Perbedaan Baja Tahan Karat Seri 300
Baja tahan karat austenitik seri 300 adalah seperangkat paduan kromium-nikel berbahan dasar besi yang dirancang untuk menahan korosi. Hal ini dikombinasikan dengan sifat mampu bentuk yang sangat baik, ketahanan terhadap keausan, dan kekuatan pada suhu menjadikannya bahan konstruksi yang umum dalam sistem perpipaan.
Perbedaan antara paduannya sedikit tetapi disengaja. Meskipun keduanya dapat digunakan secara bergantian di banyak aplikasi, terkadang ada solusi yang ideal. Pergantian pemain dalam situasi seperti ini dapat membahayakan masa pakai.
Tahan korosi
Karena ketahanan terhadap korosi adalah salah satu alasan utama pengguna akhir memilih selang logam, media aplikasi biasanya memandu pemilihan paduan. 304 sering digunakan karena merupakan pilihan yang paling hemat biaya, meskipun 321, dan khususnya 316, menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik. Oleh karena itu, kebanyakan selang Penflex dibuat menggunakan 321 atau 316L.
Jalinan biasanya 304L karena tidak akan bersentuhan dengan media aliran, meskipun 316L adalah pilihan jika aplikasi berada di lingkungan yang korosif seperti di, di atau dekat laut-atau jika bagian luar selang akan terkena korosif. media melalui tetesan, semprotan, limpasan, dll.
Untuk aplikasi yang sangat korosif, sifat tahan korosi yang unggul dapat ditemukan di antara paduan nikel yang lebih tinggi seperti Monel® 400 dan Hastelloy® C276.
Baja Tahan Karat Seri 300: Komposisi Kimia
Bagan di bawah menunjukkan komposisi kimia baja tahan karat seri 300 yang paling umum digunakan dalam industri selang logam. Angka tunggal menunjukkan persentase maksimum yang diperbolehkan berdasarkan persyaratan ASTM 240.
| 304 | 304L | 316 | 316L | 321 | |
| Kromium | 18% – 20% | 18% – 20% | 16% – 18% | 16% – 18% | 17% – 19% |
| Nikel | 8% – 10.5% | 8% – 12% | 10% – 14% | 10% – 14% | 9% – 12% |
| Molibdenum | 2% – 3% | 2% – 3% | |||
| Karbon | 0.08% | 0.03% | 0.08% | 0.03% | 0.08% |
| mangan | 2% | 2% | 2% | 2% | 2% |
| Fosfor | 0.045% | 0.045% | 0.045% | 0.045% | 0.045% |
| Belerang | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.03% |
| Silikon | .75% | .75% | .75% | .75% | .75% |
| titanium | 5 x (C + N) mnt – 0,70% | ||||
| Nitrogen | 0.1% | 0.1% | 0.1% | 0.1% | 0.1% |
| Besi | Keseimbangan | Keseimbangan | Keseimbangan | Keseimbangan | Keseimbangan |
304 dianggap sebagai garis dasar dalam hal ketahanan terhadap korosi. Berbagai komponen paduan telah ditambahkan ke grade 321 dan 316 untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Dalam kasus 304L dan 316L, karbon telah dihilangkan. Huruf "L" berarti "rendah karbon". Paduan karbon rendah kurang rentan terhadap presipitasi karbida di Zona Terkena Dampak Panas (HAZ) dibandingkan paduan tipe standar.
Kromium dan karbon dapat bercampur di bawah panas pengelasan untuk menghasilkan kromium karbida pada batas butir. Reaksi ini menghabiskan lapisan kromium yang membuat baja tahan karat memiliki sifat tahan korosi, yang pada akhirnya menjadikan HAZ sebagai target serangan kimia. Salah satu cara untuk memerangi pengendapan karbida adalah dengan mengurangi jumlah karbon pada bahan induk.
Cara lain yang lebih efektif adalah dengan menambahkan titanium ke logam, seperti halnya dengan 321. Dengan Tipe 321, alih-alih tertarik pada kromium, karbon justru tertarik pada titanium. Ini membantu memastikan lapisan kromium pasif tetap utuh.
Dengan 316L dan 321, proses pembersihan pasca pengelasan dapat menghilangkan korosi akibat pengendapan sisa karbida.
Ketahanan Terhadap Korosi Lubang
Molibdenum ditambahkan ke grade 316 untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting, terutama dengan adanya klorida. Untuk membantu dalam pemilihan paduan yang tepat, persamaan berdasarkan komposisi kimia dikembangkan. PREN, atau angka ekuivalen ketahanan pitting, adalah cara teoretis untuk membandingkan ketahanan korosi pitting di antara berbagai paduan.
| Paduan | PREN |
| 304, 304L, 309, 310, 321 | 18.0 – 20.0 |
| 316, 316L | 22.6 – 27.9 |
| 317, 317L | 27.9 – 33.2 |
| AL-6XN | 39.8 – 45.1 |
| Inconel® 625 | 46.4 – 56.0 |
| Hastelloy® C-276 | 64.0 – 73.8 |
Mengambil tindakan pencegahan untuk memastikan HAZ lebih mirip dengan bahan induk dalam hal ketahanan terhadap korosi dan perencanaan korosi pitting adalah penting jika ketahanan terhadap korosi merupakan prioritas. Dalam aplikasi di mana korosi tidak menjadi masalah, paduan seri 300 mana pun kemungkinan besar akan memberikan hasil yang serupa.
