Một giám đốc mua hàng tại một công ty thiết bị thực phẩm từng nói với tôi rằng họ đã chỉ định 316 trên mọi bộ phận không gỉ trong 8 năm vì "đó là thứ chúng tôi luôn sử dụng". Khi chúng tôi kiểm tra BOM của họ, khoảng 60% các bộ phận đó có thể là 304 - giá đỡ, tấm lắp, vỏ, tấm bảo vệ. Việc chuyển đổi sẽ giúp họ tiết kiệm khoảng 85.000 USD mỗi năm chỉ riêng chi phí vật liệu. Họ đã phải trả thêm 25-30% cho khả năng chống ăn mòn mà họ không cần đối với những bộ phận không bao giờ có một giọt nước mặn hoặc clorua.

Điều này xảy ra mọi lúc. Các kỹ sư mặc định là 316 vì nó nghe hay hơn. "316 là cấp hàng hải phải không? Vậy chắc chắn là tốt hơn." Vâng, nó tốt hơn trong việc chống lại clorua. Không, nó không tốt hơn ở mọi thứ. Ở một số mặt, nó yếu hơn, khó gia công hơn và đắt hơn. Nếu bộ phận của bạn là giá đỡ giữ động cơ trên băng tải trong nhà thì 316 là một sự lãng phí tiền bạc.

Đây là sự cố thực sự, từ xưởng sản xuất máy móc.

Cả 304 và 316 đều là thép không gỉ austenit, có nghĩa là chúng không có từ tính (chủ yếu - gia công nguội có thể làm cho chúng có từ tính nhẹ) và chúng không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt. Sự khác biệt chính là molypden.

304 chứa khoảng 18% crom, 8% niken. Thế thôi. Crom tạo thành lớp oxit thụ động trên bề mặt giúp chống rỉ sét trong môi trường bình thường - không khí, nước, hóa chất nhẹ. Nó hoạt động tốt cho đến khi bạn thêm clorua (muối, thuốc tẩy, hóa chất hồ bơi, nước biển). Clorua tấn công lớp thụ động, tạo ra sự ăn mòn rỗ cục bộ trông giống như những lỗ kim nhỏ trên bề mặt nhưng có thể xâm nhập sâu vào vật liệu.

316 thêm 2-3% molypden vào hỗn hợp. Molypden cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở trong môi trường clorua. Nó không làm cho thép "mạnh hơn" theo nghĩa truyền thống - trên thực tế, 316 có cường độ chảy thấp hơn một chút so với 304 (khoảng 205 MPa so với 215 MPa). Những gì nó làm là làm cho lớp oxit thụ động ổn định hơn và tự phục hồi khi có clorua.

Ngoài ra còn có 316L, đây là phiên bản có hàm lượng carbon thấp (carbon tối đa 0,03% so với 0,08% của 316 tiêu chuẩn). Hàm lượng carbon thấp hơn giúp ngăn ngừa sự nhạy cảm - kết tủa cacbua crom ở ranh giới hạt trong quá trình hàn - có thể gây ăn mòn giữa các hạt gần các mối hàn. Nếu bộ phận 316 của bạn sẽ được hàn và tiếp xúc với môi trường ăn mòn, hãy sử dụng 316L.

Từ góc độ gia công, 304 và 316 hoạt động đủ khác nhau để trở nên quan trọng.

Chất tẩy rửa vết cắt 304 Nó có đặc tính bẻ phoi tốt hơn, xu hướng làm cứng thấp hơn và tuổi thọ dụng cụ dài hơn khoảng 20-30% so với 316 ở các thông số cắt tương đương. Chúng tôi chạy 304 ở tốc độ bề mặt 80-120 m/phút với dụng cụ cacbua và chất làm mát lũ. Bề mặt hoàn thiện đồng nhất, phoi dễ vỡ và chúng tôi không có nhiều cạnh tích hợp trên dụng cụ.

316 khó gia công hơn. Hàm lượng molypden và niken cao hơn một chút làm cho nó dẻo hơn và dễ bị cứng hơn. Tuổi thọ dụng cụ giảm khoảng 20-30% so với 304. Chúng tôi chạy 316 ở tốc độ bề mặt thấp hơn một chút (70-100 m/phút) và sử dụng hạt dao sắc hơn với góc cào dương hơn để giảm lực cắt. Việc thoát phoi quan trọng hơn với 316 - phoi dạng sợi dài rất phổ biến và có thể quấn quanh dụng cụ hoặc phôi gia công nếu bạn không cẩn thận.

Sự khác biệt về chi phí tăng lên nhanh chóng trong sản xuất. Thanh phôi 316 có giá cao hơn 25-30% mỗi kg so với thanh 304. Kết hợp với tuổi thọ dụng cụ ngắn hơn 20-30% và tốc độ gia công chậm hơn một chút, tổng chi phí của một bộ phận 316 thường cao hơn 30-40% so với bộ phận tương tự trong 304. Với 5.000 thân van, đó là tiền thật.

Hầu hết các ứng dụng công nghiệp trong nhà. Nếu bộ phận của bạn không nhìn thấy clorua và không hoạt động liên tục ở nhiệt độ trên 200C thì 304 hầu như luôn là lựa chọn tốt hơn.

Xử lý nước (nước uống, nước khử ion, hầu hết nước xử lý công nghiệp) đều ổn đối với 304. Thiết bị chế biến thực phẩm được rửa bằng chất tẩy rửa nhẹ - 304 xử lý việc này cả ngày. Giá đỡ kết cấu trong nhà, phần cứng lắp đặt, tấm vỏ, vỏ, tấm bảo vệ - 304 là hoàn toàn phù hợp và rẻ hơn đáng kể.

