Zawory ze stali nierdzewnej — różnice między 304 a 316L, przewodnik po wyborze i zastosowania

1. Co oznaczają zawory ze stali nierdzewnej 304 i 316L

Zawory ze stali nierdzewnej są zwykle wykonane z dwóch gatunków austenitu: 304 (często określany jako 1.4301 / CF8 dla części odlewanych) i 316L (1.4404 / CF3M dla części odlewanych). Stwierdzenie, że „zawory ze stali nierdzewnej dzielą się głównie na materiały 304 i 316L” odzwierciedla rzeczywistość branżową: 304 to gatunek ogólnego przeznaczenia, podczas gdy 316L to gatunek niskoemisyjny zawierający molibden, zaprojektowany w celu zwiększenia odporności na korozję wżerową i szczelinową w środowiskach zawierających chlorki.

2. Różnice chemiczne i mechaniczne (zwięzłe)

2.1 Najważniejsze elementy kompozycji

Stal nierdzewna 304 zawiera około 18% chromu i 8–10% niklu; 316L dodaje około 2–3% molibdenu i ma niższą zawartość węgla („L” oznacza niską zawartość węgla). Molibden znacznie poprawia odporność na miejscową korozję w środowisku halogenków (chlorków), podczas gdy niższa zawartość węgla w 316L zmniejsza podatność na uczulenie po spawaniu.

2.2 Różnice mechaniczne i produkcyjne

Obydwa gatunki mają podobną wytrzymałość i plastyczność w temperaturze otoczenia. 304 jest nieco bardziej powszechny i ​​nieznacznie łatwiejszy w formowaniu; 316L jest preferowany tam, gdzie krytyczna jest odporność na korozję po spawaniu. W przypadku wytrzymałości w wysokiej temperaturze lub ekstremalnej pracy kriogenicznej należy rozważyć alternatywne stopy lub obróbkę cieplną.

3. Tabela bezpośredniego porównania: zawory 304 i 316L

4. Typowe zastosowania — gdzie preferowany jest każdy gatunek

• 304 przypadki użycia zaworu: systemy wody pitnej, HVAC (para i kondensat), żywność i napoje (niekwasowe), ogólne rurociągi wody przemysłowej, sprężone powietrze i wiele usług chemicznych o niskiej zawartości chlorków.
• Przypadki użycia zaworu 316L: sprzęt morski i offshore, obróbka chemiczna z użyciem halogenków, farmaceutyczna i biotechnologiczna (gdzie następuje czyszczenie i sterylizacja), strumienie technologiczne zawierające chlorki, obiegi chłodzenia solanką.
• Kiedy rozważyć alternatywy: bardzo wysoka temperatura, kwaśna obsługa zawierająca H2S lub silnie utleniające kwasy często wymagają stali nierdzewnej typu duplex, stopów niklu lub specjalnych stopów odpornych na korozję zamiast stali 304/316L.

5. Praktyczna lista kontrolna wyboru (podręcznik szybkiego podejmowania decyzji)

• Oceń płyn: obecność chlorków, kwasów lub rozpuszczalników → jeśli obecne są chlorki lub halogenki, preferuj 316L.
• Sprawdź temperaturę i ciśnienie robocze: oba gatunki wytrzymują typowe ciśnienia w instalacji; sprawdź parametry ciśnienia i temperatury producenta konkretnego zaworu.
• Rozważ spawanie i produkcję: jeśli potrzebne jest rozległe spawanie i wymagana jest odporność na korozję po spawaniu, wybierz 316L lub określ wypełniacz niskowęglowy.
• Budżet a koszt eksploatacji: 316L kosztuje więcej na początku, ale może skrócić przestoje i koszty wymiany w agresywnych środowiskach.
• Przegląd norm i identyfikowalność: poproś dostawcę o certyfikaty materiałowe (MTC) i sprawdź oznaczenia odlewane/kute (np. CF8, CF8M, CF3M) oraz obowiązujące standardy zaworów.

6. Uwagi dotyczące produkcji, testowania i konserwacji

6.1 Spawanie i obróbka cieplna

Tam, gdzie problemem jest uczulenie wywołane spawaniem, preferowany jest 316L; w przypadku zaworów 304 narażonych na działanie podwyższonych temperatur należy określić wyżarzanie po spawaniu lub wytrawianie/pasywację, jeśli to konieczne. Stosować odpowiednie spoiwa i kontrolować dopływ ciepła zgodnie z zaleceniami producenta.

6.2 Wykończenie powierzchni i pasywacja

Wykończenie powierzchni wpływa na miejsca inicjacji korozji. W przypadku zaworów higienicznych lub farmaceutycznych należy określić wartości Ra i elektropolerowanie, jeśli jest to wymagane. Po wytworzeniu zaleca się pasywację chemiczną w celu przywrócenia ochronnej warstwy tlenku chromu, szczególnie w przypadku obróbki mechanicznej lub spawania.

6.3 Kontrola, dokumentacja i standardy

Zawsze żądaj certyfikatów badań materiałów (chemicznych i mechanicznych) i potwierdzaj oznaczenie klasy odlewu/kucia korpusu zaworu. Typowe odniesienia obejmują arkusze danych producentów i normy dotyczące materiałów ze stali nierdzewnej; w przypadku usług krytycznych wymagają kontroli strony trzeciej lub badań NDT w ramach odbioru.

7. Podsumowanie: praktyczne wskazówki zakupowe

• Wartość domyślna to 304 dla ogólnych usług niezawierających chlorków, gdzie ważna jest efektywność kosztowa.
• Wybierz 316L do zastosowań zawierających chlorki, morskich, chemicznych lub higienicznych, gdzie liczy się długoterminowa odporność na korozję i integralność spoiny.
• W razie wątpliwości należy omówić skład chemiczny płynu roboczego i certyfikaty dostawcy dotyczące materiału zaworu — właściwy wybór materiału zmniejsza całkowity koszt cyklu życia.