ASTM A312 Paslanmaz Çelik Boru Seçimi Kılavuzu

Aşırı sıcak veya aşındırıcı koşullardaki bir boru tesisatını, bir insan vücudunun damar sistemi gibi düşünün. Kırılgan kan damarlarının felaket sonuçlara yol açabileceği gibi, kritik boru uygulamaları için yanlış malzemenin seçimi de sistem arızalarına neden olabilir. ASTM A312 paslanmaz çelik boru, aradığınız çözüm olabilir.

ASTM A312, Amerikan Test ve Malzeme Derneği (ASTM) tarafından geliştirilen ve dikişsiz, düz dikişli kaynaklı ve ağır soğuk işlenmiş kaynaklı östenitik paslanmaz çelik boruları kapsayan standart bir spesifikasyondur. Özellikle yüksek sıcaklık ve genel aşındırıcı ortamlar için tasarlanan bu spesifikasyon, 304/304L ve 316/316L paslanmaz çelik gibi en yaygın kullanılan bazı kaliteleri içerir. Bu makale, malzeme seçim sürecinize rehberlik etmek için kimyasal bileşimini ve mekanik özelliklerini inceleyerek ASTM A312 standardının ayrıntılı bir analizini sağlayacaktır.

Paslanmaz çelik borular, olağanüstü korozyon dirençleri nedeniyle yüksek sıcaklık uygulamalarında hayati bir rol oynar. Endüstriler, zorlu çalışma koşullarına dayanabilen malzemelere giderek daha fazla talep ettikçe, paslanmaz çelik, standart karbon çeliğinin bir evrimi olarak ortaya çıkmıştır. Paslanmaz çelik, baz demire nikel ve krom gibi alaşım elementleri eklenerek, aşındırıcı ortamlara karşı direncini önemli ölçüde artırır.

Paslanmaz çeliğin farklı kalitelerini incelemeden önce, piyasada bulunan yaygın türleri ve sınıflandırmalarını anlamak önemlidir.

Genel olarak, en az %10,5 krom içeriğine sahip herhangi bir çelik alaşımı "paslanmaz çelik" olarak kabul edilebilir. Ancak, alaşım elementlerinin (nikel, krom, molibden, titanyum, bakır, azot vb. gibi) belirli kombinasyonuna bağlı olarak, her biri farklı yapısal, kimyasal ve mekanik özelliklere sahip çok sayıda farklı kalite mevcuttur.

Paslanmaz çeliğin en belirgin özelliği, yüzeyinde oluşan koruyucu krom oksit tabakası sayesinde olağanüstü korozyon direncidir. Bu oksit tabakası, korozyonu etkili bir şekilde önleyen mikroskobik bir bariyer oluşturmak için oksijenle reaksiyona girer. Ek olarak, karbon çeliğine kıyasla, paslanmaz çelik alaşımları düşük sıcaklık uygulamalarında daha iyi tokluk, daha yüksek mukavemet ve sertlik, üstün süneklik ve daha düşük bakım maliyetleri sergiler.

Paslanmaz çelikler, metalurjik yapılarına göre aşağıdaki serilere ayrılabilir:

Bu, en yaygın paslanmaz çelik türüdür. Nikel, manganez ve azot gibi elementlerin eklenmesi, östenitik paslanmaz çeliğe mükemmel kaynaklanabilirlik ve şekillendirilebilirlik sağlar. Krom, molibden ve azot içeriğinin artırılmasıyla, korozyon direnci daha da artırılabilir. Ancak, temel östenitik çelikler gerilme korozyon çatlamasına karşı hassastır (gerilme korozyon çatlamasına karşı direnci artırmak için daha yüksek nikel içeriği gerekir). Östenitik paslanmaz çelikler ısıl işlemle sertleştirilemez, ancak önemli tokluk ve sünekliği korurken çok yüksek mukavemet seviyelerine kadar soğuk işlenebilir.