Tingkat Korosi Pada Baja Tahan Karat Seri 300
Cara lain untuk menunjukkan tingkat ketahanan korosi yang berbeda di antara paduan-paduan ini adalah dengan mempertimbangkan laju korosi yang diharapkan. Tarif bervariasi dari bahan kimia ke bahan kimia dan diilustrasikan dalam grafik ketahanan korosi Penflex. Dengan memikirkan berapa banyak logam yang akan terkikis setiap tahunnya, perbedaan antara kemampuan ketahanan terhadap korosi dapat dilihat dengan lebih mudah.
Dan dalam hal ketahanan terhadap korosi, bukan hanya paduannya saja yang harus diperhatikan, tetapi ketebalan dinding paduan tersebut juga. Kami telah menyusun buletin lain yang secara khusus membahas topik ini.
Faktor Penurunan pada Suhu Tinggi
Tidak ada bahan lain yang dapat mempertahankan sifat-sifatnya melalui perbedaan suhu sebesar logam. Suhu di bawah 0 derajat F kemungkinan besar memerlukan logam sehingga aplikasi kriogenik merupakan kasus penggunaan umum untuk selang logam. Beberapa sifat mekanik baja tahan karat austenitik sebenarnya meningkat pada suhu rendah! Suhu di atas sekitar 400 derajat F juga memerlukan logam sehingga aplikasi dengan uap super jenuh atau di dalam pabrik baja atau tungku juga kemungkinan merupakan skenario untuk selang logam.
Penting untuk diingat bahwa dengan peningkatan suhu maka terjadi penurunan peringkat tekanan, dan terdapat beberapa perbedaan dalam faktor-faktor tersebut di antara baja tahan karat seri 300 pada umumnya. Faktor penurunan daya didasarkan pada paduan jalinan.
| Derajat suhu F | 304/304L | 316/316L | 321 |
| 70 | 1 | 1 | 1 |
| 150 | 0.95 | 0.93 | 0.97 |
| 200 | 0.91 | 0.89 | 0.94 |
| 250 | 0.88 | 0.86 | 0.92 |
| 300 | 0.85 | 0.83 | 0.88 |
| 350 | 0.81 | 0.81 | 0.86 |
| 400 | 0.78 | 0.78 | 0.83 |
| 450 | 0.77 | 0.78 | 0.81 |
| 500 | 0.77 | 0.77 | 0.78 |
| 600 | 0.76 | 0.76 | 0.77 |
| 700 | 0.74 | 0.76 | 0.76 |
| 800 | 0.73 | 0.75 | 0.68 |
| 900 | 0.68 | 0.74 | 0.62 |
| 1000 | 0.6 | 0.73 | 0.6 |
| 1100 | 0.58 | 0.67 | 0.58 |
| 1200 | 0.53 | 0.61 | 0.53 |
| 1300 | 0.44 | 0.55 | 0.46 |
| 1400 | 0.35 | 0.48 | 0.42 |
| 1500 | 0.26 | 0.39 | 0.37 |
Faktor reduksi temperatur untuk 321 dan 304 lebih tinggi dari 316 hingga sekitar 700 derajat F dan kemudian terjadi kebalikannya dimana 316 mempunyai faktor reduksi yang lebih tinggi dari 321 dan 304. Semakin tinggi faktor penurunan, semakin tinggi peringkat tekanan yang akan tetap ada.
Misalnya, untuk menghitung tekanan kerja maksimum untuk selang bergelombang baja tahan karat Seri P4 ¾" 321 dengan satu lapisan jalinan 304L yang akan beroperasi pada suhu 800 derajat F, kalikan tekanan kerja (940 PSIG) dengan faktor penurunan daya yang sesuai (0,73) .
Tekanan kerja selang pada 800 derajat F adalah 686 PSIG.
Penflex mengembangkan faktor penurunannya setelah mengumpulkan data mentah mengenai kekuatan tarik pada suhu tinggi dari pemasok bahan utama dan mengambil nilai terendah di setiap kategori untuk berbagai paduan. Oleh karena itu, faktor ini mungkin lebih konservatif dibandingkan faktor penurunan peringkat yang diterbitkan oleh NAHAD atau ISO 10380.
Penting untuk diingat bahwa suhu kerja maksimum alat kelengkapan ujung dan metode pemasangannya juga perlu dipertimbangkan ketika bekerja dengan suhu pengoperasian yang meningkat.
Untuk suhu aplikasi di atas 1000 derajat F, kami sering menyarankan Inconel® 625.
Mempertimbangkan Keseluruhan Aplikasi
Seperti disebutkan di atas, dalam banyak aplikasi, penggantian bahan paduan selang akan berdampak kecil pada kinerja selang. Namun, ketika suhu meningkat, tekanan meningkat, atau selang sering berputar, kita harus lebih memperhatikannya.
Dampak suhu, tekanan dan pergerakan dapat menyebabkan korosi lebih cepat dari yang diperkirakan jika media aplikasi menjadi satu-satunya faktor dalam perhitungan korosi kami. Meskipun perbedaan antara baja tahan karat seri 300 mungkin tampak kecil, kita dapat mulai melihat seberapa cepat perbedaan tersebut dapat diperbesar.
