Каковы 3 основных типа труб из нержавеющей стали? Руководство для покупателя

Вы выбираете трубы из нержавеющей стали для новой производственной линии, ремонта или узла, несущего давление? Если на чертеже просто написано «труба из нержавеющей стали», первым решением обычно является семейство материалов. В большинстве заводов, технических стандартах и ​​документации о закупках тремя классическими типами труб из нержавеющей стали являются аустенитная нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь и мартенситная нержавеющая сталь. Каждое семейство имеет различную кристаллическую структуру, магнитное поведение, диапазон прочности и профиль коррозии. Правильный выбор перед заказом — это то, что отличает надежную трубу от той, которая выходит из строя во время формовки, сварки или обслуживания.

Компания Jend Tube производит бесшовные трубы из нержавеющей стали и никелевых сплавов для клиентов в Европе, Америке, Юго-Восточной Азии и на Ближнем Востоке. Наша ежедневная работа включает в себя преобразование требований применения в конкретную спецификацию марки, отделки и размеров. В этой статье мы объясним три основных типа труб из нержавеющей стали, их сравнение и что следует проверить перед размещением заказа.

Краткий обзор трех семейств трубок из нержавеющей стали

Металлурги делят нержавеющую сталь на несколько семейств, но для большинства трубных изделий первые три — аустенитные, ферритные и мартенситные. Их иногда называют тремя основными группами, поскольку они охватывают большинство стандартных марок труб из нержавеющей стали, используемых в промышленности.

Эта таблица дает вам быстрый ответ. В разделах ниже мы рассмотрим каждое семейство более подробно, включая то, что вам следует указать при заказе трубок.

Трубы из аустенитной нержавеющей стали

Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее широко используемым типом труб из нержавеющей стали. Он содержит высокие уровни хрома и никеля, которые стабилизируют гранецентрированную кубическую структуру при комнатной температуре. Марка 304, также известная как нержавеющая сталь 18/8, является наиболее распространенной. В марку 316 добавлен молибден для лучшей устойчивости к хлоридам и химическим средам.

Состав и поведение

В аустенитной нержавеющей стали микроструктура остается аустенитной от криогенных температур до диапазона, при котором может возникнуть сенсибилизация. Такая структура придает материалу превосходную пластичность, ударную вязкость и свариваемость. Большинство аустенитных марок труб немагнитны в отожженном состоянии, хотя холодная обработка может вызывать небольшой магнитный отклик.

Поскольку аустенитные марки содержат больше легирующих элементов, чем ферритные или мартенситные марки, их стоимость обычно выше за тонну. Разница в цене компенсируется производительностью. Аустенитные трубы легче формовать, легче сваривать и они более устойчивы к общей коррозии в более широком диапазоне сред.

Распространенные аустенитные марки и типичное использование

• TP304 и TP304L: трубы общего назначения, пищевая, химическая обработка и контрольно-измерительные приборы.
• TP316 и TP316L: Морская среда, фармацевтические системы, химические заводы и оборудование, подверженное воздействию хлоридов.
• TP321 и TP347: работа в условиях высоких температур, где требуется стойкость к выделению карбидов.
• TP310S: Детали высокотемпературных печей и котлов.
• 904L и S31254: Высокоагрессивные среды, требующие сверхаустенитных характеристик.

Если вы пишете спецификацию и вам нужна проверенная отправная точка, Бесшовные трубы из нержавеющей стали ASTM A269 Спецификация охватывает многие аустенитные марки с жесткими размерными и механическими требованиями. Стандарт хорошо работает для контрольно-измерительных линий, гидравлических систем и технологических трубок общего назначения.

TP316/TP316L/TP316H/TP316Ti Труба из аустенитного сплава нержавеющей стали Это семейство аустенитных труб, содержащих молибден, обеспечивает улучшенную коррозионную стойкость по сравнению с 304, особенно в хлоридных средах. Его низкоуглеродистые и стабилизированные варианты подходят для сварки и работы при высоких температурах, что делает его надежной отправной точкой для определения технических характеристик технологических труб. Посмотреть продукт →

С точки зрения производства аустенитные трубы не требуют сложностей при холодной вытяжке, отжиге и полировке. Это также семейство, которое чаще всего заказывают с ярким отжигом или электрополировкой, поскольку такая обработка широко распространена в пищевой, фармацевтической и полупроводниковой промышленности. Если вам нужна труба, которую можно сгибать, сваривать и использовать в широком диапазоне агрессивных сред, аустенитная нержавеющая сталь обычно является самым безопасным выбором.

