304L과 304H 스테인리스 스틸의 차이점은 무엇일까요? 중요한 프로젝트를 진행하면서 이 두 가지 소재 중 하나를 선택해야 한다고 상상해 보세요. 이 글에서는 화학 성분부터 고온 환경에서의 성능까지 두 소재의 차이점과 유사점을 살펴봅니다. 독자들은 프로젝트의 효율성과 내구성을 모두 보장하면서 특정 용도에 적합한 재료를 선택하는 핵심 요소를 이해할 수 있을 것입니다. 이러한 합금이 엔지니어링 결정에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 자세히 알아보세요.
2014년에 특정 프로젝트를 시공하는 동안 304 및 304H 파이프 재료와 관련된 용접 시공 문제가 발생했습니다.
자재 관리, 시공 관리, 용접 기술 및 검사와 관련된 일련의 프로젝트 활동을 통해 304 시리즈 자재는 일정 범위 내에서 공통된 특성을 공유하지만 명확한 구분과 엄격한 구분이 있음을 관찰했습니다.
따라서 이러한 유사점과 차이점을 요약하는 것은 지식의 체계화와 향후 건설 경험의 축적에 기여합니다.
오스테나이트계 스테인리스강은 일반적으로 내식성 강철의 범주에 속하며 가장 널리 사용됩니다. 강철 유형.
18-8 타입 스테인리스강이 가장 대표적이며 기계적 특성이 우수하고 기계 가공, 스탬핑, 용접에 편리합니다.
산화 환경에서 내식성이 뛰어나고 내열성이 우수합니다. 하지만 염화물 이온(Cl-)이 포함된 매체에 특히 민감하여 응력 부식을 일으킬 수 있습니다. 18-8 스테인리스 스틸(주로 304, 304L, 304H)은 시트, 바, 플레이트 등 다양한 형태로 제공됩니다.
304H 합금(UNS S30409)은 18% 크롬, 8% 니켈 304 오스테나이트 합금의 변형된 버전입니다. The 탄소 함량 를 0.04에서 0.10 사이로 조절하여 800°F 이상의 환경에서 제품 구성 요소의 고온 강도를 향상시킵니다.
이 섹션에서는 주로 304 오스테나이트 강재의 등급, 화학적 조성 및 성능에 대해 설명합니다. 스테인리스 스틸 소재주로 강판과 강관을 비교합니다.
304 등급 오스테나이트 스테인리스 강판의 대략적인 강종 등가표
아니요 | GB 24511-2009 | GB/T 4237-1992 | ASME(2007) SA240 | EN 10028-7:2007 | |||
통합 번호 체계 | 새 학년 | 이전 학년 | 유엔 코드 | 모델 | 숫자 코드 | 등급 | |
1 | S30408 | 06Cr19Ni10 | 0Cr18Ni9 | S30400 | 304 | 1.4301 | X5CrNi18-10 |
2 | S30403 | 022Cr19Ni10 | 00Cr19Ni10 | S30403 | 304L | 1.4306 | X2CrNi19-11 |
3 | S30409 | 07Cr19Ni10 | -- | S30409 | 304H | 1.4948 | X6CrNi18-10 |
304 등급 용접 오스테나이트 스테인리스 스틸 튜브의 대략적인 강종 등가표
아니요 | GB/T 12771-2008 | GB/T 12771-2000 | ASME(2007) SA312 | EN 10028-7:2007 | |||
통합 번호 체계 | 새 학년 | 이전 학년 | 유엔 코드 | 모델 | 숫자 코드 | 등급 | |
1 | S30408 | 06Cr19Ni10 | 0Cr18Ni9 | S30400 | TP304 | 1.4301 | X5CrNi18-10 |
2 | S30403 | 022Cr19Ni10 | 00Cr19Ni10 | S30403 | TP304L | 1.4306 | X2CrNi19-11 |
3 |
오스테나이트의 화학 성분 표 스테인리스 스틸 304 내열성 강철
아니요 | 통합 번호 체계 | 화학 성분(질량 분율) % [GB/T 20878-2007 표준에 따른 구성] | |||||||||
C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo | N | |||
1 | S30408 | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 8.00~11.00 | 18.00~20.00 | |||
2 | S30403 | 0.03 | 1.00 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 8.00~12.00 | 18.00~20.00 | |||
3 | S30409 | 0.04~0.10 | 1.00 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 8.00~11.00 | 18.00~20.00 | |||
4 | S30458 | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 8.00~11.00 | 18.00~20.00 | 0.10~0.16 |
오스테나이트 스테인리스 허용 응력 표 강판 304등급
등급 | 강판 표준 | 두께 mm | 다음 온도(°C)에서 허용 응력/MPa | |||||||||||||||||
≤20 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 525 | 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | 675 | 700 | |||
S30408 | GB24511 | 1.5~80 | 137 | 137 | 137 | 130 | 122 | 114 | 111 | 107 | 103 | 100 | 98 | 91 | 79 | 64 | 52 | 42 | 32 | 27 |
