Stahlplatte mit hoher Korrosionsbeständigkeit 317L für die chemische Verarbeitung

Stahlplatte mit hoher Korrosionsbeständigkeit 317L für die chemische Verarbeitung

Stahlplatte mit hoher Korrosionsbeständigkeit 317L für die chemische Verarbeitung

Einleitung

In den anspruchsvollen Umgebungen der chemischen Verarbeitung spielt die Materialwahl eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung von Langlebigkeit, Sicherheit und Effizienz.die als Edelstahl 317L (auch als UNS S31703 bezeichnet) bekannte Legierung zeichnet sich durch ihre erhöhte Korrosionsbeständigkeit ausIn diesem Artikel werden die Zusammensetzung, Eigenschaften, Herstellung,und Anwendung von 317L-Edelstahlplatten, weshalb sie besonders für die chemische Verarbeitung geeignet sind, was sie von den gängigen Klassen unterscheidet und wie sie am besten eingesetzt werden kann.

Zusammensetzung der Legierung und metallurgische Grundlage

Die überlegene Leistungsfähigkeit von 317L-Edelstahl beruht vor allem auf seiner chemischen Zusammensetzung und Mikrostruktur.317L enthält einen höheren Chromgehalt (Cr), Nickel (Ni) und vor allem Molybdän (Mo) ­Elemente, die wesentlich zur Korrosionsbeständigkeit beitragen.

Nach technischen Quellen:

• Chromgehalt: ca.18.0 bis 20,0 %.

• Nickelgehalt: etwa11.0 bis 15,0 %.

• Molybdängehalt: typischerweise30,0% bis 4,0%(oder manchmal als mindestens 3% angegeben).

• Kohlenstoffgehalt (für die Klasse L): maximal ~ 0,030 % (oder mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) zur Verringerung des Empfindlichkeitsrisikos beim Schweißen.

• Andere Nebenelemente: Mangan (Mn), Silizium (Si), Phosphor (P), Schwefel (S), Stickstoff (N) in kontrollierten Mengen.

Was erreichen diese Entscheidungen?

• Chrom bildet auf der Stahloberfläche eine schützende passive Chrom-Oxid (Cr2O3) -Folien, die gegen allgemeine Korrosion und Oxidation beständig ist.

• Nickel stabilisiert die austenitische Struktur (Gesichtszentriertes kubisches Gitter), was eine gute Duktilität, Zähigkeit und Schweißfähigkeit verleiht.

• Molybdän erhöht die WiderstandsfähigkeitlokalisiertKorrosion, wie z. B. durch Gruben und Spalten insbesondere in chloridhaltigen und schwefelhaltigen Umgebungen.

• Der niedrige Kohlenstoffgehalt (in der Klasse L) minimiert die Karbidniederschlagung an den Korngrenzen während des Schweißens oder des Hochtemperaturdienstes und schützt so vor intergranularer Korrosion.

Kurz gesagt, 317L ist ein hochlegierter austenitischer Edelstahl, der für anspruchsvolle Umgebungen optimiert wurde, in denen Korrosion, Temperatur und Schweißfähigkeit wichtig sind.

Hauptmerkmale von 317L-Edelstahlplatten

Korrosionsbeständigkeit

Der Hauptvorteil von 317L liegt in seiner Korrosionsbeständigkeit ­ sowohl im allgemeinen als auch unter sehr aggressiven Bedingungen.

• Korrosionsbeständigkeit bei Gruben und Spalten: Aufgrund des hohen Molybdän- und Nickelgehalts weist 317L im Vergleich zu 316L und den üblichen austenitischen Stoffen eine deutlich verbesserte Widerstandsfähigkeit auf.Kritische Bohrtemperatur(CPT) von 317L ist in der Regel bei 40 bis 50 °C höher als bei 316L in Standardchlorid-Prüflösungen.

• Widerstandsfähigkeit in sauren und chloridhaltigen Umgebungen: 317L wird häufig in säurehaltigen, chloridreichen und schwefelhaltigen Umgebungen verwendet.

