Was sind die Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit zwischen 316L Edelstahl-Schweißrohren und 304?

Der Unterschied in der Korrosionsbeständigkeit zwischen 316L Edelstahlschweißrohren und 304 Edelstahlschweißrohren stammt hauptsächlich von den Unterschieden in der Zusammensetzung, insbesondere von der Zugabe von Molybdän (Mo) und der Kontrolle des Kohlenstoffgehalts. Der spezifische Vergleich ist wie folgt: 

1. Unterschiede in den Kernkomponenten

Bild 1 

II. Vergleich der Korrosionsbeständigkeit

1. Beständigkeit gegen Chloridionenkorrosion (Cl⁻-Umgebung)

316L: Molybdän bildet MoO₄²⁻, das in Kombination mit Cr₂O₃ einen dichten Passivierungsschutzfilm bildet, der das Eindringen von Cl⁻ hemmt. In Meerwasser, gesalzenem Wasser oder chemischen Medien, die Cl⁻ enthalten, beträgt die Korrosionsrate nur 1/3 - 1/5 derjenigen von 304. Beispielsweise erreicht in einer 3,5%igen NaCl-Lösung die kritische Spaltkorrosionstemperatur (CCT) von 316L 60 - 80°C, während die von 304 nur 40 - 50°C beträgt.

304: Ohne Molybdän wird der Passivierungsschutzfilm leicht durch Cl⁻ zerstört, und eine langfristige Exposition in salzhaltigen Umgebungen (z. B. Meerwasser) neigt zu Lochfraß und lokaler Korrosion.

2. Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Korrosion

316L: Molybdän und Cr bilden einen Cr₂O₃-MoO₃-Verbundoxidfilm, der bei 600 - 700℃ stabil bleibt und die Verdampfung von CrCl₃ hemmt, wodurch der Oxidationsgewichtverlust verringert wird (jährlicher Gewichtsverlust von 10 - 15g/m² bei 700℃, während 304 30 - 40g/m² erreicht).

304: Bei hohen Temperaturen (>800℃) verdampft Cr₂O₃ leicht, und die Oxidationsrate erhöht sich, und es gibt kein Molybdän, um die von Cl⁻ verursachte "aktive Oxidation" zu hemmen.

3. Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion

316L: Der Äquivalentwert für die Beständigkeit gegen Lochfraß (PREN = 32 - 38) ist deutlich höher als der von 304 (PREN = 20 - 24), die Lochfraß-Inkubationszeit wird um das 3 - 5-fache verlängert, und die Wachstumsrate der Korrosionstiefe beträgt nur 1/4 - 1/3 der von 304.

304: In einer schwachen Säureumgebung, die Cl⁻ enthält (z. B. pH 3 - 5), tritt Lochfraß an Oberflächenfehlern leicht auf und breitet sich schnell aus.

4. Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion

316L: Das kohlenstoffarme Design (C ≤ 0.03%) reduziert die Ausscheidung von Chromkarbid während des Schweißens, vermeidet Chrommangel an den Korngrenzen und hat eine bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion als 304.

304: Die wärmebeeinflusste Zone beim Schweißen neigt dazu, Chromkarbid auszufällen, was zu einer erhöhten interkristallinen Korrosionsempfindlichkeit führt und eine Anlasbehandlung erfordert, um dies zu lindern. 

III. Darstellung typischer Korrosionsszenarien

Bild 2 

IV. Auswahlempfehlungen

 316L: Geeignet für Szenarien mit Meerwasser, hoher Salznebelbelastung, chemischen Medien mit Cl⁻, Hochtemperatur-Säureumgebungen oder solchen, die häufiges Schweißen erfordern (z. B. Marineingenieurwesen, pharmazeutische Ausrüstung).

304 in Betracht ziehen: Anwendbar für trockene Atmosphäre, Süßwasser, schwach saure und schwach alkalische Umgebungen (z. B. gewöhnliche Gebäudeverkleidungen, nicht korrosive Abschnitte der Lebensmittelverarbeitung). 

V. Abwägung zwischen Kosten und Lebensdauer

Kosten: Der 316L hat aufgrund seines höheren Molybdän- und Nickelgehalts einen höheren Preis als der 304, mit einem Preisanstieg von 30% bis 50%.

Lebensdauer: In einer Umgebung mit Cl⁻-Ionen kann die Lebensdauer des 316L das 3- bis 5-fache derjenigen des 304 erreichen. Langfristiger Gebrauch führt zu geringeren Gesamtkosten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das 316L mit seinem Molybdängehalt und seinem kohlenstoffarmen Design eine deutlich bessere Korrosionsbeständigkeit in Umgebungen mit Chlor, hohen Temperaturen und komplexen korrosiven Bedingungen aufweist als das 304. Das 304 ist aufgrund seiner Kostengünstigkeit für normale, nicht korrosive Szenarien geeignet.