137 | 114 | 103 | 96 | 90 | 85 | 82 | 79 | 76 | 74 | 73 | 71 | 67 | 62 | 52 | 42 | 32 | 27 | |||
S30403 | GB24511 | 1.5~80 | 120 | 120 | 118 | 110 | 103 | 98 | 94 | 91 | 88 | |||||||||
120 | 98 | 87 | 81 | 76 | 72 | 69 | 67 | 65 | ||||||||||||
S30409 | GB24511 | 1.5~80 | 137 | 137 | 137 | 130 | 122 | 114 | 111 | 107 | 103 | 100 | 98 | 91 | 79 | 64 | 52 | 42 | 32 | 27 |
137 | 114 | 103 | 96 | 90 | 85 | 82 | 79 | 76 | 74 | 73 | 71 | 67 | 62 | 52 | 42 | 32 | 27 | |||
참고: 첫 번째 행의 허용 응력은 약간의 영구적인 변형이 허용되는 컴포넌트에만 적용됩니다. |
오스테나이트계 스테인리스강 튜브 304등급에 대한 허용 응력 표
등급 | 강판 표준 | 두께 mm | 다음 온도(°C)에서 허용 응력/MPa | |||||||||||||||||
≤20 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 525 | 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | 675 | 700 | |||
S30408 | GB13296 | ≤14 | 137 | 137 | 137 | 130 | 122 | 114 | 111 | 107 | 103 | 100 | 98 | 91 | 79 | 64 | 52 | 42 | 32 | 27 |
137 | 114 | 103 | 96 | 90 | 85 | 82 | 79 | 76 | 74 | 73 | 71 | 67 | 62 | 52 | 42 | 32 | 27 | |||
S30403 | GB13296 | ≤14 | 117 | 117 | 117 | 110 | 103 | 98 | 94 | 91 | 88 | |||||||||
117 | 97 | 87 | 81 | 76 | 73 | 69 | 67 | 65 | ||||||||||||
S30408 | GB/T14976 | ≤28 | 137 | 137 | 137 | 130 | 122 | 114 | 111 | 107 | 103 | 100 | 98 | 91 | 79 | 64 | 52 | 42 | 32 | 27 |
137 | 114 | 103 | 96 | 90 | 85 | 82 | 79 | 76 | 74 | 73 | 71 | 67 | 62 | 52 | 42 | 32 | 27 | |||
S30403 | GB/T14976 | ≤28 | 117 | 117 | 117 | 110 | 103 | 98 | 94 | 91 | 88 | |||||||||
117 | 97 | 87 | 81 | 76 | 73 | 69 | 67 | 65 | ||||||||||||
S30408 | GB/T12771 | ≤28 | 116 | 116 | 116 | 111 | 104 | 97 | 94 | 91 | 88 | 85 | 83 | 77 | 67 | 54 | 44 | 36 | 27 | 23 |
116 | 97 | 88 | 82 | 77 | 72 | 70 | 67 | 65 | 63 | 62 | 60 | 57 | 53 | 44 | 36 | 27 | 23 | |||
S30403 | GB/T12771 | ≤28 | 99 | 99 | 99 | 94 | 88 | 83 | 80 | 77 | 75 | |||||||||
99 | 82 | 74 | 69 | 65 | 62 | 59 | 57 | 55 | ||||||||||||
S30408 | GB/T24593 | ≤4 | 116 | 116 | 116 | 111 | 104 | 97 | 94 | 91 | 88 | 85 | 83 | 77 | 67 | 54 | 44 | 36 | 27 | 23 |
116 | 97 | 88 | 82 | 77 | 72 | 70 | 67 | 65 | 63 | 62 | 60 | 57 | 53 | 44 | 36 | 27 | 23 | |||
S30403 | GB/T24593 | ≤4 | 99 | 99 | 99 | 94 | 88 | 83 | 80 | 77 | 75 | |||||||||
99 | 82 | 74 | 69 | 65 | 62 | 59 | 57 | 55 | ||||||||||||
참고: 첫 번째 행의 허용 응력은 약간의 영구 변형이 허용되는 부품에만 적용됩니다. GB/T 12771 및 GB/T 24593에 해당하는 데이터에 다음을 곱했습니다. 용접 조인트 계수는 0.85입니다. |
압력 파이프 라인에 오스테나이트 스테인리스강 재료를 사용할 때는 크롬-니켈 오스테나이트 스테인리스강을 540°C~900°C의 온도에서 장기간 사용할 경우 시그마 상 취화 현상이 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
오스테나이트 강재의 페라이트 함량과 냉간 변형 정도를 제어하는 것이 좋습니다. 고온 조건(작동 온도 540°C 초과)에서는 저탄소 등급(C ≤ 0.08%) 오스테나이트 스테인리스 스틸도 추가 요구 사항을 충족해야 합니다:
1) 모재 탄소 함량은 0.04 이상이어야 합니다;
2) 열처리 상태: 1040°C 이상의 급속 냉각;
3) 평균 입자 크기는 7등급 또는 그보다 더 거칠어야 합니다. 이러한 추가 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 초저탄소 스테인리스강에 따라 허용 응력을 선택해야 합니다.
