Om jag fattat saken rätt så är detta de egenskaper som efterfrågas
I ett grenrörsmaterial (med reservation för den mänskliga faktorn):
# Hög värmebeständighet (ca 1100oC) vid ”stötvis” värmeväxling
# Hög korrosionsbeständighet i utsatt miljö
# God bearbetningsförmåga och svetsbarhet
# Låg vikt
# ”Prisrätt” och tillgängligt
# Visuellt tilltalande (här har även tillverkaren/konstruktören av grenröret en avgörande roll)
Rostfria, syrafasta och titanstabiliserade material
Material:2333/4301/304
Beskrivning:Rostfritt. Kolhalt max 0,05%
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 105 N/mm2 Rp1,0 = 130 N/mm2
Resistivitet (800oC):1150 nm
Elasticitetsmodul (800oC):135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC):630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):25,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:God
Korrosionsbeständighet:God
Tillgänglighet:Mycket god
Dimension:YD=42,4 TJ=2,0
Rörvikt:2,023 kg/m
Pris:186 kr/m
Böj 90 grader:118 kr/st
Material: 2348/4404/316L
Beskrivning: Syrafast. Mo min 2,0% Kol max 0,03%
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 105 N/mm2 Rp1,0 = 130 N/mm2
Resistivitet (800oC):1200 nm
Elasticitetsmodul (800oC): 135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC): 630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):24,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:Mycket god
Korrosionsbeständighet:Mycket god
Tillgänglighet:Mycket god
Dimension:YD=42,4 TJ=2,0
Rörvikt:2,023 kg/m
Pris:260 kr/m
Böj 90 grader:128 kr/st
Material: 2343/4436/316
Beskrivning: Syrafast. Mo min 2,5% Kol max 0,05%
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 117 N/mm2 Rp1,0 = 142 N/mm2
Resistivitet (800oC):1200 nm
Elasticitetsmodul (800oC):135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC):630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):24,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:God (<2348)
Korrosionsbeständighet:Mycket god (>2348)
Tillgänglighet:Vanligt förr, numera är 2348 det vanligaste syrafasta materialet.
Dimension:YD=42,4 TJ=2,0
Rörvikt:2,023 kg/m
Pris:Inga uppgifter, men p g a högre molybdenhalt så är materialet
Böj 90 grader:dyrare än 2348 eftersom det då får ett högre legeringstillägg.
Material:2352/4307/304L
Beskrivning:Rostfritt. Kolhalt max 0,03%
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 94 N/mm2 Rp1,0 = 119 N/mm2
Resistivitet (800oC):1150 nm
Elasticitetsmodul (800oC):135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC):630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):25,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:Mycket god (>2333)
Korrosionsbeständighet:God
Tillgänglighet:Sandvik
Dimension:YD=42,4 TJ=1,6
Rörvikt:1,63 kg/m
Pris:348 kr/m
Böj 90 grader:107 kr/st
Material:2353/4432/316L
Beskrivning:Syrafast. Mo min 2,5% Kol max 0,03%
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 105 N/mm2 Rp1,0 = 130 N/mm2
Resistivitet (800oC):1200 nm
Elasticitetsmodul (800oC):135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC):630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):24,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:Mycket god
Korrosionsbeständighet:Mycket god (>2348)
Tillgänglighet:Sandvik
Dimension:YD=42,4 TJ=1,6
Rörvikt:1,63 kg/m
Pris:442 kr/m
Böj 90 grader:115 kr/st
Material: 2337/4541/321
Beskrivning:Rostfritt titanstabiliserat
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 124 N/mm2 Rp1,0 = 159 N/mm2
Resistivitet (800oC):1150 nm
Elasticitetsmodul (800oC):135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC):630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):25,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:Mycket god
Korrosionsbeständighet:God
Tillgänglighet:Sandvik
Dimension:YD=42,4 TJ=2,0
Rörvikt:2,023 kg/m
Pris:433 kr/m
Böj 90 grader:Ej standard i Sverige
Material:2350/4571/316Ti
Beskrivning:Syrafast titanstabiliserat
Värmehållfastighet (500oC):Rp0,2 = 129 N/mm2 Rp1,0 = 164N/mm2
Resistivitet (800oC):1200 nm
Elasticitetsmodul (800oC):135 000 N/mm2
Specifik värmekapacitet (800oC):630 J/(kg . oC)
Värmeledningsförmåga, (800oC):24,5 W(m . oC)
Skalningstemp:850oC
Svetsbarhet:Mycket god
Korrosionsbeständighet:Mycket god (=2348)
Tillgänglighet:Sandvik
Dimension:YD=42,4 TJ=2,0
Rörvikt:2,023 kg/m
Pris:483 kr/m
Böj 90o:Ej standard i Sverige
Sammanfattning rostfria, syrafasta och titanstabiliserade material:
Alla dessa material har en skalningstemperatur på 850oC i luft. Värmehållfastigheten varierar dock mellan de olika stålsorterna. Jag har diskuterat ämnet med Outokumpus/Avestas forskningsavdelning och enligt min kontakt där, så är inte den största risken i det här fallet direkta sprickbildningar eller skalning, utan snarare utarmningen. Vilket i sig kan leda till att materialet spricker. Detta sker dock efter en tids användning.
Eftersom jag inte heller har någon praktisk erfarenhet vad gäller grenrörsbygge och användandet av dessa så ringde jag upp ytterligare en kontakt som har den erfarenheten. Normalt så kör han dragracing i klassen Outlaw Super Pro Street och var med i EM förra året. Inom parantes kan jag även nämna att han driver en ingenjörsfirma. Som hobby vid sidan om detta så håller han på med turbobilar och motorcyklar. Han har byggt ett grenrör i 2348 material som han kört med i 4 säsonger (sitter på en ”vanlig” gatbil) utan att han upplevt att det varit några problem med detta än så länge.