• Korrosion zwischen den Körnern / Sensibilisierung: The low carbon content of 317L helps mitigate the risk of carbide precipitation (chromium carbides) at grain boundaries during welding or high-temperature exposure — thereby maintaining corrosion resistance in the heat-affected zone (HAZ).

• Oxidation / Hochtemperaturdienst: 317L weist eine gute Beständigkeit gegen Oxidation und Schuppenbildung bei erhöhten Temperaturen auf.und in einigen Quellen bis ~ 879 °C (1620 °F) intermittierend.

• Spannungskorrosionswiderstand (SCC): Während kein austenitischer Edelstahl vollständig immun ist, hat 317L aufgrund der Kombination von höherem Nickel und Molybdän erhöhte Schwellenwerte für chloridinduzierte SCC.

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Über die Korrosionsbeständigkeit hinaus bietet 317L geeignete mechanische und herstellungstechnische Eigenschaften für die Verwendung von Platten in der chemischen Verarbeitung:

• Typische Zugfestigkeit: ca.75 ksi (≈ 520 MPa), mit einer Mindeststärke von etwa30 ksi (≈ 205 MPa).

• Verlängerung: in vielen Fällen ≥ 40%, was auf eine gute Duktilität hinweist.

• Thermische Eigenschaften: Dichte ~ 7,8 ≈ 8,0 g/cm3 (≈ 0,289 lb/in3) für die Legierungsplatte.

• Wärmeausdehnungskoeffizient (20 °C: 100 °C): ~ 16,0 × 10−6/°C.

• Gute Schweißbarkeit und Formbarkeit: Als austenitisches Edelstahl kann 317L mit gemeinsamen Fusions- und Widerstandsmethoden geschweißt werden (wenn auch mit der erforderlichen Aufmerksamkeit auf Schweißverbrauchsmaterialien und Wärmekontrolle).

Herstellung / Verfügbarkeit von Platten

• Die Plattenstärken für 317/317L sind im Handel in einem breiten Bereich erhältlich: z. B. von 3/16" bis zu 4" oder mehr, je nach Lieferant.

• Fertigungsprozesse wie Plasmaschneiden, Scheren, Wasserstrahlschneiden, Formen, Schweißen und Bearbeiten sind für 317L-Blech möglich.

Warum speziell für die chemische Verarbeitung 317L-Platte wählen?

Chemieverarbeitungsbetriebe stellen eine herausfordernde Umgebung für Materialien dar: Exposition gegenüber Säuren, Halogeniden (Chloride, Bromide, Jodide), erhöhten Temperaturen, Kondensation von ätzenden Dämpfen, Druck,und zyklischer DienstDie folgenden Gründe unterstreichen, weshalb die 317L-Edelstahlplatte eine ausgezeichnete Wahl für solche Anwendungen ist:

1. Aggressive Medienverträglichkeit: Die Ausrüstung in chemischen Anlagen arbeitet häufig mit Schwefelsäure, Phosphorsäure, organischen Säuren, chloridreichen Lösungen, Bleichmitteln, Oxidations- und Reduktionsbedingungen.Die verstärkte Legierung von 317L3 bietet eine Sicherheitsmarge über der herkömmlichen 316/316L..

2. Lokalisierte Korrosionsbeständigkeit: Bei der chemischen Verarbeitung entstehen viele Fehler durch Gruben- und Spaltkorrosion, insbesondere bei Verbindungen, Flanschen, Dichtungen, Stagnationszonen..

3. Schweißintegrität und Vermeidung von Korrosion zwischen den Körnern: Schweißgefäße, Tanks und Rohrleitungen sind in chemischen Anlagen üblich.die Korrosionsbeständigkeit in der HAZ erhalten wird, wodurch sie in diesen Situationen besser geeignet ist als ihre Standard-Kohlenstoffkollegen (317) oder 304.

4. Hochtemperatur- und Kriechfestigkeit: Einige chemische Prozesse werden bei erhöhter Temperatur durchgeführt oder beinhalten einen Wärmekreislauf.die bei hoher Temperatur einen dauerhaften Betrieb ermöglicht.