Östenitik çelikler genellikle manyetik olmamasına rağmen, gerçek alaşım bileşimine ve üretim sırasında uygulanan soğuk işleme derecesine bağlı olarak bir miktar manyetizma sergileyebilirler. Östenitik paslanmaz çelikler, 200 serisi (krom-manganez-nikel alaşımları) ve 300 serisi (304, 309, 316, 321, 347, vb. gibi krom-nikel alaşımları) olarak ikiye ayrılır. 304 kalite paslanmaz çelik, çoğu aşındırıcı ortam için uygun, en yaygın östenitik paslanmaz çeliktir. 300 serisindeki diğer herhangi bir kalite, SS304'ün temel özelliklerini geliştirebilir.

Martensitik paslanmaz çelikler, önemli krom içeriğine sahip olmaları bakımından ferritik çeliklere benzer, ancak martensitik çelikler daha yüksek karbon içeriğine sahiptir, %1'e kadar. Yüksek karbon içeriği, martensitik çeliklerin standart karbon ve krom alaşımlı çelikler gibi sertleştirilip temperlenmesini sağlar (ancak tipik olarak daha düşük kaynaklanabilirlik ve süneklik sergilerler). Bu tür paslanmaz çelik, yüksek mukavemet ve orta derecede korozyon direnci gerektiren uygulamalar için uygundur. Standart östenitik paslanmaz çeliklerin aksine, martensitik çelikler manyetiktir. Yaygın martensitik çelik kaliteleri arasında 410, 420 ve 440C bulunur.

Ferritik paslanmaz çelikler önemli krom içeriğine ancak düşük karbon içeriğine (genellikle %0,1'in altında) sahiptir. Bu paslanmaz çeliğin adı, karbon ve düşük alaşımlı çeliklere çok benzeyen metalurjik yapısından gelir. Bu çelikler çok çeşitli uygulamalara sahiptir, ancak kaynaklanmaya karşı zayıf dirençleri ve sınırlı şekillendirilebilirlikleri nedeniyle ince yüzeyler için uygun değildir (ferritik çelikler daha düşük şekillendirilebilirlik ve süneklik sergiler). Ferritik paslanmaz çelikler ısıl işlemle sertleştirilemez. Ferritik çeliğe molibden eklenerek, malzeme tuzdan arındırma tesisleri ve deniz suyu ortamları gibi yüksek derecede aşındırıcı uygulamalarda kullanılabilir. Bu çelikler ayrıca gerilme korozyon çatlamasına karşı mükemmel direnç gösterir. Martensitik çelikler gibi, ferritik paslanmaz çelikler de manyetiktir. En yaygın ferritik çelik kaliteleri, otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan 430 (%17 krom) ve 409 (%11 krom)'dur.

Çökeltme sertleşmeli (PH) çelikler, bakır, niyobyum ve alüminyum gibi elementlerin eklenmesiyle olağanüstü mukavemet elde eder. Bu çelikler, son yaşlandırmadan önce yüksek toleranslarla çok özel şekillerde işlenebilir. Bu, işleme sırasında deformasyona eğilimli olan martensitik çeliklerin geleneksel sertleştirme ve temperlenmesinden farklıdır. Çökeltme sertleşmeli çeliklerin korozyon direnci, SS304 gibi standart östenitik çeliklerinkine benzerdir. En yaygın çökeltme sertleşmeli paslanmaz çelik, %17 krom ve %4 nikel içeren 17-4PH'dir.

Standart paslanmaz çelik boruların boyutları, ANSI ASME B36.19 spesifikasyonu ile belirlenir. Dikişsiz paslanmaz çelik borular 1/8" ila 24" boyutlarında mevcuttur, kaynaklı paslanmaz çelik borular ise 2" ila 36" boyutlarında üretilir (elektrik-füzyon kaynaklı östenitik krom-nikel paslanmaz çelik borular veya haddelenmiş borular olan ASTM A312 boruları).