904L vs UNS S31254 superaustenitiniai nerūdijantys plienai: itin didelis atsparumas korozijai, palyginti

Apžvalga: dvi superausenitinio plieno šeimos

904L ir UNS S31254 yra visiškai austenitiniai, daug nikelio turintys nerūdijantys plienai, sukurti paslaugoms, kuriose 316L ir standartinės dvipusės klasės nepakanka. Jie dažnai aptariami kartu, nes abu priklauso superaustenitinei šeimai, tačiau jų legiravimo filosofija skiriasi. 904L yra daug nikelio turintis 20–25 tipas su vidutiniu molibdeno kiekiu, optimizuotas atsparumui vienodai stiprių rūgščių sukeliamai korozijai. UNS S31254 yra 6 % molibdeno azotu sustiprinta klasė, optimizuota atsparumui vietinei korozijai naudojant chloridą ir jūros vandenį. Norint pasirinkti vieną iš jų, reikia suderinti dominuojantį korozijos mechanizmą.

Cheminės sudėties palyginimas

Toliau pateiktos sudėties ribos paimtos iš ASTM A240 plokštėms, lakštams ir juostelėms.

Elementas, %	904L (UNS N08904)	UNS S31254
C	0.020 max	0.020 max
Mn	2.00 max	1.00 max
P	0.045 max	0.030 max
S	0.035 max	0.010 max
Si	1.00 max	0.80 max
Kr	19.0-23.0	19.5-20.5
Ni	23.0-28.0	17.5-18.5
Mo	4.0-5.0	6.0-6.5
Cu	1.0-2.0	0.5-1.0
N	0.10 max	0.18-0.25

EN žymos yra 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5) 904L ir 1.4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7) UNS S31254. Pagrindiniai skirtumai yra labai didelis nikelio kiekis 904L ir didesnis molibdeno ir azoto kiekis UNS S31254.

Mechaninės savybės

Žemiau pateiktos ASTM A240 plokštės minimalios kambario temperatūros savybės.

Turtas	904L (UNS N08904)	UNS S31254
Tempiamasis stipris, MPa	490 min	650 min
0,2 % takumo riba, MPa	220 min	310 min
Pailgėjimas, %	35 min	35 min

Atsparumas korozijai įvairiose terpėse

Acid Service: 904L

904L yra geriausias pasirinkimas chemijos perdirbimo įmonėms, kuriose vidutinėje temperatūroje tvarkomos stiprios rūgštys, pvz., praskiesta arba vidutinio sunkumo sieros rūgštis, fosforo rūgštis ir daugelis organinių rūgščių. Jo labai didelis nikelio kiekis slopina vienodą koroziją, o vario priedas ypač pagerina atsparumą sieros rūgščiai. Jei dizainas yra susijęs su bendru metalo praradimu, o ne su vietine ataka, 904L dažnai užtikrina geriausią veikimo ir kainos balansą.

Chlorido tarnyba: UNS S31254

UNS S31254 dominuoja naftos ir dujų jūroje, jūros vandens gėlinimo, celiuliozės ir popieriaus bei pakrančių nuotekų valymo srityse, kur karšti chlorido tirpalai atakuoja net rūgščiai atsparias rūšis dėl duobių ir plyšių korozijos. Kai PREN yra didesnis nei 43, palyginti su maždaug 30-ies 904L modeliu, UNS S31254 yra atsparus vietiniam atakai, esant 904L duobėms, o azoto stiprinimas tuo pačiu metu užtikrina didesnį mechaninį stiprumą.