5. Längere Lebensdauer und geringere Wartung: Bei hochpreisigen, risikoreichen Anlagen (z. B. Rauchgasentschwefelung, chemische Reaktoren, marine/offshore-Chemieanlagen) ist die Verringerung der Ausfallzeiten und der Ersatzfrequenz von entscheidender Bedeutung.Spezifizierung 317L-Platte kann eine längere Lebensdauer und weniger korrosionsbedingte Fehler ergeben.

6. Verfügbarkeit als Plattenform: Viele chemische Verarbeitungsgefäße, Tanks, Wärmeaustauschgeräte, Baustoffplatten und -abdeckungen werden aus Platten hergestellt.Die Tatsache, dass 317L in Plattenform (und manchmal in großen Dicken) erhältlich ist, ermöglicht eine direkte Substitution von anspruchsvollen Bauteilen.

Typische Anwendungen in der chemischen Verarbeitung

Nachstehend sind einige spezifische Anwendungen aufgeführt, bei denen 317L-Plattenmaterial häufig verwendet wird:

• Speicherbehälter und Druckbehälter für Säurelösungen und Prozesschemikalien.

• Zellstoff- und Papierverarbeitungsgeräte (z. B. Bleichturm, Verdauer), in denen Chlorid, Sulfat und andere aggressive Medien vorhanden sind.

• Wärmetauscher und Kondensatoren in chemischen Anlagen, auch in See- oder Offshoreanlagen, in denen Meerwasser und Chlorid eine hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern.

• Systeme zur Entschwefelung von Rauchgasen (FGD) in der Stromerzeugung, die Schwefelsäure, Schwefeldioxid und Halogenidhaltige Gase behandeln.

• Chemische Verarbeitungsanlagen in petrochemischen Anlagen: Reaktoren, Rohrleitungen, Armaturen, bei denen hochtemperaturhaltige Chloridfluide vorhanden sind.

• Lebensmittelverarbeitungs-, pharmazeutische oder biotechnologische Geräte,Vor allem bei aggressiven Reinigungs- oder Sterilisationsverfahren (beachten Sie jedoch, dass für hygienische Grade eine feinere Oberflächenveredelung erforderlich sein kann).

Vergleich mit anderen rostfreien Stoffen

Um zu verstehen, warum 317L wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit gewählt wird, hilft es, es mit anderen gängigen Edelstahlsorten zu vergleichen:

• 317L gegenüber 316/316L: Während 316/316L weit verbreitet ist und eine gute Korrosionsbeständigkeit bietet, weist 317L einen höheren Molybdän- und Nickelgehalt auf, was eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Verputzung bietet,Spaltkorrosion und ChloridangriffeViele technische Datenblätter bestätigen, daß 317L “ 316L in sauren, chloridreichen Medien “ (z.B. Schwefelsäure, Meerwasser) übertrifft.

• 317L gegenüber 304/304L: Die Sorten 304/304L sind kostengünstiger und bieten eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit, haben jedoch nicht den Molybdängehalt und die hohe Nickellegierung von 317L,Daher sind sie für sehr aggressive chemische Umgebungen weniger geeignet..

• 317 (Standardkohle) vs. 317L (niedrigkohle): Der Hauptunterschied besteht in dem geringeren Kohlenstoffgehalt von 317L, der eine bessere Schweißfähigkeit und ein geringeres Risiko für intergranulare Korrosion nach dem Schweißen bietet.Für viele Anwendungen der chemischen Verarbeitungsplatte, bei denen das Schweißen üblich ist, wird die L

Bei der Spezifizierung von Platten für chemische Verarbeitungsanlagen bedeutet die Wahl von 317L eine Steigerung der Korrosionsbeständigkeit, wenn auch zu etwas höheren Kosten.weniger Unterhaltsunterbrechung, und erhöhte Sicherheit im aggressiven Dienst.

