Stale żaroodporne to materiały, które odgrywają kluczową rolę w przemyśle ciężkim, energetyce i hutnictwie. Od ich jakości zależy bezpieczeństwo pracy w wysokich temperaturach, trwałość instalacji i koszty eksploatacji. Wśród najczęściej wybieranych gatunków znajdują się 1.4845, 1.4835, 1.4841 oraz 1.4828 – stale wysokostopowe o wyjątkowych parametrach, pozwalające pracować w temperaturach nawet powyżej 1100°C.
Każdy z tych gatunków posiada swoje odpowiedniki w normach DIN, EN, AISI, PN oraz GOST, co ułatwia porównania i dobór zamienników w różnych krajach oraz w międzynarodowych projektach inżynieryjnych. W tym artykule zestawiamy ich właściwości, skład chemiczny, odporność na utlenianie, żarowytrzymałość oraz zastosowania przemysłowe.
Oznaczenia w normach:
• EN: X18CrNi24-12
• AISI: 310S
• DIN: 1.4845
• PN: H25N20S2
• GOST: 20Ch25N20S2
Skład chemiczny (typowy):
• C: ≤ 0,08%
• Cr: 24–26%
• Ni: 19–22%
• Mn: ≤ 2%
• Si: ≤ 1,5%
• P i S: ≤ 0,045%
Właściwości:
• doskonała odporność na utlenianie w temperaturze do 1100°C,
• dobra odporność na korozję w środowiskach agresywnych,
• niska podatność na nawęglanie i korozję gazową.
Zastosowania:
• piece do obróbki cieplnej,
• elementy wymienników ciepła,
• palniki i rury grzewcze,
• instalacje petrochemiczne.
Oznaczenia w normach:
• EN: X9CrNiSiNCe21-11-2
• AISI: 253MA
• DIN: 1.4835
• UNS: S30815
• GOST: brak jednoznacznego odpowiednika, stosuje się oznaczenia specjalne
Skład chemiczny (typowy):
• C: 0,05–0,1%
• Cr: 20–22%
• Ni: 10–12%
• Si: 1,4–2,0%
• N: 0,14–0,2%
• Ce: 0,03–0,1%
Właściwości:
• zawiera cer i azot, które poprawiają odporność na pełzanie,
• wyjątkowa stabilność struktury w wysokich temperaturach,
• żarowytrzymałość powyżej standardowych stali 310 i 314.
Zastosowania:
• konstrukcje pieców przemysłowych,
• instalacje w cementowniach i hutach szkła,
• przemysł energetyczny,
• paleniska, ruszty, elementy turbin.
https://www.alfa-tech.com.pl/stal-zaroodporna-austenityczna-14835-x9crnisince21-11-2ra253ma/
Oznaczenia w normach:
• EN: X15CrNiSi25-21
• AISI: 314
• DIN: 1.4841
• PN: H25N20S2
• GOST: 20Ch25N20
Skład chemiczny (typowy):
• C: ≤ 0,20%
• Cr: 23–26%
• Ni: 19–22%
• Si: 1,5–2,0%
• Mn: ≤ 2%
Właściwości:
• bardzo wysoka odporność na utlenianie,
• dobra odporność na gazy zawierające siarkę,
• słabsza stabilność w długotrwałej eksploatacji niż 1.4835.
Zastosowania:
• przemysł hutniczy,
• instalacje kominowe i spalarnie,
• elementy pieców do obróbki cieplnej,
• części pracujące w środowiskach gazów spalinowych.
Oznaczenia w normach:
• EN: X15CrNiSi20-12
• AISI: 309
• DIN: 1.4828
• PN: H20N12S2
• GOST: 20Ch23N18
Skład chemiczny (typowy):
• C: ≤ 0,20%
• Cr: 22–24%
• Ni: 12–14%
• Si: ≤ 1,5%
• Mn: ≤ 2%
Właściwości:
• tańsza alternatywa dla 1.4841 i 1.4845,
• dobra odporność na utlenianie,
• stosunkowo wysoka odporność na działanie siarki,
• możliwość pracy do 1050°C.
Zastosowania:
• konstrukcje kominowe i kanały spalin,
• wymienniki ciepła,
• elementy instalacji w energetyce,
• części pieców przemysłowych.
| Gatunek | EN/DIN | AISI | PN | GOST | Uwagi |
| 1.4845 | X18CrNi24-12 | 310S | H25N20S2 | 20Ch25N20S2 | wysoka odporność na utlenianie |
| 1.4835 | X9CrNiSiNCe21-11-2 | 253MA | brak | brak | dodatek Ce i N, wyjątkowa żarowytrzymałość |
| 1.4841 | X15CrNiSi25-21 | 314 | H25N20S2 | 20Ch25N20 | dobra odporność na spaliny i siarkę |
| 1.4828 | X15CrNiSi20-12 | 309 | H20N12S2 | 20Ch23N18 | ekonomiczne rozwiązanie do 1050°C |
1. Energetyka
Stale żaroodporne są podstawą infrastruktury energetycznej.
