Inox 304 và inox 316 cùng là thép không gỉ austenitic, khác nhau chủ yếu ở molypden: 316 chứa 2,00-3,00% Mo, còn 304 không có. Molypden giúp 316 chống ăn mòn rỗ và kẽ hở do ion clorua tốt hơn, nhưng giá cao hơn. Cơ tính của hai mác gần như tương đương, nên chọn mác nào phụ thuộc vào môi chất, không phụ thuộc vào độ bền.
Mục lục
Trả lời nhanh: khi nào cần 316
Chọn 316 khi môi chất hoặc môi trường có clorua (nước biển, nước lợ, muối, hypoclorit) hoặc axit hữu cơ. Với nước sạch, khí nén, hơi bão hòa và dầu, trong cặp inox 304 và inox 316 thì 304 là đủ bền và rẻ hơn. Nếu có clorua nhưng nồng độ cao hơn khả năng của 316, cần duplex hoặc vật liệu phi kim.
Thành phần 304 và 316
Bảng thành phần inox 304 và inox 316 theo ASTM A240 (tấm, lá), tính theo % khối lượng. Một số tài liệu AISI ghi 304 có Cr 18-20% và C tối đa 0,08%.
| Nguyên tố | 304 | 316 |
|---|---|---|
| C | ≤0,07 | ≤0,08 |
| Mn | ≤2,00 | ≤2,00 |
| Si | ≤0,75 | ≤0,75 |
| Cr | 17,5-19,5 | 16,0-18,0 |
| Ni | 8,0-10,5 | 10,0-14,0 |
| Mo | không có | 2,00-3,00 |
| N | ≤0,10 | ≤0,10 |
Cột 304 là inox 304, mác 18/8 phổ biến nhất. Cột 316 mô tả mác Cr-Ni-Mo; xem inox 316 là gì để biết các biến thể 316L, 316H, 316Ti. Điểm cần nhớ khi so inox 304 và inox 316: 316 có Cr thấp hơn 304 một chút, nhưng thêm Mo và Ni cao hơn.
Vì sao Mo quyết định khả năng chịu clorua
Màng thụ động Cr₂O₃ là lớp bảo vệ của mọi loại inox, xem tìm hiểu vật liệu inox. Ion Cl⁻ xuyên qua màng tại điểm yếu và gây ăn mòn rỗ. Molypden tích lũy trong màng, làm màng bền hơn và cho phép bề mặt tái thụ động nhanh hơn sau khi bị tấn công. Ni tăng lên trong 316 chỉ để giữ cấu trúc austenit khi thêm Mo, vì Mo là nguyên tố tạo ferit.
Chỉ số PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N so sánh khả năng chống rỗ của inox 304 và inox 316 theo thành phần. Tính theo giá trị danh nghĩa: 304 (Cr 18,2%, N 0,05%) cho khoảng 19; 316 (Cr 16,5%, Mo 2,1%, N 0,05%) cho khoảng 24.
Ngưỡng clorua thực hành trong nước ở nhiệt độ thường, chỉ để tham khảo:
| Vật liệu | Cl⁻ cho phép (xấp xỉ) |
|---|---|
| Inox 304 | đến khoảng 200 mg/L |
| Inox 316 | đến khoảng 1.000 mg/L |
| Nước biển (khoảng 19.000 mg/L Cl⁻) | cần super duplex, đồng nhôm niken hoặc vật liệu phi kim |
Nhiệt độ tăng làm ngưỡng giảm nhanh, và ở khe hở, nơi nước đọng, ngưỡng thấp hơn nữa. Vì vậy với van trên đường nước biển, 316 chỉ chịu được thời gian ngắn hoặc điều kiện nước chảy liên tục, không phải cho tuổi thọ dài.
Cơ tính, nhiệt độ, gia công
Cơ tính của inox 304 và inox 316 gần như nhau: cả hai có Rm tối thiểu 515 MPa và Rp0,2 tối thiểu 205 MPa theo ASTM A240. Vì vậy chọn 316 để chịu áp suất cao hơn là không có cơ sở, áp suất làm việc do thiết kế van quyết định. 316 bền rão nhỉnh hơn 304 ở nhiệt độ cao, nhưng chênh lệch không đến mức chịu nhiệt cao hơn rất nhiều. Cả hai chống oxy hóa đến khoảng 870-925°C (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng).
Về gia công, inox 304 và inox 316 đều hàn tốt bằng các phương pháp thông dụng. Mối hàn nên dùng bản L (304L, 316L) và que hàn tương ứng để tránh nhạy hóa. Cả hai không từ tính khi ủ và có thể hút nhẹ sau biến dạng nguội, nên nam châm không phân biệt được 304 với 316.