Herstellung, Schweißen und bewährte Verfahren

Der Einsatz von 317L-Platten in Anlagen zur chemischen Verarbeitung erfordert, dass geeignete Herstellungs- und Schweißverfahren eingehalten werden, um die beabsichtigte Korrosionsbeständigkeit und Strukturintegrität zu erreichen:

• Schweißen: 317L ist mit allen üblichen Fusions- und Widerstandsmethoden (TIG, MIG, Unterwasserbogen usw.) schweißbar.AWS E317L/ER317L oder gleichwertiger Nickel-basierter Füllstoff mit höherem Cr/Mo-Gehalt).

• Kontrolle der hitzebelasteten Zone: Da die Legierung einer Sensibilisierung standhält, eignet sie sich für das Schweißen.427°816 °C / 800°1500 °F) hier, hilft der niedrige Kohlenstoffgehalt von 317L.

• Kaltform und Bearbeitung: Wie bei vielen austenitischen Edelstahlen kann die Bearbeitungsfähigkeit schwieriger sein (Tendenz zur Verhärtung), so dass eine gezielte Werkzeugwahl, niedrige Drehzahlen und Splitterbrecher empfohlen werden.

• Plattenwahl: Beim Kauf von 317L-Blech für die chemische Verarbeitung ist sicherzustellen, dass das Material den einschlägigen Spezifikationen (z. B. ASTM A240 für Blech oder gleichwertig) entspricht und dass die DickeOberflächenveredelung und Zertifizierung entsprechen der vorgesehenen VerwendungDie Lieferanten führen die Plattenstärken von dünner bis schwerer Platte auf (z. B. bis zu 4" oder mehr).

• Oberflächenveredelung: Während für die chemische Verarbeitung nicht immer eine Spiegelveredelung erforderlich ist, ist es wichtig, eine saubere, fehlerfreie Oberfläche zu gewährleisten, um Passivität zu gewährleisten und Risse zu vermeiden.

• Konstruktionsüberlegungen: Bei chemischen Verarbeitungsgeräten ist darauf zu achten, dass keine Spalten, Stagnationszonen,und Halogenid-Ionen oder Schwefelverbindungen konzentrieren, weil selbst die beste Legierung unter extremen Bedingungen oder einer unsachgemäßen Konstruktion versagen kannDa 317L eine bessere Beständigkeit gegen Spaltkorrosion aufweist, bedarf es noch einer guten Technik, um seine Vorteile voll auszuschöpfen.

Einschränkungen und Überlegungen

Während 317L eine solide Wahl ist, ist es wichtig, seine Einschränkungen zu verstehen und sicherzustellen, dass die Spezifikation mit der Prozessumgebung übereinstimmt:

• Nicht für alle Säuren narrensicher: Einige stark oxidierende Säuren (z. B. konzentrierte Stickstoffsäure) können 317L angreifen oder noch speziellere Legierungen erfordern.

• Kosten und Verfügbarkeit: Da 317L eine höherwertige Legierung aus Edelstahl ist, kann er je nach Lieferant und Plattendicke teurer sein als Standardstahl.

• Nach wie vor anfällig für Spannungskorrosionscracking (SCC): 317L ist zwar besser als niedrigere Legierungen, ist aber nicht gegen SCC immun, insbesondere in Umgebungen mit hoher Temperatur, hohem Chlorgehalt und hohem Stress.

• Erforderliche Fertigungskompetenz: Richtiges Schweißen, Wärmebehandlung und Passivierung nach dem Schweißen sind von entscheidender Bedeutung, um die volle Leistung der Legierung zu erhalten.

• Umweltspezifische Prüfung: Da chemische Anlagen sehr einzigartige Mischungen, Konzentrationen, Temperaturen und Durchfluss-/Rissbedingungen haben können,Es ist ratsam, Betriebsversuche durchzuführen oder Experten für Korrosionsproben zu konsultieren, anstatt sich ausschließlich auf allgemeine Datenblätter zu verlassen..

Leitlinien und Normen für die Spezifikation

Bei der Auswahl der 317L-Edelstahlplatte für die chemische Verarbeitung helfen die Spezifikation und die Einhaltung der Normen, die Qualität und Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten.