Išlaidų ir gyvavimo ciklo kompromisai

Abi rūšys yra aukščiausios kokybės medžiagos. 904L turi labai daug nikelio, todėl jis yra brangesnis nei standartinis austenitinis plienas. UNS S31254 paprastai nurodo didesnę kilogramo kainą nei 904 l, nes jame yra molibdeno ir azoto, o skirtumas paprastai nurodomas 30–40 %. Tačiau atšiaurioje chlorido aplinkoje ilgesnis UNS S31254 tarnavimo laikas, mažesnė priežiūra ir mažesnė gedimo rizika kompensuoja didesnę pirmąją jo kainą. Eksploatuojant rūgščių pagrindu, 904L paprastai užtikrina mažesnes gyvavimo ciklo sąnaudas, nes jis atsparus dominuojančiam korozijos mechanizmui, nereikalaujant didesnio lydinio kiekio 6 % molibdeno klasės.

Gamybos skirtumai

Abi rūšys yra austenitinės ir reikalauja mažo šilumos įėjimo suvirinimo su atitinkamais arba per legiruotais užpildais, kad būtų išvengta jautrumo ir būtų išsaugotas atsparumas korozijai. UNS S31254 pasižymi didesniu stiprumu ir didesniu kietėjimo greičiu, todėl formuojant reikia daugiau galios, o apdirbimas reikalauja daugiau pastangų. 904L pasižymi geresniu lankstumu ir lengviau formuojasi į sudėtingas formas. Abiejų kategorijų suvirinimo procedūros turi būti tinkamos konkrečiai paslaugai, o suvirinimo siūlės ir šilumos paveiktos zonos valymas po suvirinimo yra būtinas.

Dažnai užduodami klausimai

1. Kokios yra dviejų klasių pagrindinės kompozicijos ir stiprybės?

904L (UNS N08904) yra 19-23% Cr, 23-28% Ni ir 4-5% Mo su mažu anglies kiekiu, puikiai tinka sieros ir fosforo rūgštims. UNS S31254 sudėtyje yra 19,5–20,5 % Cr, 17,5–18,5 % Ni, 6,0–6,5 % Mo ir daug azoto, todėl užtikrina puikų atsparumą duobėms, kai PREN yra didesnis nei 43 terpėje, kurioje gausu chlorido.

2. Kuo skiriasi jų atsparumas korozijai esant ekstremalioms sąlygoms?

904L pirmenybė teikiama chemijos gamykloms, kuriose vidutinėje temperatūroje tvarkomos stiprios rūgštys, pvz., praskiesta sieros rūgštis. UNS S31254 dominuoja jūroje, jūros vandens gėlinimo ir celiuliozės bei popieriaus servise, atsparus duobių ir plyšių korozijai net karštuose chlorido tirpaluose.

3. Kada viena klasė yra geresnis pasirinkimas už kitą?

Pasirinkite 904L, kai pagrindinis dėmesys skiriamas stipriam atsparumui rūgštims ir vienodai korozijai. Pasirinkite UNS S31254, kai susiduriate su didele chlorido koncentracija ir duobių susidarymo rizika, pvz., povandeniniai vamzdynai, pakrančių nuotekų sistemos ir jūros vandens aušinimas.

4. Kokie yra pagrindiniai kompromisai tarp dviejų klasių?

904L turi didesnį nikelio kiekį ir yra brangesnis nei standartinis austenitas, bet paprastai pigesnis nei UNS S31254. Didesnis UNS S31254 molibdeno ir azoto kiekis padidina jo sąnaudas maždaug 30–40%, palyginti su 904L, tačiau ilgesnis tarnavimo laikas atšiaurioje chlorido aplinkoje kompensuoja skirtumą.

5. Kokie gamybos patarimai yra svarbūs šioms superaustenitinėms rūšims?

Kad būtų išvengta įjautrinimo, abiem atvejais reikalingas mažas suvirinimas, o superaustenitiniai arba per legiruoti užpildai užtikrina optimalų atsparumą korozijai. UNS S31254 turi didesnį stiprumą ir kietėjimo greitį, todėl reikalingas koreguojamas formavimo slėgis, o 904L pasižymi geresniu lankstumu sudėtingam formavimui. Kvalifikuokite suvirinimo procedūras ir išvalykite suvirinimo vietas po pagaminimo.