Chọn van 304 hay 316 theo môi chất
Bảng dưới là điểm khởi đầu để chọn giữa inox 304 và inox 316; môi chất thực tế cần đối chiếu thêm với chọn vật liệu van và nhiệt độ làm việc.
| Môi chất | Mác nên xét |
|---|---|
| Nước sạch, nước nóng, khí nén, hơi bão hòa, dầu | 304 |
| Nước giếng nhiễm mặn, nước hồ bơi xử lý clo | 316 / 316L |
| Nước biển làm mát | 316 chỉ tạm; ưu tiên super duplex hoặc phi kim |
| Thực phẩm mặn, chua; dược | 316L đánh bóng |
| Hóa chất chứa Cl⁻ | 316 / 316L, kiểm tra nồng độ |
| HCl | Không dùng inox |
Với axit, kiềm và dung môi, tra bảng về độ bền hóa học trước khi quyết định, vì inox bền với axit hữu cơ loãng nhưng không bền với axit clohiđric. Ở dạng van, van bướm thân inox 316 thường dùng cho nước giếng nhiễm mặn, nước hồ bơi; van 1 chiều inox 316 lắp ở trạm bơm nước lợ có lưu thông; còn van bi inox thân 304 đủ dùng cho nước sạch, khí nén.
Những hiểu nhầm thường gặp khi chọn 304 hay 316
Khi so sánh inox 304 và inox 316, bốn nhận định sau hay gây chọn sai:
- 316 không gỉ trong mọi môi trường: sai, 316 vẫn bị rỗ trong nước biển ấm và bị HCl phá hủy.
- 316 chịu áp lực cao hơn: sai, giới hạn chảy và bền kéo tối thiểu của hai mác như nhau; áp suất làm việc do thiết kế và cấp áp lực của van quyết định.
- Mác nào sáng hơn thì tốt hơn: sai, độ sáng phụ thuộc xử lý bề mặt, không phản ánh thành phần.
- Hàng có tem 316 là 316: chỉ chắc chắn khi có chứng chỉ vật liệu và kết quả đo thành phần, vì tem và nhãn không thay được số liệu phân tích.
Một lưu ý khác khi dùng inox 304 và inox 316 trong cùng một van: dùng 304 cho thân van và 316 cho bi hoặc trục là cách giảm chi phí khi chỉ chi tiết tiếp xúc môi chất trực tiếp cần chống clorua. Cách này chỉ hợp lệ khi nhà sản xuất van đã thiết kế như vậy, không tự ghép tùy ý ngoài hiện trường.
Giá và tổng chi phí vòng đời
316 đắt hơn 304 vì chứa Mo và nhiều Ni hơn, hai nguyên tố có giá cao. Mức chênh phụ thuộc thị trường nguyên liệu, dạng sản phẩm và nhà cung cấp, nên cần báo giá theo từng đơn hàng.
Khi chọn giữa inox 304 và inox 316 cho môi chất có clorua, chi phí thay van, dừng máy và xử lý rò rỉ thường lớn hơn khoản chênh vật liệu. Chọn 304 để tiết kiệm trong môi trường này dễ dẫn tới thay sớm. Ngược lại, dùng 316 cho nước sạch không mang lại tuổi thọ dài hơn đáng kể mà chỉ làm tăng chi phí.
Viva cung cấp van và phụ kiện bằng inox 304 và 316 tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để chọn đúng vật liệu theo môi chất:
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp
Phân biệt inox 304 và inox 316 bằng cách nào?
Cách đáng tin là phân tích thành phần bằng máy XRF hoặc OES để đo Mo, hoặc đọc chứng chỉ vật liệu MTC theo EN 10204 loại 3.1. Có thể sàng lọc nhanh bằng thuốc thử Mo chuyên dụng. Nam châm không phân biệt được, vì cả hai mác đều không có từ tính khi ủ và đều có thể hút nhẹ sau gia công.
Van inox 316 có dùng cho nước biển được không?
Chỉ dùng được có điều kiện. Nước biển chứa khoảng 19.000 mg/L Cl⁻, vượt xa ngưỡng thực hành của 316, nên ở nơi nước ứ đọng, nước ấm hoặc có khe hở van vẫn bị rỗ. Với tuổi thọ dài nên dùng super duplex, đồng nhôm niken hoặc vật liệu phi kim. Giá trị chỉ để tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng.
316L khác 316 ở điểm nào?
316L giảm cacbon xuống tối đa 0,030% so với 0,08% của 316, nên mối hàn không bị ăn mòn liên hạt khi qua vùng 425-815°C. Cơ tính của 316L thấp hơn nhẹ, Rm tối thiểu 485 MPa và Rp0,2 tối thiểu 170 MPa. Với kết cấu hàn không ủ lại, nên chọn 316L.
Xem thêm: câu hỏi về van cổng inox cho các mác 201, 304, 316.
