Piastra in acciaio inossidabile ad alto tenore di carbonio 316H / UNS S31609 SS Spessore della piastra 3.0 30.0 mm Superficie NO.1 2B

Acciaio inossidabile 316H: una lega austenitica per alte temperature

1. Definizione e distinzione chiave:
316H è una variante ad alto tenore di carbonio del popolare acciaio inossidabile austenitico 316. Il suffisso "H" indica la sua idoneità al servizio ad alta temperatura (tipicamente superiore a 500°C / 932°F), dove è richiesta una maggiore resistenza.

2. Composizione chimica (tipica):

• Carbonio (C): 0,04–0,10% (superiore allo standard 316/L per aumentare la resistenza alle alte temperature).

• Cromo (Cr): 16–18% (fornisce resistenza all'ossidazione/corrosione).

• Nichel (Ni): 10–14% (mantiene la struttura austenitica, migliora la duttilità e la resistenza alla corrosione).

• Molibdeno (Mo): 2–3% (fondamentale per la resistenza alla corrosione per vaiolatura/fessurazione, soprattutto in presenza di cloruri).

• Manganese (Mn): ≤2%

• Silicio (Si): ≤1%

• Fosforo (P): ≤0,045%

• Zolfo (S): ≤0,03%

• Ferro (Fe): Equilibrio

3. Proprietà e vantaggi chiave:

• Eccellente resistenza alle alte temperature: resistenza superiore allo scorrimento (resistenza alla deformazione lenta sotto stress ad alte temperature) rispetto a 316/L grazie al contenuto di carbonio più elevato controllato.

• Buona resistenza all'ossidazione: resiste alla formazione di scaglie in servizio continuo fino a ~870°C (1600°F) e in servizio intermittente fino a ~925°C (1700°F).

• Resistenza alla corrosione superiore: eredita un'eccellente resistenza alla corrosione generale e alla corrosione per vaiolatura/fessurazione dalla sua chimica di base 316, in particolare in ambienti contenenti cloruri (grazie al molibdeno).

• Struttura austenitica: non magnetica, buona duttilità, tenacità e formabilità allo stato ricotto.

• Fabbricabilità: può essere facilmente saldato e formato utilizzando metodi standard per acciai inossidabili austenitici (sebbene sia spesso raccomandata la ricottura post-saldatura).

4. Compromessi:

• Rischio di sensibilizzazione: il contenuto di carbonio più elevato aumenta la suscettibilità alla sensibilizzazione (precipitazione di carburi di cromo ai bordi dei grani) durante la saldatura o il raffreddamento lento attraverso 425–815°C (800–1500°F). Ciò può ridurre la resistenza alla corrosione nella zona interessata dal calore. La ricottura di soluzione (tempra rapida da 1040–1150°C / 1900–2100°F) è fondamentale dopo l'esposizione ad alte temperature per dissolvere i carburi.

• Resistenza alla corrosione inferiore rispetto a 316L: in ambienti severamente corrosivi, soprattutto dopo la saldatura, si preferisce spesso lo standard 316L (a basso tenore di carbonio) per evitare problemi di sensibilizzazione.

5. Applicazioni principali:
316H è specificamente progettato per ambienti esigenti ad alta temperatura che richiedono sia resistenza alla corrosione che resistenza meccanica:

• Generazione di energia: tubi di caldaia, tubi surriscaldatori, scambiatori di calore, tubazioni ad alta temperatura negli impianti a combustibili fossili e nucleari.

• Processazione chimica e petrolchimica: parti di forni, griglie di catalizzatori, recipienti di reattori, tubazioni per la movimentazione di fluidi corrosivi caldi.

• Apparecchiature per il trattamento termico: ritorte, cestelli, dispositivi.

• Raffinazione di petrolio e gas: tubazioni e componenti ad alta temperatura.

• Recipienti a pressione progettati per un funzionamento prolungato ad alta temperatura.

6. Specifiche comuni (esempi):

• ASTM A213 / ASME SA213 (tubi senza saldatura in lega ferritica e austenitica per caldaie, surriscaldatori e scambiatori di calore)

• ASTM A249 / ASME SA249 (tubi saldati in acciaio austenitico per caldaie, surriscaldatori, scambiatori di calore e condensatori)

• ASTM A312 / ASME SA312 (tubi senza saldatura e saldati in acciaio inossidabile austenitico)

• ASTM A358 / ASME SA358 (tubo in acciaio inossidabile al cromo-nichel austenitico saldato a fusione elettrica per servizio ad alta temperatura)

• UNS S31609

7. Riepilogo del confronto:

• vs. 316: carbonio più elevato (0,04-0,10% contro max ~0,08%) per una migliore resistenza alle alte temperature.

• vs. 316L: carbonio significativamente più elevato (316L max è 0,03%) per la resistenza alla temperatura, ma maggiore rischio di sensibilizzazione. 316L eccelle dove la saldatura o la massima resistenza alla corrosione sono fondamentali.

• vs. 316Ti/321: 316H si basa sul carbonio per la resistenza; 316Ti/321 utilizzano titanio o niobio per stabilizzare contro la sensibilizzazione (migliore per il servizio corrosivo saldato, ma potrebbe avere una resistenza allo scorrimento leggermente inferiore a temperature molto elevate).