기계적 특성
고온 수율 강도 오스테나이트 스테인리스 강판 304 등급용 테이블
등급 | 두께 mm | Rp0.2다음 온도(°C)에서 /MPa | ||||||||||
20 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | ||
S30408 | ≤80 | 205 | 171 | 155 | 144 | 135 | 127 | 123 | 119 | 114 | 111 | 106 |
S30403 | ≤80 | 180 | 147 | 131 | 122 | 114 | 109 | 104 | 101 | 98 | ||
S30409 | ≤80 | 205 | 171 | 155 | 144 | 135 | 127 | 123 | 119 | 114 | 111 | 106 |
오스테나이트계 스테인리스강 튜브 304등급의 고온 항복 강도 표
등급 | Rp0.2다음 온도(°C)에서 /MPa | ||||||||||
20 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | |
S30408 | 210 | 174 | 156 | 144 | 135 | 127 | 123 | 119 | 114 | 111 | 106 |
S30403 | 180 | 147 | 131 | 122 | 114 | 109 | 104 | 101 | 98 | ||
S30409 |
GB/T20878-2007 "스테인리스강 및 내열강 등급 및 화학 성분"에서 새로운 고온 오스테나이트계 스테인리스 스틸 등급 탄소 함량이 0.04%~0.10%인 S30409(07Cr19Ni10)가 추가되었습니다.
그러나 304 등급에는 이중 등급 문제, 즉 S30409(07Cr19Ni10)와 S30408(06Cr19Ni10) 사이에 탄소 함량이 중복되는 문제가 있습니다. 탄소 함량이 0.04%~0.10%인 S31609(07Cr17Ni12Mo2)에도 동일한 이중 등급 문제가 존재하며, S31608(06Cr17Ni12Mo2)과도 탄소 함량이 겹치는 문제가 있습니다.
자재 라벨링 및 품질 보증 문서
압력 배관용으로 공급 및 수령되는 자재는 해당 표준 및 계약 규정에 따라 라벨을 부착해야 합니다. 각 자재에는 명확하고 견고한 표시가 있어야 하며, 공칭 직경이 DN40 이하인 자재의 경우 태그 또는 기타 대체 방법을 사용하여 라벨을 부착할 수 있습니다.
라벨링 내용에는 최소한 제조업체의 표시와 자재(코드) 이름이 포함되어야 합니다. 고온 조건에서 사용되는 오스테나이트 스테인리스강(H형) 파이프 구성품의 경우 재료 배치 번호 또는 코드도 포함되어야 합니다.
해당 품질 보증 문서에는 표준 및 계약에 명시된 검사 및 테스트 결과가 포함되며 추적 가능해야 합니다.
내압 장비 용접용 모재는 화학적 조성, 기계적 특성 및 용접성에 따라 분류 및 그룹화됩니다. 금속 소재.
NB/T47014-2011에 따르면 S30403, S30408 및 S30409의 모재 범주는 Fe-8이며, 그룹은 Fe-8-1입니다. 용접 프로세스 평가는 기존 용접 공정 평가 보고서 HN2006-02-2012를 참조할 수 있습니다.
용접 재료의 선택 원칙은 NB/T47015-2011에 나와 있습니다: 동일한 등급의 고합금강을 용접할 경우 용접 재료는 용접 금속의 기계적 특성이 모재에 지정된 제한 값과 같거나 그 이상인지 확인해야 합니다.
필요한 경우 내식성이 모재의 해당 요구 사항보다 낮거나 기계적 특성 및 내식성이 설계 문서에 규정된 기술 조건을 충족하지 않아야 합니다.
권장 용접 재료는 다음 표와 같습니다:
통합 번호 체계 (UNS) | 등급 | 차폐 금속 아크 용접 (SMAW) 전극 | 서브머지드 아크 용접 (SAW) | 가스 텅스텐 아크 용접 (GTAW) | ||
전극 모델 | 전극 등급 예시 | 플럭스 유형 | 플럭스 및 용접 와이어 등급 예시 | 용접 와이어 등급 | ||
S30408 | 06Cr19Ni10 | E308-16 E308-15 | A102A107 | F308-H08Cr21Ni10 | SJ601-H08Cr21Ni10 HJ260-H08Cr21Ni10 | H08Cr21Ni10 |
S30403 | 022Cr19Ni10 | ER308L-16 | A002 | F308L-H03Cr21Ni10 | SJ601-H03Cr21Ni10 HJ260-H03Cr21Ni10 | H03Cr21N i10 |
탄소강에 비해 오스테나이트 스테인리스강의 저항은 탄소강의 5배에 달하기 때문에 동일한 용접 전류 및 아크 전압 조건에서 더 많은 열이 투입됩니다.
