Acer 316L Mod- també escrit com a 316L modificat o 316LM - és una versió controlada per química-de l'acer inoxidable austenític AISI 316L estàndard. El sufix "Mod" (modificat) indica que una o més finestres de composició química s'han ajustat o alterat més enllà de l'especificació estàndard ASTM A240 316L per complir els requisits d'una aplicació, codi o estàndard de contractació en particular.

Les modificacions més habituals inclouen: restringir el nitrogen a un rang estret (normalment 0,06–0,10%) per millorar la resistència a la fluència de la temperatura elevada-; tensió del carboni a Menys o igual al 0,020% (en comparació amb l'estàndard Menys o igual al 0,030%) per a una resistència superior a la corrosió de la zona de soldadura-; i limitant els elements de tramp com el bor, el cobalt i el coure a parts-per-milió de nivells per a la neteja de grau-nuclear.
A diferència d'un aliatge completament diferent, el 316L Mod conserva la química bàsica del seu grau principal: 16-18% de crom, 10-14% de níquel i 2-3% de molibdè. El que canvia és la precisió d'aquests rangs i l'addició de límits superiors als elements que simplement no estan controlats a l'especificació de la mercaderia.
Composició química: 316L vs 316L Mod
La taula següent comparaASTM A240 316Lespecificació respecte a la composició més ajustada típica del-mod 316L de grau nuclear (segons RCC-M/AFCEN o especificació d'adquisició equivalent):
|
Element |
ASTM A240 - Estàndard 316L |
Mod 316L (Nuclear / Puresa-alta) |
Per què importa |
|
Carboni (C) |
Menor o igual al 0,030% |
Menor o igual a 0,020% |
La baixa C=redueix el risc de sensibilització a la zona HAZ |
|
Silici (Si) |
Menor o igual al 0,75% |
Menor o igual al 0,50% |
Tighter Si millora la tenacitat de la soldadura |
|
Manganès (Mn) |
Menor o igual al 2,00% |
Inferior o igual a 1,80% |
Controlat per a la uniformitat microestructural |
|
Fòsfor (P) |
Menor o igual al 0,045% |
Menor o igual al 0,025% |
La baixa P redueix la susceptibilitat a l'esquerdament en calent |
|
Sofre (S) |
Menor o igual al 0,030% |
Menor o igual a 0,015% |
Low S millora la qualitat i la duresa de la soldadura |
|
Crom (Cr) |
16.0–18.0% |
16.5–18.0% |
La banda més estreta garanteix una resistència constant a la corrosió |
|
Níquel (Ni) |
10.0–14.0% |
11.0–14.0% |
El sòl de Ni més alt garanteix l'estabilitat de l'austenita |
|
Molibdè (Mo) |
2.0–3.0% |
2.25–3.00% |
Sòl lleugerament elevat per a la resistència a la picada |
|
Nitrogen (N) |
Menor o igual al 0,10% |
0.06–0.10% |
El N controlat augmenta la força de fluència a la temperatura. |
|
Bor (B) |
No especificat |
Menor o igual a 0,002% |
Requeriment nuclear: B absorbeix neutrons |
|
Cobalt (Co) |
No especificat |
Menor o igual al 0,025% |
Requisit nuclear: risc d'activació del Co-60 |
|
Coure (Cu) |
Menor o igual al 0,10% (traça) |
Menor o igual al 0,10% |
Controlat per evitar problemes de contaminació |
Propietats mecàniques
Malgrat la seva química més estricta, 316L Mod compleix o supera els requisits mecànics mínims ASTM A240 316L. Per a les plaques de grau nuclear-, sovint es requereixen proves addicionals addicionals, com ara proves d'impacte Charpy a -20 graus, proves de tracció a temperatura elevada- i proves de corrosió intergranular segons ASTM A262 Practice E.
|
Min. Resistència a la tracció Superior o igual a 515 MPa Requisit ASTM A240/RCC-M |
Min. Resistència de rendiment (0,2%) Superior o igual a 205 MPa A temperatura ambient |
Min. Elongació Superior o igual al 40% En calibre de 50 mm de longitud |
|
Duresa (màx.) Inferior o igual a 217 HB Rockwell Menor o igual a 95 HRB |
Força de fluència (600 graus) Superior a 316L A causa de l'addició controlada de N |
Impacte CVN (a -20 graus) Major o igual a 60 J (típic) Prova complementària nuclear |
|
Propietat |
Estàndard 316L |
316L Mod |
Condició de prova |
|
Resistència a la tracció |
Superior o igual a 515 MPa |
Superior o igual a 515 MPa |
RT, longitudinal |
|
Límit de fluència (0,2%) |
Superior o igual a 205 MPa |
Superior o igual a 205 MPa |
RT, longitudinal |
|
Elongació |
Superior o igual al 40% |
Superior o igual al 40% |
calibre 50 mm |
|
Reducció de superfície |
Superior o igual al 50% |
Superior o igual al 50% |
Exemplar transversal |
|
Duresa |
Inferior o igual a 217 HB |
Inferior o igual a 217 HB |
Brinell, recuit |
|
Charpy CVN (a -20 graus) |
No es requereix |
Superior o igual a 60 J de mitjana. |
Suplement de grau nuclear |
|
Tracció a 350 graus |
No es requereix |
Min. especificat |
Per RCC-M / ASME III |
Propietats físiques
|
Propietat |
Valor |
|
Densitat |
7,98 g/cm³ |
|
Interval de fusió |
1375–1400 graus (2507–2552 graus F) |
|
Conductivitat tèrmica (a 100 graus) |
~14.0 W/(m·K) |
|
Coeficient de dilatació tèrmica |
16,5 µm/(m· grau) a 20–100 graus |
|
Resistivitat elèctrica |
~740 nΩ·m |
|
Mòdul d'elasticitat |
193 GPa (28.000 ksi) |
|
Permeabilitat magnètica |
No-magnètic (µ ≈ 1,01–1,02) |
|
Temperatura màxima de servei. (cont.) |
870 graus (1600 graus F) |
Per què triar 316L Mod sobre 316L estàndard?