Трубы из ферритной нержавеющей стали

Трубы из ферритной нержавеющей стали менее известны, чем из аустенитной, но они являются важным вариантом, когда необходимо сбалансировать коррозионную стойкость, магнитный отклик и стоимость. Ферритные марки содержат хром в качестве основного легирующего элемента и практически не содержат никеля. Их объемно-центрированная кубическая структура делает их магнитными при любых температурах.

Состав и поведение

Ферритные нержавеющие стали обычно содержат от 10,5 до 27 процентов хрома. Они не реагируют на термообработку так, как мартенситные марки. Вместо этого их сила достигается за счет упрочнения твердого раствора и холодной обработки. Ферритные трубы также обладают хорошей устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением, что является практическим преимуществом в средах, содержащих хлориды, где могут пострадать аустенитные сорта.

Свариваемость зависит от марки. Ранние ферритные марки, такие как 430, труднее сваривать, поскольку они могут образовывать крупные зерна и снижать ударную вязкость в зоне термического влияния. Стабилизированные марки, такие как 439 и 444, являются лучшим выбором, когда требуется сварка.

Распространенные марки ферритов и типичное использование

• TP405: Низкоуглеродистые ферритные трубки для жаростойких и удобных для сварки применений.
• TP409: Автомобильные выхлопные системы и теплообменники.
• TP430: Ферритовые трубки общего назначения для декоративного применения и легкой промышленности.
• TP439: Стабилизированные ферритные трубки с улучшенной свариваемостью и коррозионной стойкостью.
• TP444: Низкоуглеродистые ферритные трубки, легированные молибденом, с хорошей устойчивостью к точечной коррозии.

TP439 Труба из ферритной нержавеющей стали, стабилизированная титаном Ферритный сплав с содержанием 17% хрома, стабилизированный титаном, обеспечивает лучшую свариваемость и формуемость, чем 430. Он хорошо подходит для автомобильных выхлопных систем и других применений, работающих при повышенных температурах, где необходима сварка без риска межкристаллитной коррозии. Посмотреть продукт →

Ферритовые трубки часто выбирают для автомобильных выхлопных систем, трубок теплообменников, электрических шкафов и внутренних архитектурных деталей. Поскольку он содержит мало никеля или вообще не содержит его, его цена обычно более стабильна, чем у аустенитных марок. Если для вашего применения не требуется чрезвычайно высокая пластичность или немагнитные свойства аустенитной стали, ферритные трубы могут работать так же хорошо при меньших затратах на материал.

Трубы из мартенситной нержавеющей стали

Мартенситная нержавеющая сталь — третий классический тип труб из нержавеющей стали. Его выбирают, когда высокая прочность, твердость и износостойкость важнее максимальной коррозионной стойкости. Мартенситные марки содержат хром, углерод от умеренного до высокого и мало или совсем не содержат никеля. Такой состав позволяет упрочнить материал путем термической обработки.

Состав и поведение

Мартенситные нержавеющие стали содержат примерно от 11,5 до 18 процентов хрома и более высокое содержание углерода, чем аустенитные или ферритные марки. В отожженном состоянии структура относительно мягкая и поддается механической обработке. После закалки и отпуска структура превращается в затвердевший мартенсит, придающий трубе высокую прочность на разрыв и стойкость к истиранию.

Компромисс очевиден. Мартенситные трубы не обладают такой же общей коррозионной стойкостью, как аустенитные трубы, в агрессивных химических средах. Также труднее сваривать без тщательного предварительного нагрева и послесварочной термообработки. Но для механических компонентов, которым требуется твердая и прочная поверхность, мартенситная нержавеющая сталь часто является правильным решением.

