สลักเกลียวสแตนเลสเทียบกับโลหะผสมและเหล็กกล้าคาร์บอน — คู่มือการเลือกวัสดุ

สลักเกลียวโลหะผสมเหล็ก - มีความแข็งแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง เหมาะสำหรับงานหนัก

สลักเกลียวโลหะผสมเหล็กมีการเติมโครเมียม โมลิบดีนัม นิกเกิล หรือวานาเดียมเพื่อให้มีความแข็งแรงสูงขึ้นอย่างมากและ-สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ เหล็กโลหะผสมทั่วไปที่ใช้สำหรับสลักเกลียว ได้แก่ AISI 4140 (โครเมียม-โมลิบดีนัม), 4340 (นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม) และ 8640 วัสดุเหล่านี้สามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนจนถึงความต้านทานแรงดึงที่เกิน 150 ksi (เกรด 8) หรือ 125 ksi (ASTM A193 B7) สลักเกลียวโลหะผสมเหล็กเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับหน้าแปลนภาชนะรับความดัน ข้อต่อเหล็กโครงสร้าง อุปกรณ์หนัก และการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-สูงถึง 593 องศาโดยเลือกเกรดที่เหมาะสม

สลักเกลียวสแตนเลส - ต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงปานกลาง การใช้งานเกรดที่ถูกสุขลักษณะ

สลักเกลียวสแตนเลสให้ความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติผ่านปริมาณโครเมียม (ขั้นต่ำ 10.5%) ซึ่งสร้างชั้นพาสซีฟออกไซด์ที่ซ่อมแซมตัวเอง- เกรดออสเทนนิติก 304 และ 316 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนทั่วไปดีเยี่ยมด้วยความแข็งแรงปานกลาง (แรงดึง 75-80 ksi ในสภาวะความเครียด-ที่ชุบแข็ง) เกรดมาร์เทนซิติก เช่น 410 และเกรดชุบแข็งด้วยการตกตะกอน เช่น 630 (17-4 PH) ให้ความแข็งแรงสูงกว่าถึง 180 ksi แต่มีความต้านทานการกัดกร่อนลดลงเมื่อเทียบกับเกรดออสเทนนิติก สลักเกลียวสแตนเลสมีความจำเป็นสำหรับการแปรรูปอาหาร ยา เคมี การเดินเรือ และสถาปัตยกรรมที่ไม่สามารถทนต่อการกัดกร่อนได้

การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมี

การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุม

แรงดึง ผลผลิต และความแข็ง

สลักเกลียวเหล็กโลหะผสมมีความต้านทานแรงดึงสูงสุดในสามประเภท โดยเกรด 8 สูงถึง 150 ksi และเกรดพิเศษเกิน 180 ksi สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนมีตั้งแต่ 60 ถึง 120 ksi ขึ้นอยู่กับเกรดและการรักษาความร้อน โดยทั่วไปสลักเกลียวสแตนเลสจะมีความต้านทานแรงดึงปานกลาง - 304 ในสภาวะความเครียด-ที่แข็งตัวได้ประมาณ 75-80 ksi ในขณะที่ 630 ที่ผ่านการชุบแข็งด้วยการตกตะกอนจะสูงถึง 140-180 ksi หลังจากหมดอายุ ความแข็งเป็นไปตามรูปแบบเดียวกัน: เหล็กโลหะผสมมีค่า 33-39 HRC เหล็กกล้าคาร์บอน 19-30 HRC และสแตนเลส 304 ประมาณ 20 HRC ในสภาวะอบอ่อน

การเปรียบเทียบความเหนียวของการกระแทก

สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนมีความเหนียวเพียงพอสำหรับการใช้งานทั่วไป แต่สามารถแสดงพฤติกรรมการเปลี่ยนผ่านแบบยืดหยุ่น{0}}ถึง-เปราะได้ที่อุณหภูมิต่ำ สลักเกลียวโลหะผสมเหล็กสามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อเพิ่มความเหนียว - โดยปกติแล้วสลักเกลียว B7 จะแสดงค่าการกระแทกแบบชาร์ปีที่ 40-60 ฟุต-ปอนด์ที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่เกรด L7 รับประกัน 20 ฟุต-ปอนด์ที่ -101 องศา เกรดออสเทนนิติกที่ทำจากสเตนเลสสตีล (304, 316) คงความเหนียวที่ดีเยี่ยมแม้ในอุณหภูมิที่เย็นจัด โดยมีค่าชาร์ปีเกิน 100 ฟุต-ปอนด์ที่ -196 องศา ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำโดยไม่มีข้อกำหนดการทดสอบแรงกระแทกพิเศษ

การเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อน

เกรดสแตนเลส 304 และ 316 ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมทางเคมีในชั้นบรรยากาศ น้ำ และสารเคมีที่ไม่รุนแรง เนื่องจากมีชั้นพาสซีฟโครเมียมออกไซด์. 316 เพิ่มโมลิบดีนัมเพื่อเพิ่มความต้านทานการเกิดรูพรุนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ เช่น น้ำทะเล สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมไม่มีความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติ - โดยอาศัยการเคลือบที่ใช้ทั้งหมด เช่น การชุบสังกะสี การชุบสังกะสี หรือ Dacromet ในการป้องกัน เมื่อสารเคลือบได้รับความเสียหาย การกัดกร่อนเฉพาะจุดจะเร่งตัวเร็วขึ้น ในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง- โลหะผสมเหล็ก B7 จะรักษาความเสถียรได้สูงถึง 450 องศา ในขณะที่สแตนเลส B8 สามารถทนต่อ 800 องศาโดยไม่ต้องปรับขนาดอย่างมีนัยสำคัญ การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) เป็นปัญหาสำหรับสเตนเลสออสเทนนิติกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูงกว่า 60 องศา ในขณะที่เกรดมาร์เทนซิติกจะไวต่อการเกิดการเปราะของไฮโดรเจนมากกว่า

การวิเคราะห์เปรียบเทียบต้นทุน

ต้นทุนวัสดุแสดงลำดับชั้นที่ชัดเจน: เหล็กกล้าคาร์บอนทำหน้าที่เป็นพื้นฐานที่ต้นทุนต่อหน่วยประมาณ 1x เหล็กโลหะผสมโดยทั่วไปมีช่วง 1.5-2x สแตนเลส 304 มีช่วง 2-3x และ 316 มีช่วง 3-4x อย่างไรก็ตาม ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) บอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างออกไป ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีการเคลือบอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยครั้ง ในขณะที่ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นของสลักเกลียวสแตนเลสจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนซ้ำตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ค่าใช้จ่ายในการแปรรูปยังแตกต่างกันออกไป - เหล็กโลหะผสมต้องใช้ความร้อนอย่างระมัดระวัง เหล็กสแตนเลสต้องใช้เครื่องมือพิเศษสำหรับการรีดเกลียวเนื่องจากการชุบแข็งในงาน และเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นเหล็กที่ผลิตได้ง่ายที่สุด สำหรับการใช้งานหลายประเภท ประสิทธิภาพ-อัตราส่วนต่อต้นทุนของโลหะผสมเหล็ก B7 ทำให้เป็นตัวเลือกที่ประหยัดที่สุดสำหรับบริการที่อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง

การเปรียบเทียบสถานการณ์การใช้งานทั่วไป

โครงสร้างเหล็กในอาคารต้องใช้สลักเกลียวเหล็กอัลลอยด์ เช่น เกรด 8 หรือ ASTM A490 เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและพรีโหลดที่เชื่อถือได้ ระบบท่อแปรรูปสารเคมีต้องใช้สลักเกลียวสแตนเลส B8 หรือ B8M เพื่อต้านทานการกัดกร่อนของตัวกลางในกระบวนการ แพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและสภาพแวดล้อมทางทะเลระบุสแตนเลส 316 หรือสแตนเลสดูเพล็กซ์เพื่อความแข็งแรงรวมและความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเล การประกอบเครื่องจักรทั่วไปใช้เหล็กคาร์บอนเกรด 5 หรือสลักเกลียวชุบสังกะสีอย่างดี ซึ่งการควบคุมต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญ การใช้งาน-อุณหภูมิสูงและ-แรงดันสูง - รวมถึงหม้อไอน้ำสำหรับผลิตไฟฟ้า เครื่องทำความร้อนในโรงกลั่น และกังหันไอน้ำ - อาศัยเกรดโลหะผสมเหล็ก B7 และ B16 สำหรับความต้านทานการคืบคลานและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง

สรุปข้อดีข้อเสีย

สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนมีราคาซื้อต่ำที่สุด แต่ต้องมีการป้องกันการกัดกร่อน มีเพดานความแข็งแรงที่จำกัด (สูงสุดประมาณ 120 ksi) และไม่เหมาะกับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-หรือมีฤทธิ์กัดกร่อน สลักเกลียวโลหะผสมเหล็กให้ระดับความแข็งแรงสูงสุดและประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง-เป็นเลิศ แต่ไม่ได้ทนทานต่อการกัดกร่อนโดยธรรมชาติ และมีความเสี่ยงต่อการเกิดการเปราะของไฮโดรเจนในสภาวะที่มีความแข็งสูง- สลักเกลียวสแตนเลสให้ความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติโดยไม่ต้องเคลือบ รักษาความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ-ได้ดีเยี่ยม แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีความแข็งแรงต่ำกว่าเกรดเหล็กโลหะผสม (ยกเว้นประเภทการตกตะกอน-ที่ชุบแข็ง) และควบคุมต้นทุนวัสดุให้สูงขึ้น

กระบวนการตัดสินใจคัดเลือก

เริ่มต้นด้วยการกำหนดสภาพแวดล้อมการทำงาน - ช่วงอุณหภูมิ ความชื้น การมีอยู่ของสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือสเปรย์เกลือ และการสัมผัสรังสียูวี จะเป็นตัวกำหนดว่าเหล็กคาร์บอนเคลือบ สแตนเลส หรือเหล็กโลหะผสมมีความเหมาะสมหรือไม่ คำนวณข้อกำหนดในการรับน้ำหนัก - ปัจจัยคงที่หรือไดนามิก ขนาด และความปลอดภัย - เพื่อกำหนดแรงดึงขั้นต่ำและความแข็งแรงของผลผลิตที่ต้องการ ประเมินข้อจำกัดด้านงบประมาณโดยพิจารณาทั้งต้นทุนการซื้อเริ่มแรกและต้นทุนการบำรุงรักษาอายุการใช้งานที่คาดหวัง สุดท้ายนี้ ให้ยืนยันว่ามาตรฐานและข้อกำหนดใดที่ใช้กับ - ข้อกำหนดเฉพาะของ ASTM, ASME, ISO หรือโครงการ- อาจกำหนดเกรดวัสดุบางอย่างโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยอื่น ๆ

ความสามารถในการจัดหาท่อของผู้ผลิต

ManufacturingPipe จัดหาวัสดุทั้งสามประเภทจากสต็อกและการผลิตที่มีระยะเวลารอคอยสินค้าสั้น สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนมีจำหน่ายในเกรด 2 และเกรด 5 พร้อมการปรับสภาพพื้นผิวต่างๆ สลักเกลียวเหล็กอัลลอยด์ ได้แก่ B7, B16, L7 และเกรด 8 พร้อมการรักษาความร้อนและการรับรองเต็มรูปแบบ โบลท์สแตนเลสครอบคลุมเกรด 304, 316, 410, 630 (17-4 PH) และดูเพล็กซ์ 2205 เรารองรับข้อกำหนดที่กำหนดเอง รวมถึงความยาวที่ไม่ใช่-มาตรฐาน การกำหนดค่าส่วนหัวแบบพิเศษ และการทำเครื่องหมายแบบกำหนดเอง การจัดหาวัสดุสลักเกลียวทั้งหมดแบบครบวงจรทำให้การจัดซื้อง่ายขึ้น และรับประกันคุณภาพที่สม่ำเสมอทั่วทั้งโครงการของคุณ

ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกวัสดุสลักเกลียวที่ใช่หรือไม่

ติดต่อ ManufacturingPipe เพื่อขอคำแนะนำในการเลือกวัสดุจากผู้เชี่ยวชาญและราคาที่แข่งขันได้