Was ist EN 10297 X2CrNiMo18-14-3?
X2CrNiMo18-14-3 ist eine nahtlose Rohrsorte aus austenitischem Edelstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und Molybdängehalt, die gemäß der EN 10297-Familie für mechanische und technische Rohre genormt ist. Durch seinen höheren Chrom- und Nickelgehalt liegt es über dem Standard-Molybdängrad 18-8 und bietet eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltangriffe und chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion.
Die Stahlnummer ist 1.4435 und die nächstgelegene UNS-Bezeichnung ist S31603, die austenitische Molybdänsorte mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die Kombination aus niedrigem Kohlenstoffgehalt und ausgewogenem Chrom, Nickel und Molybdän macht den Typ besonders stabil in aggressiven Medien und bei mäßig erhöhten Temperaturen, weshalb er eine häufige Wahl für Prozessrohre in den Bereichen Hygiene, Schifffahrt und Chemie ist.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Inhalt % | Funktion |
|---|---|---|
| Kohlenstoff | 0,030 max | Niedriger Kohlenstoffgehalt verhindert Sensibilisierung an Schweißnähten |
| Silizium | 1,00 max | Desoxidation beim Schmelzen |
| Mangan | 2,00 max | Austenitstabilität, Schwefelkontrolle |
| Phosphor | 0,045 max | Restelement, gedeckelt |
| Schwefel | Maximal 0,015 für verbesserte Noten | Restelement, gedeckelt |
| Chrom | 17.00 bis 19.00 Uhr | Passive Filmbildung |
| Nickel | 12.50 bis 15.00 Uhr | Stabilität und Zähigkeit des Austenits |
| Molybdän | 2,50 bis 3,00 | Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion |
| Stickstoff | 0,10 max | Kraftbeitrag |
Der höhere Nickelgehalt der 18-14-3-Variante unterscheidet sie von der bekannteren 17-12-2-Zusammensetzung. Das zusätzliche Nickel verbessert die Phasenstabilität und verringert das Risiko verformungsbedingter Martensitbildung bei der Kaltumformung oder Bearbeitung, was bei dünnwandigen Rohren, die im Betrieb gebogen oder aufgeweitet werden, von Bedeutung ist.
Mechanische Eigenschaften im geglühten Zustand
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Zugfestigkeit Rm | 500 bis 700 MPa |
| 0,2 % Dehngrenze Rp0,2 | Mindestens 200 MPa |
| Dehnung A | Mindestens 40 % |
| Härte | 215 HB maximal |
| Elastizitätsmodul | 200 GPa bei Raumtemperatur |
Diese Werte gelten für Rohre im lösungsgeglühten und gebeizten Zustand, was dem normalen Lieferzustand entspricht. Durch das Kaltziehen wird die Dehngrenze erhöht, aber die Dehnung verringert. Deshalb wird das Rohr, das gedehnt oder gebogen wird, im weichgeglühten Zustand angeordnet und geformt, bevor es zu einer weiteren Kaltumformung kommt.
Korrosionsverhalten und Vergleich mit X2CrNiMo17-12-2
Verglichen mit der standardmäßigen austenitischen Molybdänsorte bietet die Zusammensetzung 18-14-3 eine höhere Lochfraßbeständigkeit, da sowohl Chrom als auch Molybdän am oberen Ende ihrer Bereiche liegen. In der Praxis bedeutet dies eine größere Toleranz gegenüber Chloriden vor Beginn der Lochfraßbildung, eine bessere Leistung bei oxidierenden Säuren wie Salpetersäure und eine verbesserte Beständigkeit gegen intergranularen Angriff nach dem Schweißen, da der Kohlenstoffgehalt bei maximal 0,030 % gehalten wird.
Das zusätzliche Molybdän und Nickel verringert auch die Tendenz zur Sigma-Phasenbildung im Bereich von 450 bis 850 Grad Celsius im Vergleich zu höher-legierten super-austenitischen Qualitäten, eine längere Exposition in diesem Bereich sollte jedoch dennoch vermieden werden, um Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu bewahren.
