Tira fuori un piccolo magnete da una borsa degli attrezzi e toccalo con un metro di linea di controllo 316L e non succede nulla. Tocca lo stesso magnete su una bobina ferritica 430 e si aggancia saldamente. Entrambi sono in acciaio inossidabile, entrambi contengono ferro ed entrambi resistono alla corrosione nell'ambiente giusto. La differenza non è la parola "inossidabile" sul certificato della fabbrica, ma la struttura cristallina sottostante.
La risposta è breve: alcuni gradi inossidabili sono fortemente magnetici, altri sono effettivamente non magnetici e alcuni cambiano comportamento a seconda di come è stata formata la parte. I gradi austenitici come 304, 316, 321 e 310 sono non magnetici quando sono completamente ricotti. I gradi ferritici come il 430, i gradi martensitici come il 410 e 420 e i gradi duplex come il 2205 sono magnetici a vari livelli. La trafilatura a freddo, la piegatura e la saldatura possono far sì che una parte austenitica risponda debolmente a un magnete, ed è da qui che iniziano la maggior parte delle discussioni nelle officine di fabbricazione e la maggior parte delle ispezioni in entrata fallite.
Perché è la struttura cristallina e non solo la chimica a decidere
L'acciaio risponde a un magnete a causa del ferro. In un reticolo cubico a corpo centrato, dove gli atomi di ferro si trovano agli angoli di un cubo con un atomo al centro, gli atomi sono abbastanza vicini da consentire ai domini magnetici di allinearsi con un campo esterno. Questo allineamento è ciò che chiamiamo ferromagnetismo ed è abbastanza forte da sollevare un elemento di fissaggio da un banco.
Nell'acciaio inossidabile austenitico, il nichel e il manganese mantengono il reticolo in una forma cubica a facce centrate. Gli atomi di ferro sono ulteriormente distanziati, i domini non possono allinearsi in modo efficiente e il materiale diventa paramagnetico. La sua permeabilità relativa è vicina a 1,003, che su un magnete da negozio si legge semplicemente come "no stick".
Il cromo promuove la forma di ferrite cubica a corpo centrato, mentre il nichel e il manganese favoriscono la forma di austenite cubica a facce centrate. Quell’unica competizione spiega gran parte della confusione. Il grado 304 contiene circa l'8% di nichel e il 316 contiene dal 10 al 12% più di molibdeno, quindi entrambi rimangono austenitici e non magnetici. Il grado 430 non ha quasi nichel, quindi rimane ferritico e magnetico. Il molibdeno migliora la resistenza alla vaiolatura ma ha un effetto minimo sull'immagine magnetica.
Le principali famiglie di acciaio inossidabile in uno sguardo
Se ricordate solo una cosa di questo articolo, ricordate che il cognome predice il test del magnete in modo molto più affidabile della parola "inox".
La risposta magnetica segue la struttura cristallina; le condizioni di ricottura e la lavorazione a freddo modificano il risultato per i gradi austenitici. | Famiglia | Gradi tipici | Struttura | Risposta magnetica | Tipico utilizzo in giacimenti petroliferi |
| Austenitico | 304, 316, 321, 310 | Cubico a facce centrate | Non magnetico allo stato ricotto | Linee di controllo, tubi a spirale, tubi per strumenti |
| Ferritico | 430, 446 | Cubico a corpo centrato | Fortemente magnetico | Parti dello scambiatore di calore, staffe strutturali |
| Martensitico | 410, 420, 440C | Tetragonale a corpo centrato | Fortemente magnetico | Alberi della pompa, rivestimento della valvola, parti soggette ad usura |
| Duplex | 2205, 2507 | Austenite e ferrite miste | Debolmente magnetico | Linee di flusso ad alta resistenza |
| Indurimento delle precipitazioni | 17-4 F | Martensitico after ageing | Magnetico se invecchiato | Alloggiamenti di strumenti, alberi |
Cosa comporta la lavorazione a freddo su un grado non magnetico
Ecco la parte che cattura gli acquirenti. L'austenite non è sempre stabile. Quando un tubo 304 o 316 viene trafilato a freddo, piegato o forgiato, parte dell'austenite si trasforma in martensite indotta dalla deformazione. Quella nuova fase è magnetica e appare esattamente dove la deformazione è più pesante: l'esterno di una curva, la zona di saldatura e influenzata dal calore di una giuntura e l'intera lunghezza di un capillare o di una linea di controllo fortemente tirati.