• Rury kotłowe i wymienniki ciepła – gatunki 1.4845 i 1.4835 stosuje się w instalacjach, gdzie elementy pracują w strumieniu gorących spalin, pary wodnej czy gazów zawierających tlen i siarkę. Dzięki odporności na pełzanie utrzymują parametry mechaniczne nawet w pracy ciągłej przez dziesiątki tysięcy godzin.
• Ruszt w kotłach fluidalnych – stal 1.4841 i 1.4828 dobrze radzi sobie z erozją gazowo-pyłową, a także z agresywnym środowiskiem spalania węgla i biomasy.
• Palniki i komory spalania turbin gazowych – 1.4835 (253MA) znajduje zastosowanie w elementach narażonych na gwałtowne zmiany temperatur, gdzie liczy się stabilność struktury i ograniczona podatność na odkształcenia.
2. Przemysł chemiczny i petrochemiczny
• Reaktory chemiczne i kolumny destylacyjne – stale 1.4845 i 1.4841 są stosowane tam, gdzie oprócz temperatury występują środowiska korozyjne (kwasy, zasady, związki organiczne). Wysoki udział niklu i chromu daje odporność na korozję w obecności gazów procesowych.
• Instalacje do spalania gazów odpadowych – 1.4828 i 1.4835 sprawdzają się przy spalaniu gazów procesowych zawierających związki siarki i chloru. Dobra odporność na utlenianie i nawęglanie chroni powierzchnię rurociągów.
• Wytwórnie nawozów i rafinerie – komponenty z gatunków 1.4845 i 1.4835 stosuje się w instalacjach katalitycznych, gdzie oprócz temperatury pojawiają się agresywne związki chemiczne.
3. Przemysł hutniczy
• Części pieców hutniczych – stal 1.4841 i 1.4845 znajduje zastosowanie w osłonach, prowadnicach i częściach transportowych w piecach do wyżarzania, hartowania i spiekania.
• Elementy do spiekania rud i aglomeracji – 1.4835 z dodatkiem ceru i azotu jest szczególnie ceniony w długotrwałej pracy przy 1100–1150°C, gdzie standardowe stale szybciej tracą właściwości.
• Rynny, zasuwy i podajniki – stale żaroodporne stosuje się w miejscach narażonych na kontakt ze stopionym metalem i żużlem.
4. Przemysł cementowy i szklarski
• Piece obrotowe i komory spalania – stale 1.4845 i 1.4835 są wykorzystywane w segmentach pieców, gdzie występują skrajne warunki temperaturowe i chemiczne.
• Podajniki paliwa i systemy transportowe – stal 1.4828 jako ekonomiczny wariant stosowana jest w elementach o niższym obciążeniu cieplnym.
• Formy i elementy w przemyśle szklarskim – stale 1.4841 i 1.4835 dobrze radzą sobie w warunkach szoku termicznego, przy produkcji szkła płaskiego i formowanego.
5. Instalacje kominowe i spalarnie odpadów
• Kanały spalin i przewody kominowe – stal 1.4828 (AISI 309) sprawdza się w typowych instalacjach o temperaturze do 1050°C.
• Filtry wysokotemperaturowe i osłony termiczne – stal 1.4845 zapewnia długą żywotność w miejscach o ciągłym kontakcie z agresywnymi gazami.
• Systemy oczyszczania spalin – 1.4835 dzięki odporności na pełzanie i agresję chemiczną znajduje zastosowanie w filtrach, katalizatorach i elementach konstrukcyjnych, które muszą utrzymać kształt i właściwości przez wiele lat pracy.
Najlepsza do ekstremalnych temperatur:
• 1.4845 (AISI 310S) – bardzo wysoka odporność na utlenianie i korozję w pracy ciągłej do 1100°C.
• 1.4835 (253MA) – unikalna żarowytrzymałość dzięki cerowi i azotowi, polecana przy długotrwałej pracy w piecach przemysłowych.
Uniwersalne rozwiązanie:
• 1.4841 (AISI 314) – łączy wysoką odporność na temperaturę i spaliny z umiarkowaną ceną, choć przy długim obciążeniu może być mniej stabilna strukturalnie niż 1.4835.
Najbardziej ekonomiczna opcja:
• 1.4828 (AISI 309) – optymalna przy średnich wymaganiach, np. w instalacjach kominowych i kanałach spalin, gdzie temperatura nie przekracza 1050°C.
Wybór gatunku stali żaroodpornej zależy nie tylko od maksymalnej temperatury pracy, ale też od:
• charakteru atmosfery (utleniająca, redukująca, zawierająca siarkę, chlor, tlenki węgla),
• przewidywanej żywotności elementu,
• odporności na pełzanie i erozję gazowo-pyłową,
• opłacalności ekonomicznej w cyklu życia instalacji.