Typische Anwendungen
Wärmetauscher- und Kondensatorrohre in der Entsalzung und Stromerzeugung
Rohrleitungen, Reaktoren und Lagerausrüstung für chemische Prozesse für den Säurebereich
Pharmazeutische und Lebensmittelverarbeitungslinien, die eine hygienische, korrosionsbeständige Bohrung erfordern
Offshore- und Unterwasser-Instrumentierungsrohre und hydraulische Steuerleitungen
Bleichkreisläufe für Zellstoff und Papier, in denen Chloride und Oxidationsmittel kombiniert werden
Komponenten medizinischer und chirurgischer Geräte, die biokompatibel und reinigbar bleiben müssen
Fertigung, Schweißen und Qualitätskontrolle
Die Sorte lässt sich problemlos durch Wolfram-Inertgas-, Metall-Inertgas- und Plasmaverfahren unter Verwendung eines passenden Molybdänfüllers mit niedrigem Kohlenstoffgehalt schweißen. Für dünne Abschnitte ist keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich, aber die Schweiß- und Wärmeeinflusszone sollte von Oxid- und Eisenverunreinigungen gereinigt werden, damit sich der Passivfilm neu bilden kann. Die Zwischenlagentemperatur sollte niedrig gehalten werden, um die Ausfällung von Karbid und Sigma-Phase zu begrenzen.
Das Bearbeitungsverhalten ist ähnlich wie bei der standardmäßigen austenitischen Molybdänsorte: Scharfe Hartmetallwerkzeuge, positive Spangeometrie und großzügiger Kühlmittelfluss sorgen für die beste Standzeit, da das Material schnell aushärtet. Langsame, kräftige Schnitte sind leichten, wiederholten Schnitten vorzuziehen, die die Oberfläche reiben.
Die Qualitätskontrolle für Exportaufträge umfasst normalerweise chemische Analysen pro Guss, Zugtests pro Charge, Abflachungs- oder Biegetests an der Schweißnaht, hydrostatische Tests jedes Rohrs für Druckanwendungen sowie Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfung des Rohrkörpers. Oberflächenbeschaffenheit und Maßtoleranz werden anhand der bestellten Spezifikation überprüft und die Materialzertifizierung folgt EN 10204 mit der geforderten Prüfstufe.
FAQ
F: Ist X2CrNiMo18-14-3 dasselbe wie 316L?
Es ist das nächstgelegene europäische Äquivalent. Die Stahlnummer 1.4435 und UNS S31603 beschreiben einen austenitischen Molybdän-Edelstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, aber die 18-14-3-Version enthält einen höheren Nickelgehalt als die Grundzusammensetzung 17-12-2.
F: Was ist die maximale Betriebstemperatur?
Der Dauerbetrieb ist im Druckbetrieb normalerweise auf etwa 400 Grad Celsius begrenzt. Kurze Abweichungen sind möglich, der Bereich von 450 bis 850 Grad Celsius sollte jedoch vermieden werden, um einer Sigma-Phasenversprödung vorzubeugen.
F: Welches Zusatzmetall sollte zum Schweißen verwendet werden?
Für die meisten Verbindungen wird ein passender austenitischer Molybdänfüllstoff mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verwendet. Bei anderen Verbindungen als Kohlenstoffstahl verbessert ein austenitischer Füllstoff mit einer höheren -Legierung aus Nickel- die Verdünnungstoleranz.
F: Warum ist der Nickelgehalt höher als bei Standard 316L?
Der höhere Nickelgehalt stabilisiert die austenitische Struktur, verbessert die Zähigkeit und verringert das Risiko der Martensitbildung bei der Kaltumformung, was für dünnwandige Rohre, die gebogen oder aufgeweitet werden, wichtig ist.
F: Benötigt das Rohr eine Wärmebehandlung nach-dem Schweißen?
Nein. Ein Lösungsglühen nach dem Schweißen ist bei dünnen und mittleren Abschnitten nicht erforderlich, da der Kohlenstoffgehalt niedrig genug ist, um eine Sensibilisierung zu verhindern. Dicke Abschnitte in stark korrosivem Betrieb werden manchmal lösungsgeglüht, um maximale Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.
F: Wie wird die Röhre vor dem Versand getestet?
Die Standardprüfung umfasst die chemische Analyse pro Guss, die Zugeigenschaften pro Charge, die Maßprüfung und die hydrostatische oder zerstörungsfreie Prüfung des Rohrkörpers, je nach Endverwendung.