Распространенные мартенситные марки и типичное использование

• TP410: Клапаны, валы насосов, крепежные детали и общие износостойкие компоненты.
• TP420: Мартенситная сталь для столовых приборов, используемая там, где необходима более высокая твердость.
• TP431: Сочетание прочности и умеренной коррозионной стойкости для промышленных компонентов.

TP410 Инженерная мартенситная труба из нержавеющей стали Закаливающаяся магнитно-мартенситная марка, обеспечивающая высокую прочность и износостойкость, но более низкую коррозионную стойкость, чем аустенитные типы. Подходит для механических компонентов, таких как гидравлические цилиндры и детали клапанов, с термической обработкой, необходимой для критических сварных зон. Посмотреть продукт →

Мартенситные трубки часто используются во вращающемся оборудовании, гидравлических цилиндрах, компонентах клапанов и инструментах, требующих износостойкой поверхности. Если трубы будут сварены, спецификация должна включать соответствующую термическую обработку, чтобы зона сварки не стала слишком твердой или хрупкой. Завод с хорошей репутацией должен узнать конечную твердость и механические требования, прежде чем рекомендовать конкретную мартенситную марку.

Визуальное сравнение трех семей

Следующая диаграмма дает грубое визуальное сравнение четырех критериев покупки. Цифры представляют собой относительные значения, а не точные инженерные значения. Они помогают вам быстро увидеть закономерности, прежде чем перейти к подробному описанию материала.

Как выбрать среди трех типов

Не существует единственного «лучшего» сорта труб из нержавеющей стали. Правильный выбор зависит от жидкости, температуры, давления, метода изготовления и ожидаемого срока службы. Самый быстрый способ сузить выбор — ответить на четыре вопроса по порядку.

1. Определите рабочую среду

Начните со среды, которая будет контактировать с трубкой. Чистая вода, пищевые продукты, пар, морская вода, кислоты, щелочные растворы и среда с высоким содержанием хлоридов предъявляют разные требования к материалу. Если присутствуют хлориды и существует риск коррозионного растрескивания под напряжением, аустенитная марка 316 или дуплексная марка могут быть безопаснее, чем 304. Если среда слабокоррозионная, а трубка магнитная, экономически эффективным вариантом могут быть ферритные марки.

2. Определить механические требования и требования к изготовлению

Учитывайте окончательную форму детали. Будет ли трубка согнута, развальцована, сварена или отполирована? Нужно ли удерживать давление при повышенной температуре? Требуется ли для сборки твердая износостойкая поверхность? Аустенитные трубки лучше справляются с изгибом и сваркой, чем трубы двух других семейств. Мартенситные трубы лучше выдерживают износ и высокие механические нагрузки. Между ними находится ферритная трубка, обладающая хорошей прочностью и магнитными свойствами, но более ограниченной свариваемостью.

3. Соответствуйте точному стандарту и классу

В международных проектах часто используются стандарты ASTM, EN, DIN, JIS, ГОСТ или GB. Каждый стандарт определяет химический состав, механические свойства, размеры и требования к испытаниям. Например, покупатель в Европе может заказать EN 10216-5, а покупатель в Северной Америке — ASTM A269 или ASTM A312. Производитель, который производит продукцию по нескольким стандартам, поможет вам избежать путаницы. Мы производим трубы по стандартам ASTM, EN, DIN, JIS, ГОСТ и GB на нашем заводе в Цзянсу, Китай.

4. Проверьте точность размеров и качество отделки.

Трубы из нержавеющей стали заказываются по наружному диаметру, толщине стенки, длине, а иногда и по отделке внутренней поверхности. Для контрольно-измерительных приборов и гидравлических систем допуски на размеры и овальность имеют такое же значение, как и марка. Для линий санитарной и пищевой промышленности большее значение имеют шероховатость и чистота поверхности. Всегда проверяйте допустимый диапазон допуска перед началом производства, особенно для труб малого диаметра или тонкостенных труб.

Контрольный список решений

1. Определите среду и рабочую температуру.
2. Проверьте, присутствуют ли хлориды, кислоты или едкие химикаты.
3. Подтвердите, должна ли трубка быть магнитной.
4. Определите необходимую прочность на разрыв, твердость и ударную вязкость.
5. Определите, будет ли труба сварена, согнута или подвергнута холодной штамповке.
6. Выберите регулирующий стандарт и обозначение класса.
7. Укажите внешний диаметр, толщину стенки, длину и отделку.
8. Запросите сертификаты на материалы и любую необходимую проверку.