Chúng tôi gia công rất nhiều thân van 304, vỏ máy bơm và phụ kiện cho các hệ thống chất lỏng công nghiệp nói chung. Những bộ phận này bao gồm nước, hơi nước, không khí, dầu thủy lực - không có bộ phận nào chứa đủ clorua để đe dọa khả năng chống ăn mòn của 304. Sử dụng 316 trên các bộ phận này sẽ tăng thêm chi phí mà không mang lại lợi ích gì về hiệu suất.

Một điều cần lưu ý: một số hóa chất tẩy rửa có chứa clorua. Nếu các bộ phận 304 của bạn được làm sạch bằng dung dịch thuốc tẩy hoặc axit clohydric, bạn có thể thấy vết ố hoặc rỗ bề mặt theo thời gian. Chuyển sang chất tẩy rửa không chứa clorua hoặc chỉ định 316.

Nước mặn. Đây là cái lớn. Môi trường biển, công trình ven biển, giàn khoan ngoài khơi, nhà máy khử muối - bất cứ nơi nào có muối với số lượng đáng kể, 316 là mức tối thiểu bạn nên chỉ định. Và thậm chí sau đó, 316 có giới hạn trong nước biển - để ngâm liên tục, một số kỹ sư thích loại 317L hoặc song công.

Xử lý hóa học bằng clorua hoặc axit mạnh. Sản xuất dược phẩm. Chế biến thực phẩm trong đó thiết bị được vệ sinh thường xuyên bằng chất khử trùng có chứa clorua. Thiết bị hồ bơi. Xử lý bột giấy và giấy. Bất kỳ môi trường nào có nhiệt độ vượt quá 200C khi có môi trường ăn mòn.

Chúng tôi có một khách hàng chế tạo vỏ máy bơm cho hệ thống làm mát bằng nước biển. Ban đầu họ chỉ định 304 để tiết kiệm tiền. Lô đầu tiên bị ăn mòn sau 8 tháng. Đã chuyển sang 316 và những lớp vỏ tương tự đã tồn tại được hơn 5 năm. Đó là khoản phí bảo hiểm vật liệu trị giá 15.000 USD giúp họ tiết kiệm được 45.000 USD cho chu kỳ thay thế. Đôi khi lựa chọn đắt tiền lại rẻ hơn.

Hãy tự hỏi mình ba câu hỏi:

1. Phần này có nhìn thấy clorua không? Nước mặn, thuốc tẩy, axit clohydric, hóa chất hồ bơi, không khí biển. Nếu có, hãy sử dụng 316. Nếu không, 304 có lẽ là ổn.

2. Phần này sẽ được hàn và tiếp xúc với sự ăn mòn? Nếu có, hãy xem xét sử dụng 316L để tránh mối hàn bị sâu. Nếu hàn mà chỉ thấy điều kiện nhẹ thì 304L là được.

3. Mức phí bảo hiểm có hợp lý không? Đối với khung 50 USD tiết kiệm được 15 USD bằng cách sử dụng 304, mức tiết kiệm 30% là 15 USD. Đối với vỏ máy bơm trị giá 5.000 USD, phí bảo hiểm cho 316 là 1.500 USD. Tính toán chi phí rủi ro do lỗi ăn mòn (thay thế, thời gian ngừng hoạt động, bảo hành) so với phí bảo hiểm vật liệu. Đối với các bộ phận quan trọng về an toàn hoặc có chi phí ngừng hoạt động cao, 316 hầu như luôn có giá trị.

Đừng để bất cứ ai nói với bạn rằng 316 "tốt hơn" mà không hỏi: tốt hơn ở cái gì? Bởi vì về khả năng gia công, chi phí và khả năng chống ăn mòn trong nhà nói chung, 304 là lựa chọn tốt hơn. 316 tốt hơn ở một điểm: tồn tại trong môi trường clorua. Sử dụng đúng công cụ cho công việc.

Đây là điều mà hầu hết các kỹ sư đều bỏ qua. Yếu tố lớn nhất trong khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ không phải là bạn chọn loại nào - mà là cách bạn xử lý bề mặt sau khi gia công.

Gia công phá hủy lớp oxit crom thụ động. Mỗi lần cắt, mỗi lần khoan, mỗi thao tác ren đều để lộ thép trần. Nếu bạn gia công một chi tiết 316 và vận chuyển nó mà không thụ động hóa, thì các bề mặt được gia công thực sự dễ bị ăn mòn NHIỀU HƠN so với lớp hoàn thiện ban đầu của máy. Quá trình thụ động hóa (dung dịch axit nitric hoặc axit citric theo tiêu chuẩn ASTM A967) loại bỏ sắt tự do khỏi bề mặt và cho phép lớp oxit crom cải tạo đồng đều.

Chúng tôi thụ động hóa mọi bộ phận bằng thép không gỉ trước khi giao hàng. Thời gian thực hiện mất thêm 1-2 ngày và chi phí cho mỗi bộ phận nhỏ, nhưng đó là sự khác biệt giữa một bộ phận có tuổi thọ 5 năm và một bộ phận bắt đầu rỉ sét sau 6 tháng. Đối với dịch vụ hàng hải hoặc hóa chất, chúng tôi cũng khuyên bạn nên đánh bóng bằng điện, phương pháp này vượt xa sự thụ động bằng cách thực sự loại bỏ một lớp vật liệu bề mặt mỏng (10-20 micron) để tạo ra bề mặt mịn, giàu crom.