Men om man då ska se på det teoretiskt så borde ju 2350 vara det bästa materialvalet av dessa stålsorter eftersom det har högst resistivitet (1200 nm) vid hög temperatur, samt den högsta värmehållfastigheten (Rp0,2 = 129 N/mm2 Rp1,0 = 164N/mm2), på andra plats kommer 2337 som har en resistivitet på 1150 nm samt värmehållfastighet Rp0,2 = 124 N/mm2
Rp1,0 = 159 N/mm2. Dessa material är båda titanstabiliserade, problemet är dock att det inte är någon vanlig stålsort i Sverige. Jag vet bara Sandvik som har detta och de säljer bara till grossister eller slutkunder som köper STORA kvantiteter. Böjar i detta material har de inte alls, men det kan man ju försöka få tag på någon som kan bocka av rör. Dessa material är dock INTE värmebeständiga och har samma skalningstemperatur som de övriga stålsorterna. De är dessutom betydligt dyrare än 2333 respektive 2348. Det man även ska ta hänsyn till är att rostfria rör säljs i längder om 6 meter. Det brukar vara svårt att få köpa mindre kapade längder.
Till detta är det även mycket viktigt att man har rätt tillsatsmaterial vid svetsningen.
På tredje plats bör 2343 komma (1200 nm, Rp0,2 = 117 N/mm2 Rp1,0 = 142 N/mm2). Detta material börjar dock bli mindre vanligt eftersom man övergår mer till 2348 som är något billigare p g a mindre molybdenhalt, och vanligare i Centraleuropa d v s lättare att få tag på .
På fjärde plats kommer 2348 och 2353 som håller samma värden (1200 nm, Rp0,2 = 105 N/mm2 Rp1,0 = 130 N/mm2). 2348 är ett av de lättaste materialen att få tag på samt det mest prisvärda. I båda dessa material går det att få tag på 90o böjar. Sedan har vi 2333 som har samma värmebeständighet som de båda ovanstående, men något sämre resistivitet eftersom 2348 och 2353 båda är syrafasta. Sist kommer 2352 med väderna 1150 nm samt Rp0,2 = 94 N/mm2 Rp1,0 = 119 N/mm2. 2333 är även det lätt att få tag på och det finns 90o böjar till både 2333 samt 2352.
Jag har tagit värmehållfastigheten vid samma temperatur på materialen, så att det ska gå lätt att jämföra. Denna temperatur är 500oC eftersom det är den maxtemp där det finns värden på alla dessa material. Detsamma gäller de övriga väderna som är tagna vid 800oC.
Med svetsegenskaper syftar jag främst på uppkomsten av korngränsfrätning. Denna korrosion uppstår inte lika lätt i ett lågkolhaltigt material eller i ett titanstabiliserat.
Värmebeständiga rostfria material
Material:2322/4749/S44600
Beskrivning:Värmebeständigt rostfritt
Egenskaper:Extremt bra resistivitet mot svavelhaltiga gaser
Bra resistivitet mot ”oil-ash corrosion”
Kan användas i temperaturer upp till 1100oC
Tillgänglighet:Sandvik, Outokumpu/Avesta
Dimension:YD=42,4 TJ=3,25
Rörvikt:3,44 kg/m
Pris:630 kr/m
Böj 90 grader:Ej standard i Sverige
Material:2368/4835/S30815/253MA
Beskrivning:Värmebeständigt rostfritt
Egenskaper:Hög ”creep strength” (alla rostfria material börjar”krypa” och ändra struktur i höga temperaturer, det är även det som gör att korngränsfrätning kan uppstå
vid svetsarna).
God strukturstabilitet vid höga temperaturer.
God svetsbarhet.
God resistivitet vid ”isothermal” och ”cyclic” oxidation
Kan användas i temperaturer upp till 1150oC
Tillgänglighet:Sandvik, Outokumpu/Avesta
Dimension:YD=42,16 TJ=3,56
Rörvikt:3,44 kg/m
Pris:797 kr/m
Böj 90 grader:Ej standard i Sverige
Material:Saknar svensk norm/4854/S35315/353MA
Beskrivning:Värmebeständigt rostfritt
Egenskaper:Hög ”creep strength”
God strukturstabilitet vid höga temperaturer.
God svetsbarhet
Mycket god resistivitet vid ”isothermal” och ”cyclic” oxidation
Mycket god resistivitet mot förbränningsgaser
Mycket god resistivitet mot ”carburisation”
God resistivitet mot "nitriding gases"
Kan användas i temperaturer upp till 1175oC
Tillgänglighet:Sandvik, Outokumpu/Avesta
Dimension:YD=42,16 TJ=3,56
Rörvikt:3,44 kg/m
Pris:1359 kr/m
Böj 90 grader:Ej standard i Sverige
Sammanfattning värmebeständiga rostfria material:
Detta är ju materialen man ska satsa på om man vill vara säker på att grenröret ska hålla. Bäst av allt är 353MA. Tyvärr så är det som privatperson mycket svårt att få tag på dessa material. Dessutom så ligger standarddimensionerna i väldigt grov tjocklek vilket gör att det blir väldigt svårt att bocka till böjar samt att vikten stiger betydligt. Man måste även här ta hänsyn till att man måste ha rätt tillsatsmaterial vid svetsning o s v.