За пределами трех основных семей

Хотя аустенитный, ферритный и мартенситный типы являются тремя основными типами, реальные характеристики часто выходят за их рамки. Как предприятие, мы видим растущий спрос на дуплексную нержавеющую сталь, супераустенитную нержавеющую сталь и трубы из сплавов на основе никеля. Эти материалы решают проблемы, с которыми три стандартных семейства не могут справиться в одиночку.

Дуплексные трубы из нержавеющей стали

Дуплексные марки, такие как S31803, S32205, S32304, S32750 и S32760, сочетают в себе аустенитно-ферритную микроструктуру. Они обладают более высокой прочностью, чем большинство аустенитных марок, и превосходной стойкостью к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением. Дуплексные трубки широко используются в морской нефтегазовой, химической переработке, опреснении и в теплообменниках.

Трубки из супераустенитных и никелевых сплавов

Супераустенитные марки, такие как 904L и S31254, обладают очень высокой коррозионной стойкостью в кислотах и морской воде. Никелевые сплавы, такие как Monel 400, Inconel 625, Incoloy 800 и GH3030, обеспечивают исключительные характеристики при высоких температурах или в агрессивных химических средах. Эти материалы дороже и их сложнее производить, но они продлевают возможный срок службы критического оборудования.

Работая с производителем, предлагающим эти материалы, вы можете упростить свою цепочку поставок. Вместо того, чтобы использовать одного поставщика аустенитных труб, а другого — дуплексных труб или труб из никелевых сплавов, вы можете разместить ряд требований к материалам на одном производственном предприятии. Это помогает обеспечить стабильное качество, отслеживаемость и координацию доставки.

Вопросы производства, проверки и заказа

Класс — это только часть спецификации. От того, как трубка производится и проверяется, зависит, будет ли она соответствовать вашим реальным требованиям к эксплуатации. Трубы из нержавеющей стали могут быть изготовлены бесшовными или сварными, и каждый маршрут имеет свои преимущества.

Бесшовные и сварные трубы

Бесшовные трубы производятся путем экструзии или ротационной прошивки твердой заготовки с последующей холодной вытяжкой или горячей отделкой до необходимых размеров. Он не имеет продольного сварного шва, что делает его предпочтительным выбором для применения в условиях высокого давления и высоких температур. Сварные трубы формируют из полосы и сваривают в продольном направлении. Он может обеспечить более жесткие допуски на стенки и более низкую стоимость, но зону сварки необходимо учитывать для критически важных услуг.

Состояние поверхности и отделка

Качество поверхности влияет на коррозионную стойкость, чистоту и внешний вид. Обычная обработка труб из нержавеющей стали включает травление в твердом растворе, светлый отжиг и электрополировку. Маринованные трубочки имеют матовую, чистую поверхность без окалины. Ярко отожженные трубки имеют гладкую отражающую поверхность, полученную в результате отжига в контролируемой атмосфере. Электрополированные трубы имеют наименьшую шероховатость поверхности и часто используются в пищевой, фармацевтической и точной приборостроении.

Для применений, требующих чистой, свободной от оксидов поверхности, прецизионные светлые отожженные аустенитные трубы являются надежным выбором. Мы производим их малого и среднего диаметра с тщательным контролем размеров.

Размерный диапазон и допуски

Опытный производитель должен быть в состоянии сообщить вам точные производственные ограничения, прежде чем вы разместите заказ. Ассортимент бесшовных труб Jend Tube охватывает наружный диаметр от 3,18 мм до 406,4 мм, толщину стенок от 0,3 мм до 20 мм и длину до 25 000 мм. Эти ограничения позволяют нам работать с приборными трубками малого диаметра, толстостенными напорными трубками и очень длинными трубками теплообменника.