Bobina e tubazione di controllo in acciaio inossidabile Istruzioni per l'uso delle tubazioni di controllo idraulico Tubazione di controllo idraulico, detta anche capillare. Utilizzato principalmente per la misurazione della pressione capillare sotterranea... Visualizza il prodotto → L'effetto pratico è modesto ma reale. Un tubo 316 completamente ricotto può mostrare una permeabilità relativa vicina a 1,003, mentre lo stesso tubo dopo una severa riduzione a freddo può leggere parecchie volte più in alto, abbastanza perché un magnete possa afferrare una curva e perché un sensore magnetico nelle vicinanze se ne accorga. Il grado 316 resiste alla trasformazione meglio del 304 grazie al suo maggiore contenuto di nichel e molibdeno, ma non ne è immune. Una ricottura brillante in un forno a vuoto o a idrogeno inverte la trasformazione e riporta il materiale al suo stato non magnetico.
Questo è il motivo per cui la conversazione sull'ordine dovrebbe coprire le condizioni oltre al grado. Una linea specificata come "acciaio inossidabile 316" e consegnata allo stato trafilato a freddo è un materiale magnetico diverso dalla stessa linea consegnata ricotta. Il nostro Guida all'acquisto di bobine in acciaio inossidabile copre il modo in cui il grado, la tempra e le condizioni della superficie interagiscono quando si scrive una specifica.
Cosa dimostra un test magnetico e cosa no
Il test del magnete è davvero utile per un compito: catturare materiale misto in un contenitore sfuso. Se un elemento di fissaggio venduto come 304 afferra saldamente un magnete, probabilmente si tratta di una parte della serie 400 o in acciaio al carbonio che è scivolata nella scatola. Gli acquirenti marittimi e offshore utilizzano questo trucco da decenni.
È un pessimo test per tutto il resto. Non magnetico non significa inossidabile, perché non magnetici sono anche l'alluminio, l'ottone, il bronzo, il rame, il titanio e molte leghe non inossidabili. L'acciaio dolce cromato può sembrare quasi identico all'acciaio inossidabile e non attira un magnete attraverso la placcatura. Inoltre, un magnete non può separare il 304 dal 316, che è esattamente la distinzione che conta per le prestazioni di corrosione.
Quando l'identità del grado è davvero importante, utilizzare una verifica adeguata: un analizzatore di fluorescenza a raggi X portatile o uno spettrometro per la chimica, un misuratore di ferrite per il contenuto di ferrite delta nelle saldature e una misurazione della permeabilità secondo ASTM A342 quando il comportamento magnetico è parte del requisito.
Dove il comportamento magnetico è importante nell'hardware del giacimento petrolifero
Gli strumenti di perforazione direzionale utilizzano magnetometri per determinare l'azimut e tali sensori non sono in grado di distinguere il campo terrestre dal campo di una parte ferromagnetica vicina. Una permeabilità di lettura delle stringhe di alloggiamenti, sub o tubi pari a 1,5 invece di 1,003 può influenzare un sondaggio in modo sufficientemente importante. Tutto ciò che si trova entro un metro o due dal sensore viene quindi esaminato attentamente, compresi i tubi e i cavi instradati lungo esso.
