Como determinar a qualidade dos tubos de aço inoxidável 304 e dos tubos de aço inoxidável 316L

Para determinar a qualidade dos tubos de aço inoxidável 304 e 316L, é necessário considerar seis aspectos: composição do material, aparência e condição da superfície, precisão dimensional, propriedades mecânicas, resistência à corrosão e verificação do processo. Os detalhes são os seguintes: 

1. Verificação da composição do material

1. Análise espectral: Use um espectrômetro portátil para detectar o conteúdo de elementos e comparar com a norma nacional (GB/T 24511):

304: C ≤ 0,08%, Cr = 18 - 20%, Ni = 8 - 10,5%, e não deve haver impurezas excessivas de S e P (S ≤ 0,03%, P ≤ 0,045%). 

316L: C ≤ 0,03%, Cr = 16 - 18%, Ni = 10 - 14%, Mo = 2 - 3%. O ponto chave é confirmar se o conteúdo de Mo atende à norma (a falta de Mo reduzirá significativamente a resistência à corrosão). 

2. Identificação por faíscas: O 316L contém Mo, então a extremidade da sua faísca é mais curta e tem menos ramos. O 304 tem uma extremidade um pouco mais longa e um brilho um pouco menor (é necessário fazer comparação com amostras padrão). 

II. Aparência e Qualidade da Superfície

1. Inspeção Visual:

A superfície do tubo de alta qualidade deve ser lisa, sem rachaduras, dobras, cicatrizes ou bolhas. As soldas (se houver) devem ser uniformes e cheias, sem entalhes (profundidade ≤ 0,5mm), fusão incompleta ou outros defeitos. 

A parede interna do tubo 316L pode apresentar uma leve cor cinza-escura devido à oxidação do elemento Mo, mas não deve haver camada de óxido ou ferrugem grave (a superfície do 304 deve ter um brilho metálico prateado). 

2. Teste de Lavagem Ácida: Limpe a superfície com uma solução de ácido clorídrico a 5%. Para o 304, não deve haver marcas de corrosão óbvias; para o 316L, que contém Mo, a resistência à corrosão é maior e a taxa de corrosão deve ser mais de 30% menor do que a do 304. 

III. Inspeção de Precisão de Dimensões

1. Diâmetro Externo e Espessura da Parede: Medidos usando um paquímetro. O desvio deve estar de acordo com a norma GB/T 17395:

Para diâmetros externos ≤ 50mm, o desvio permitido é de ±0,3mm; para diâmetros externos > 50mm, ±0,8% do diâmetro externo. 

Quando a espessura da parede for ≤ 4mm, o desvio é de ±0,3mm; quando a espessura da parede for > 4mm, é de ±7,5% da espessura da parede (para o 316L, devido à alta dificuldade de fusão, a tolerância para a espessura da parede pode ser ligeiramente mais rigorosa do que a do 304). 

2. Retificação: Use uma régua para alinhar com a parede do tubo. A curvatura por metro deve ser ≤ 1,5mm, e a curvatura total ao longo de todo o comprimento deve ser ≤ 0,15% do comprimento total. 

IV. Teste de desempenho mecânico

1. Teste de tração:

304: Resistência à fluência ≥ 205 MPa, resistência à tração ≥ 520 MPa, alongamento ≥ 40%.

316L: Resistência à fluência ≥ 170 MPa (devido ao baixo teor de carbono, a resistência é ligeiramente menor do que a do 304), resistência à tração ≥ 480 MPa, alongamento ≥ 40%. 

2. Teste de dureza: O teste é realizado usando um durômetro Rockwell (HRB). Os valores de dureza do 304 e do 316L devem ser ≤ 90 HRB. Se a dureza dos tubos recozidos for > 100 HRB, pode haver endurecimento por trabalho ou tratamento térmico inadequado. 

V. Verificação da Resistência à Corrosão

1. Teste de Corrosão Intergranular (GB/T 4334):

Após o tubo 304 ser imerso em ácido oxálico, a microestrutura não deve ter sulcos de corrosão intergranular; para o 316L, devido ao seu projeto de carbono ultrabaixo, a tendência de corrosão intergranular é significativamente menor do que a do 304. A taxa de perda de peso após o teste deve ser inferior a 0,5g/m². 

2. Teste de corrosão por pites: A amostra é imersa em uma solução de FeCl₃ a 6% por 24 horas. A profundidade dos pites do 304 deve ser ≤ 0,1mm, enquanto para o 316L (que contém Mo), a profundidade dos pites deve ser ≤ 0,05mm (uma diferença de aproximadamente 50%). 

VI. Inspeção do Desempenho do Processo

1. Teste de Compressão (GB/T 241): A amostra é comprimida até 1/3 de seu diâmetro externo. Não devem ocorrer rachaduras na junta soldada (A ductilidade do 316L é um pouco melhor, e a incidência de rachaduras após a compressão é 10% a 15% menor do que a do 304). 

2. Teste de expansão: Use um punção de 45° para expandir a abertura para um diâmetro externo 1,2 vezes o tamanho original. Tanto o 304 quanto o 316L não devem apresentar rachaduras durante o processo de expansão. Devido à presença de Mo no 316L, ele tem uma capacidade de deformação plástica mais forte durante a expansão. 

Técnicas de identificação rápida

Teste magnético: Ambos são aços inoxidáveis austeníticos. Eles não têm magnetismo em condições normais, mas após processamento a frio, um magnetismo fraco pode ser gerado (a propriedade magnética do tubo de aço inoxidável 304 laminado a frio é ligeiramente mais forte do que a do 316L). Se houver forte atração magnética, pode indicar material inferior. 

Teste de solução: Adicione a "solução de teste 304/316L". O 304 fica incolor ou rosa claro, enquanto o 316L (devido à presença de Mo) mostra uma cor azul escura (a mudança de cor deve ser observada dentro de 10 segundos). 

Resumo

Tubos de aço inoxidável de alta qualidade devem atender aos padrões de composição (com especial ênfase nos teores de Cr, Ni, Mo e C), ter superfície lisa, tolerâncias dimensionais rigorosas e atender aos padrões de propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Para tubos de 316L, é necessário confirmar especificamente se o elemento Mo está em quantidade suficiente (análise espectroscópica mostra que Mo deve ser ≥ 2%), enquanto para tubos de 304, deve-se prestar atenção se o teor de carbono excede o limite (C ≤ 0.08%). Durante a compra, os fornecedores devem ser solicitados a fornecer certificados de material (incluindo relatórios espectroscópicos), relatórios de testes de desempenho mecânico e relatórios de testes de corrosão intergranular. Em casos necessários, uma instituição de teste terceirizada pode ser encarregada de realizar um novo teste.