• ASTM A240 / ASME SA240 “Spezifikation für Platten, Bleche und Streifen aus nicht rostendem Chrom-Nickel-Molybdän für Druckbehälter und allgemeine Anwendungen.

• UNS S31703 für 317L.

• W. Nr. 1.4438 ist eine gemeinsame europäische Bezeichnung für 317/317L.

• Für Form, Schweißverbrauchsmaterialien, Herstellung und Prüfung können zusätzliche Normen gelten (z. B. NACE für Korrosion, ASME für Druckbehälter).

Bei der Bestellung der Platte sind folgende Angaben anzugeben: Qualität (317L), Dicke, Breite, Länge, Oberflächenbeschichtung, Wärmebehandlungszustand (gegrillt), Bescheinigung über die Einhaltung der Spezifikationen und erforderlichenfalls Korrosionsprüfung (e).g., Bohrungswiderstandstests oder SCC-Bewertung).

Zusammenfassung und Empfehlung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die 317L-Edelstahlplatte eine überzeugende Kombination von hoher Korrosionsbeständigkeit bietet, insbesondere gegen Pitting, Spaltkorrosion und Chloridangriffe.kombiniert mit guter Schweißfähigkeit und hoher Temperaturfestigkeit, was sie besonders für chemische Verarbeitungsanlagen geeignet machtDie verbesserte Legierung (Cr, Ni, Mo) gegenüber herkömmlichen Sorten und der geringe Kohlenstoffgehalt, um der Sensibilisierung zu widerstehen, verschaffen ihm einen deutlichen Vorteil im aggressiven Einsatz.

für chemische Verarbeitungsanwendungen, bei denen Geräte Säuren, Chloriden, erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind,oder aggressive Halogenidhaltige Umgebungen und wo Ausfallzeiten oder korrosionsbedingte Ausfälle nicht akzeptierbar sind die Spezifizierung von 317L-Edelstahlplatten ist eine starke WahlDas heißt, zusammen mit der Materialauswahl sind für die langfristige Leistung ein ordnungsgemäßes Design, die Herstellung, das Schweißen und die Wartung von entscheidender Bedeutung.

Wenn Sie eine Platte für chemische Verarbeitungsanlagen spezifizieren, finden Sie hier einige praktische Empfehlungen:

• Bestätigen Sie die Prozessumgebung: Säuretypen/Konzentrationen, Chloridpräsenz, Temperatur, Durchflussregime, Anwesenheit von Stagnationszonen oder Spalten.

• Wählen Sie eine 317L-Platte (UNS S31703) mit zertifizierter Zusammensetzung und mechanischer Prüfung.

• Stellen Sie sicher, dass die Platte ordnungsgemäß gegießt und in der richtigen Dicke, Breite und Oberflächenlage zur Herstellung geliefert wird.

• Verwenden Sie qualifizierte Schweißverbrauchsmaterialien und Verfahren und prüfen Sie die Passivierung oder Reinigung nach dem Schweißen, um sicherzustellen, dass die passive Folie intakt ist.

• Ausrüstung zur Minimierung von Spalten, Stagnationszonen, Chlorid-Einfangen und Differenzialluftung.

• Überlegen Sie, ob Korrosionsempfindliche Bereiche (z. B. Gelenke, Schweißungen, Flansche) regelmäßig überprüft werden müssen, insbesondere während der ersten Inbetriebnahme.

• Bei extrem aggressiven Bedingungen (z. B. konzentrierte Stickstoffsäure, hohe Schwefelsäure bei erhöhten Temperaturen) ist zu prüfen, ob eine spezialisierte Legierung (z. B.(mit hoher Nickellegierung) erforderlich sein können..

Wenn die Anforderung eine hohe Korrosionsbeständigkeit in einer chemischen Verarbeitungsumgebung ist,Der Titel “Hochkorrosionsbeständige Edelstahlplatte 317L für die chemische Verarbeitung” ist gut begründet.: 317L-Platte bietet wirklich eine leistungsstarke Lösung für anspruchsvolle Betriebsbedingungen.