Cavo per test in fibra ottica in acciaio inossidabile Il cavo per test in fibra ottica in acciaio inossidabile è uno speciale cavo per test che combina la durabilità dell'acciaio inossidabile con l'elevata efficienza di trasmissione della fibra ottica... Visualizza il prodotto → I cavi di test in fibra ottica sono un caso interessante. La luce non è influenzata dal magnetismo, quindi la misurazione ottica stessa non cambia. Ciò che conta è il posizionamento: un cavo armato che passa vicino a strumenti di registrazione elettromagnetica può disturbare le letture dello strumento, e il magnetismo residuo raccolto durante la movimentazione può trattenere i detriti di ferro contro l'armatura. La pulizia e l'attenta instradamento risolvono più problemi della selezione del grado qui.
L'ispezione delle perdite di flusso magnetico funziona nella direzione opposta. Dipende dal fatto che il tubo a spirale sia magnetizzabile, quindi una linea fortemente trafilata a freddo con elevata permeabilità si comporta diversamente da una linea ricotta con la stessa calibrazione dell'utensile. Gli ispettori dovrebbero conoscere il grado e il carattere prima di interpretare il segnale.
Una pratica lista di controllo delle specifiche
La maggior parte delle controversie sul comportamento magnetico risalgono a una specifica che indicava un grado ma non una condizione. Risolvi questi punti prima che l'ordine di acquisto venga emesso.
- Indicare insieme la qualità e lo stato di consegna, ad esempio "316L, ricotto in bianco" o "304, trafilato a freddo, riduzione del 20%".
- Se il comportamento magnetico è importante, inseriscici un numero. La permeabilità relativa inferiore a 1,02 misurata secondo ASTM A342 è un obiettivo realizzabile per i componenti adiacenti al sensore.
- Indica il metodo di verifica e chi lo paga, che si tratti di chimica XRF, di una lettura del misuratore di ferrite o di un certificato di permeabilità.
- Contrassegna ogni elemento lavorato a freddo nella confezione, compresi i tubi a spirale, la linea di controllo, il tubo capillare e i raccordi trafilati, perché queste sono le parti che con maggiori probabilità sorprenderanno un magnete.
- Mantenere i contenitori separati all'ingresso delle merci. Una singola vite 410 lasciata in un vassoio di 316 parti verrà ritrovata alla fine, solitamente da un cliente.
- Richiedere la tracciabilità del numero di calore sul certificato in modo che un'anomalia magnetica possa essere ricondotta a uno specifico percorso di fusione e processo.
Giunto con ghiera in acciaio inox Il giunto per tubi del tipo a ghiera è costituito da tre parti: il corpo del giunto, la ghiera e il dado. Quando il morsetto e il dado vengono inseriti nel corpo del giunto sul tubo d'acciaio e... Visualizza il prodotto → Un discorso a parte meritano i raccordi. Un giunto a ghiera viene lavorato a freddo durante la pressatura e nuovamente durante l'installazione, quindi la sua risposta magnetica può cambiare nel corso della sua durata di servizio anche se la materia prima non era magnetica. Ciò è normale e raramente influisce sulle prestazioni di tenuta, ma significa che un controllo del magnete su un giunto installato dice molto poco.
Ottenere materiale che si comporti in modo prevedibile
L'acciaio inossidabile è magnetico quando la sua struttura è ferritica, martensitica o duplex, e non magnetico quando è austenitico e ricotto. Il lavoro a freddo offusca quella linea e nessun magnete può classificare i voti per te. Il percorso affidabile è specificare in anticipo grado, tempra, limite di permeabilità e metodo di prova, quindi verificare con prodotti chimici e un certificato anziché con un magnete da frigorifero.
Se stai acquistando tubi a spirale, linee di controllo, cavi per test ad alta temperatura o giunti con ghiera per un progetto in cui il comportamento magnetico, l'integrità della pressione o le prestazioni della temperatura sono critici, descrivi l'applicazione e le misurazioni di cui hai bisogno. I nostri ingegneri adatteranno il grado e il trattamento termico al lavoro e puoi raggiungere la squadra qui con la vostra specifica o disegno.
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