridipitoiset ympäristöt
304-teräs on altis syöpymiselle ja jännittyneelle karheudelle suolapitoisilla alueilla. Suositellaan 316L-terästä tai sitä korkeampaa. Äärimmäisissä tapauksissa, kuten meriveden tai suolasumun vaikutuksesta, suositellaan 2205-, 2507- tai 904L-terästä.
Happamat tai hapettavat mediat
316L toimii hyvin heikoissa hapoissa. Aggressiivisille hapoille, kuten rikki- tai fosforihapolle, valitse 904L tai runsasseosteiset duplex-teräkset.
Korkean lämpötilan hapettuminen
Yli 500 °C:n lämpötiloissa 304 ja 316 saattavat menettää tehoaan. Käytä stabiloituja laatuja, kuten 321 tai 347, jatkuvassa käytössä jopa ~900 °C:n lämpötilaan asti.

4. Tärkeimmät teolliset sovellukset

Öljy- ja kaasuteollisuus
Käytetään prosessiputkistoissa, lämmönvaihtimissa ja kuljetuslinjoissa. Hapankaasu- ja kloridiolosuhteissa suositaan 2205/2507/904L-teräksiä. Duplex-teräksiä käytetään laajalti lämmönvaihtimissa niiden korkean lujuuden ja korroosionkestävyyden vuoksi.
Ruoka ja juoma
Sileä pintakäsittely estää bakteerien kasvua. 304/316L sopii erinomaisesti maitotuotteille, oluelle ja kastikkeille. 316L toimii paremmin happamien tai suolaisten ruokien kanssa. Putket usein elektrolyyttisesti kiillotetaan hygienian vuoksi.
Lääketeollisuus
Vaatii korkeaa puhtautta ja korroosionkestävyyttä. 316L-terästä ja sen muunnelmia, kuten 316LVM, käytetään puhdistetussa vedessä ja CIP/SIP-järjestelmissä. Pinnat ovat tyypillisesti peilikiillotettuja.

5. Laadunvalintaopas käyttötarkoituksen mukaan

Sovellusympäristö Suositellut arvosanat
Yleinen vesi/ilma 304 / 304L
Kloridipitoiset ympäristöt 316 / 316L tai 2205
Korkean lämpötilan ilmakehä 321 / 347
Vahvat hapot / fosforihappo 904L, 2507
Elintarvikehygieniajärjestelmät 316L (sähkökiillotettu)
Lääkejärjestelmät 316L / 316LVM

Julkaisun aika: 06.05.2025