Тестирование и документация

Для критически важного обслуживания вам следует подтвердить, какие испытания будет проводить мельница. Обычные проверки включают анализ химического состава, испытания на растяжение, испытания на твердость, гидростатические испытания, вихретоковые испытания и проверку PMI. Вам также следует определить, нужен ли вам сертификат материала EN 10204 3.1, сертификат заводских испытаний или проверка третьей стороной. Мы имеем сертификат ISO 9001, китайскую сертификацию оборудования, работающего под давлением, и сертификацию ЕС PED, которые охватывают системы качества, необходимые большинству международных покупателей.

Работа напрямую с производителем

Когда вы заказываете напрямую с завода, у вас больше контроля над выбором материала, планированием производства и проверкой. Вы можете запросить конкретную партию плавки, более жесткий допуск, нестандартную длину или специальную обработку поверхности. Прямое общение также помогает при изменении проекта, поскольку завод может скорректировать производственный план быстрее, чем трейдер или дистрибьютор.

Часто задаваемые вопросы

Какие существуют три типа труб из нержавеющей стали?

Тремя основными типами являются трубы из аустенитной, ферритной и мартенситной нержавеющей стали. Аустенитные марки, такие как 304 и 316, немагнитны и обладают высокой коррозионной стойкостью. Ферритные марки, такие как 430 и 439, являются магнитными и содержат мало никеля или вообще не содержат его. Мартенситные марки, такие как 410, являются магнитными и могут быть закалены для высокопрочных применений.

Какой тип лучше всего подходит для воздействия морской воды и хлоридов?

Аустенитная марка 316 и супераустенитные марки, такие как 904L, более устойчивы к точечной коррозии и хлоридному воздействию, чем стандартные ферритные и мартенситные марки. Для эксплуатации в морской воде или на море трубы из дуплексной нержавеющей стали также являются хорошим выбором, поскольку они сочетают в себе высокую прочность и устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Магнитны ли трубы из нержавеющей стали 304?

В отожженном состоянии аустенитные трубы 304 обычно немагнитны. После холодной вытяжки или гибки может появиться некоторый магнитный отклик, поскольку структура слегка изменяется при холодной обработке. Это не является дефектом и не снижает коррозионную стойкость в большинстве случаев применения.

Можно ли сваривать ферритную нержавеющую сталь?

Да, но оценка имеет значение. Стабилизированные ферритные марки, такие как TP439 и TP444, легче сваривать, чем нестабилизированные 430. Необходимо контролировать процедуру сварки, чтобы предотвратить чрезмерный рост зерна в зоне термического влияния. Для сварных ферритных трубок всегда обсуждайте условия эксплуатации с заводом перед производством.

Что означает TP в таких классах, как TP304 или TP316?

Во многих спецификациях ASTM на нержавеющую сталь TP означает трубную продукцию. Он указывает на то, что обозначение марки относится к трубам или трубной продукции. Вы часто увидите это в таких стандартах, как ASTM A269 и ASTM A312, где химический состав и механические требования определены для бесшовных и сварных труб из нержавеющей стали.

Как узнать, заказывать бесшовные или сварные трубы?

Бесшовные трубы являются стандартным выбором для применений с высоким давлением, высокой температурой и критическими условиями эксплуатации, поскольку они не имеют продольных сварных швов. Сварные трубы, как правило, более экономичны и могут иметь более жесткие допуски на стенки, но область сварного шва требует тщательной оценки. Когда жидкость агрессивна или давление высокое, большинство инженеров выбирают бесшовные трубы из нержавеющей стали.

Итог

Начните со среды обслуживания, затем выберите семейство материалов, затем уточните марку, стандарт, размеры и отделку. Аустенитные трубы обеспечивают максимальную устойчивость к коррозии и формуемость. Ферритовые трубки представляют собой магнитную трубку с низким содержанием никеля для менее агрессивной эксплуатации. Мартенситные трубы придают твердость и прочность там, где главным требованием является износостойкость.

В Jend Tube мы помогаем покупателям и инженерам реализовать эти требования при создании бесшовных труб из нержавеющей стали. Мы производим трубы из аустенитных, ферритных, мартенситных, дуплексных, супераустенитных и никелевых сплавов в широком диапазоне размеров и отделок. Если вам нужен производитель, который понимает как металлургию, так и практические пределы производства, мы готовы обсудить вашу спецификацию.