La resposta depèn completament de l'aplicació. Per a la majoria d'usos industrials generals, - equips de processament d'aliments, revestiment arquitectònic, planta química estàndard - productes bàsics 316L és l'opció correcta i més econòmica. Tanmateix, hi ha escenaris específics en què el 316L Mod no només es prefereix, sinó que és requerit per codi o contracte:

Components nuclears - canonades del sistema de refrigeració del reactor, carcassa del pressuritzador, plaques de circuit primari - es fabriquen segons RCC-M (codi nuclear francès), ASME Secció III o estàndards equivalents. Aquests codis exigeixen un contingut màxim de cobalt (menor o igual al 0,025%) per evitar la formació de Co-60 sota irradiació de neutrons, que es converteix en una font important de contaminació radioactiva. L'estàndard 316L no controla el cobalt; 316L Mod ho fa.
Quan l'acer inoxidable austenític s'utilitza a temperatures superiors als 500 graus durant períodes prolongats, la fluència (deformació plàstica lenta sota tensió) es converteix en el factor limitant-de disseny. L'addició controlada de nitrogen al 316L Mod (0,06–0,10%) millora significativament la resistència a la fluència en comparació amb el 316L estàndard amb nitrogen incontrolat, potencialment molt baix. Això és fonamental per als components de les calderes de generació d'energia i les carcassas dels intercanviadors de calor a les plantes químiques d'-alta temperatura.
Per als dipòsits d'emmagatzematge de GNL i els equips de caixa freda que funcionen a temperatures inferiors a -196 graus (temperatura del nitrogen líquid), es requereixen proves d'impacte Charpy addicionals a temperatura criogènica. Els límits d'impureses més estrictes del 316L Mod -, especialment de fòsfor i sofre -, donen lloc a valors de duresa a l'impacte més consistents i més alts en la condició de la placa-recuita.
Alguns processos de producció d'API farmacèutiques i processos químics de grau{0}}de semiconductors requereixen materials amb una contaminació mínima d'elements traça. Els límits superiors controlats de coure, bor i altres elements de tramp del 316L Mod ajuden a garantir que el material de la placa en si no es converteixi en una font de contaminació del procés.
316L Mod vs Standard 316L vs 316: una comparació ràpida
|
Propietat / Característica |
316 estàndard |
Estàndard 316L |
316L Mod |
|
Contingut de carboni |
Menor o igual al 0,08% |
Menor o igual al 0,030% |
Menor o igual a 0,020% |
|
Control del nitrogen |
Cap especificat |
Cap especificat |
0,06–0,10% (estret) |
|
Límit de cobalt |
No especificat |
No especificat |
Menor o igual al 0,025% |
|
Límit de bor |
No especificat |
No especificat |
Menor o igual a 0,002% |
|
Conforme a ASTM A240 |
Sí |
Sí |
Sí (més suplementari) |
|
Conforme al codi nuclear |
No |
No |
Sí (RCC-M / ASME III) |
|
Soldabilitat |
Bé |
Excel·lent |
Excel·lent |
|
Resistència a la fluència |
Moderat |
Moderat |
Millora (a causa de N) |
|
Cost relatiu del material |
Base |
Base + 5–10% |
Base + 25–40% |
|
Disponibilitat típica |
Estoc immediat |
Estoc estàndard |
Ordre de molí / plom ampliat |
|
La prima del preu del 25 al 40% de 316L Mod respecte a la mercaderia 316L reflecteix no només unes especificacions més estrictes de la matèria primera, sinó també els requisits addicionals de proves, traçabilitat i certificació. No hi ha cap substitut acceptable per a aplicacions nuclears o obligades per codi-. Per a aplicacions comercials sense-codi, l'estàndard 316L és gairebé sempre l'opció econòmicament racional. |
Normes i certificacions aplicables
La placa 316L Mod s'adquireix i es subministra amb una combinació d'estàndards de materials bàsics i requisits addicionals específics de l'aplicació-:
|
Estàndard / Codi |
Àmbit |
Rellevància a 316L Mod |
|
ASTM A240 |
Placa, làmina i tira d'acer inoxidable de Cr-enrotllat-plans |
Requisits químics bàsics i mecànics |
|
ASME SA-240 |
Codi del recipient a pressió equivalent a ASTM A240 |
Necessari per als recipients a pressió codificats-ASME |
|
RCC-M / AFCEN |
Codi francès d'equips de les illes nuclears |
Defineix els requisits de grau 316L Mod "Z2 CND 17-12". |
|
ASME Secció III |
Codi de disseny de components nuclears dels EUA |
Rega l'adquisició de material-de grau nuclear |
|
EN 10028-7 |