열전도율이 탄소강의 1/3 정도로 낮기 때문에 열 전달이 느리고 열 변형이 증가합니다.
선팽창 계수는 탄소강보다 약 40% 더 커서 가열 시 열팽창과 냉각 시 수축이 쉽게 증가하여 용접 후 변형이 더 두드러질 수 있습니다.
오스테나이트 스테인리스 스틸 용접의 핵심 포인트:
1) 용접 시 큰 변형과 용접 응력을 방지하려면 용접 에너지가 집중된 용접 방법을 선택해야 합니다.
2) 다음의 엄격한 통제 용접 열 입력은 용접 입자가 심하게 커지거나 용접 열 균열이 발생하지 않도록 유지해야 합니다.
3) 용접부의 내열 균열 저항성과 내식성을 향상시키려면 용접부에 유해한 요소가 침투하지 않도록 용접 부위를 깨끗하게 유지해야 합니다.
4) 오스테 나이트 계 스테인리스 강은 용접 중 예열이 필요하지 않습니다. 용접 및 열 영향 영역의 입자 성장과 탄화물 침전을 방지하고 가소성, 인성 및 내식성을 보장하기 위해 용접 조인트인터패스 온도는 일반적으로 100°C를 넘지 않도록 낮게 유지해야 합니다.
오스테나이트 입자는 강철이 오스테나이트화될 때 얻어지는 입자이며, 입자 크기를 오스테나이트 입자 크기라고 합니다. 표준 입자 크기는 8단계로 나뉘며, 1~4단계는 거친 입자, 5~8단계는 미세 입자, 8단계 이상의 10~13단계는 초미세 입자입니다.
100배율 현미경으로 관찰합니다. 실제 생산에서 입자 정제는 금속 재료를 강화하는 중요한 방법 중 하나가 되어 강철의 강도와 인성을 동시에 향상시킬 수 있습니다. 또한 엔지니어링 용접 시 더 미세한 입자를 얻을 수 있기를 기대합니다.
용접 공정 중 가열 속도의 영향에 주의를 기울여야 합니다. 가열 속도는 본질적으로 과열 문제입니다. 과열 정도가 클수록 핵 형성 속도와 성장률의 비율이 커지고 초기 입자 크기가 작아집니다.
그럼에도 불구하고, 오스테나이트 곡물은 고온에서 성장하는 경향이 있으므로 고온에서 오랜 시간 유지될 수 없습니다. 따라서 용접 시 빠른 가열과 냉각을 강조합니다.
강철의 탄소 함량은 오스테나이트 입자에도 영향을 미칩니다. 강철의 탄소 함량이 오스테나이트 입자를 형성하기에 충분하지 않은 경우 미해결 탄화물은 탄소 함량이 증가함에 따라 오스테나이트 입자가 커지고 거칠어지는 경향이 있습니다.
따라서 세 가지 중 S30408이 거칠어질 가능성이 더 높으며 다른 측면에서 입자 거칠기를 제어하고 방지하는 데주의를 기울여야합니다.
용접 금속의 크롬-니켈 비율 제어, 304 스테인리스강의 경우 크롬-니켈 비율을 제어하는 경우 용접 재료 이 1.61 미만이면 고온 균열이 발생할 가능성이 높고, 크롬-니켈 비율이 2.3~3.2에 도달하면 고온 균열을 방지할 수 있습니다.
용접 금속에서 붕소, 황, 인 및 셀레늄과 같은 유해 원소의 함량을 엄격하게 제한하면 다음과 같은 발생을 방지 할 수 있습니다. 뜨거운 균열.
고온, 고압 및 강한 부식에 대한 석유화학 장비의 설계는 까다로우며, 장비의 장기적인 안정성을 보장하기 위해 재료 선택과 용접 구조를 신중하게 고려해야 합니다.
재료의 특성을 이해하고, 차이점과 유사점을 구별하며, 목표에 맞는 용접 시공 기술을 습득하는 것이 특히 중요합니다.
소재 기술의 발달로 소재는 점점 더 특정 성능에 최적화되고 있으며, '소재 선택 및 사용'은 지식과 마찬가지로 더욱 전문화되고 있습니다. 이 기사가 이러한 측면에서 긍정적인 역할을 할 수 있기를 기대합니다.