Productes plans europeus per a pressió |
Especificació de placa europea equivalent |
|
ASTM A262 |
Detecció de susceptibilitat a la corrosió intergranular |
La prova E pràctica sovint es requereix per al 316L Mod |
|
CA 10204 3.2 |
Certificat de prova de material amb testimoni TPI |
Obligatori per nuclear i PED Classe III |
Aplicacions típiques de la placa mod 316L
Components del límit de pressió del circuit primari del reactor nuclear (carbes de canonades de refrigerant, plaques de pressurització)
High-temperature power plant boiler and heat exchanger shells (>servei continu de 500 graus)
Carcassa estructural de tancs d'emmagatzematge de GNL que requereix certificació d'impacte criogènic
Vass de reactors farmacèutics i biotecnològics amb requisits d'elements traça d'alta -puresa
Recipients a pressió de planta química que operen en ambients mixtos d'àcid o clorur a temperatura elevada
Components d'habitatges de pressió submarins en alta mar amb requisits de vida útil de disseny ampliats
Components del reactor de recerca i de la instal·lació de producció d'isòtops (crític baix en cobalt)
Preguntes freqüents
P: El 316L Mod és el mateix que el 316L?
R: No. 316L Mod es basa en 316L, però aplica controls de composició més estrictes, especialment en carboni (menys o igual a 0,020%), nitrogen (0,06-0,10%), cobalt (menys o igual a 0,025%) i bor (menys o igual a 0,002%). L'estàndard 316L no especifica en absolut els límits de cobalt o bor. 316L Mod també requereix proves addicionals, com ara l'impacte criogènic Charpy i les proves de tracció-elevades temperatures.
P: Què significa "Mod" a 316L Mod?
R: 'Mod' significa Modificat. Indica que la composició de la base 316L s'ha modificat - específicament, que els elements clau s'han ajustat a intervals més estrets i/o que s'han col·locat elements addicionals sota control del límit-superior. Els requisits exactes de "Mod" varien segons l'estàndard d'adquisició o l'especificació del client.
P: Es pot substituir el 316L estàndard per 316L Mod en aplicacions nuclears?
R: No. A les aplicacions nuclears-codificades regides per RCC-M, ASME Secció III o codis equivalents, 316L Mod amb els seus límits específics de cobalt i bor és una especificació obligatòria. L'estàndard 316L no es pot substituir perquè els nivells incontrolats de cobalt i bor podrien provocar productes d'activació radioactiva o problemes de control de la reactivitat. La substitució requereix una avaluació formal d'enginyeria i l'aprovació de l'autoritat del codi, que gairebé mai no s'atorga.
P: Quin nivell de certificació es requereix per a la placa 316L Mod?
R: Normalment es requereixen certificats de prova de materials EN 10204 tipus 3.2, és a dir, els resultats de les proves químiques i mecàniques estan certificats tant pel departament de qualitat del fabricant com per una autoritat d'inspecció de tercers-(com ara TUV, Bureau Veritas o SGS). Per a aplicacions nuclears, l'inspector ha de ser d'un organisme d'inspecció nuclear autoritzat. El nombre de calor i la traçabilitat del lot des de la fusió fins a la placa final s'han de documentar completament.
P: Quin és el termini de lliurament de la placa 316L Mod?
R: 316L Mod no és un article d'estoc de mercaderies a la majoria de distribuïdors. Normalment es produeix per comanda de molí- amb terminis de lliurament de 10 a 16 setmanes des de la realització de la comanda, depenent de les dimensions de la placa, el tractament tèrmic i els requisits de prova. Per al material nuclear-qualificat, cal un temps addicional per a la programació d'inspeccions de tercers-. S'aconsella la contractació anticipada en la planificació del projecte.
Exempció de responsabilitat: les dades i els intervals de composició citats en aquest document són representatius de les especificacions habituals del 316L Mod i només es proporcionen com a referència general. L'adquisició de projectes específics s'ha de basar en l'especificació contractual aplicable, el codi de disseny i les qualificacions aprovades del molí. Totes les decisions crítiques de selecció i substitució de materials han de ser revisades per un enginyer de materials qualificat.Contacta amb el nostre JN Alloy representant de vendesper a una cita i discussió sobre la qualificació del material.
