Aliaj 904L (UNS N08904): Super austenitic de molibden 4,5%

Fiecare inginer de uzină a văzut că o țeavă de 316L eșuează într-o sarcină despre care fișa de date spune că ar trebui să funcționeze. Pittingul începe la o sudură, sau sub o garnitură sau într-un punct de clorură stagnant și, într-un sezon, linia curge. Răspunsul standard este de a trece cu o treaptă în sus - și pentru o mare parte a acestor sarcini, treapta următoare corectă nu este un grad de molibden de 6% și nu este un duplex.

Este Alloy 904L, inoxidabilul super austenitic cu 4,5% molibden care se află între familia 316 și aliajele 6Mo și care poartă acid sulfuric, acid fosforic umed și apă de mare caldă care înfrâng austeniticele standard.

Această pagină documenteazăAliaj 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- chimia, proprietățile mecanice, învelișul de coroziune și standardele de fabricație care se aplică țevilor și plăcilor 904L.

Ce este 904L și unde se află în familia inoxidabilului

Aliaj 904Leste un oțel inoxidabil austenitic cu conținut scăzut de carbon, cu o substanță chimică care îl plasează în categoria „super austenitic”: aproximativ 23-28% nichel, 19-23% crom, 4-5% molibden și 1-2% cupru.

Cuprul este elementul de semnătură. În combinație cu molibdenul, cuprul conferă lui 904L rezistența sa neobișnuită la acidul sulfuric, deoarece cuprul suprimă dizolvarea activă a oțelului în mediile acide reducătoare.

Conținutul ridicat de nichel - mai mult decât dublu față de cel al 316L - conferă aliajului rezistența la fisurarea prin coroziune și coroziune pe care 316L pur și simplu nu o are. Rezultatul este o calitate de inoxidabil care se ocupă de un plic larg coroziv fără prețul aliajelor de 6% molibden sau restricțiile de fabricație ale claselor duplex.

Compoziția chimică conform ASTM B677

Limitele de analiză termică de mai jos urmează ASTM B677 pentru țeava fără sudură 904L (specificația ASTM B625 acoperă placa, iar ASTM B673 acoperă țeava sudata). Nichelul este 23,0-28,0%, iar restul este fier.

Trei rânduri merită atenție. Maximul de carbon de 0,020% înseamnă că aliajul este furnizat în stare cu emisii scăzute de carbon, astfel încât nu se sensibilizează în timpul sudării, iar zona afectată de căldură își păstrează rezistența la coroziune fără o soluție-recoace după sudare - un avantaj decisiv în conductele fabricate în câmp.

Rândul de cupru la 1,0-2,0% este elementul care face ca 904L să exceleze în acid sulfuric, deoarece cuprul este reductorul clasic al vitezei de coroziune în mediile acide reducătoare. Rândul de nichel la 23,0-28,0% este ceea ce împinge rezistența SCC la clorură a aliajului cu mult peste familia 316: pe măsură ce conținutul de nichel crește peste aproximativ 20%, matricea austenitică devine din ce în ce mai imună la fisurarea coroziunii sub tensiune prin clorură.

Proprietăți mecanice

ASTM B677 necesită următoarele proprietăți minime de întindere pentru țeava fără sudură 904L în starea de recoacere în soluție, care este condiția standard de livrare:

904L este un aliaj austenitic, ceea ce înseamnă că împărtășește virtuțile austenitice: este complet nemagnetic, își păstrează ductilitatea și duritatea până la temperaturile criogenice și este sudabil și formabil cu tehnici obișnuite de inoxidabil austenitic. Limita sa de curgere este comparabilă cu 316L, astfel încât aliajul nu este cumpărat pentru rezistență - este cumpărat pentru rezistența la coroziune, iar peretele de proiectare este stabilit de toleranța de coroziune și de rezistența la pitting, mai degrabă decât de calculul presiunii.

Proprietăți fizice

Densitatea 904L este de 8,0 g/cm³, iar intervalul de topire este de aproximativ 1300-1390 grade. Aliajul are un modul de elasticitate aproape de 185 GPa la temperatura camerei, puțin mai mare decât 316L din cauza conținutului crescut de nichel și molibden.

 

Conductivitatea sa termică este oarecum mai mică decât austeniticele standard - aproximativ 12,4 W/m·K la 100 de grade - care contează în proiectarea schimbătorului de căldură, unde peretele tubului contribuie la rezistența la transferul de căldură.

Învelișul împotriva coroziunii: unde 904L câștigă treaba

Carcasa comercială pentru 904L se bazează pe trei sarcini de coroziune și fiecare este un mod de defecțiune documentat al familiei 316:

Pentru cumpărător, linia practică este următoarea: acolo unde 316L a eșuat sau este marginal în serviciul cu acid sulfuric sau fosforic, în regim de clorură caldă sau în medii sensibile la SCC, 904L este un pas mai eficient din punct de vedere al costurilor.

Oferă cea mai mare parte a beneficiilor de coroziune ale aliajelor de molibden de 6% la o suprataxă semnificativ mai mică de aliaj și face acest lucru într-o structură complet austenitică, care sudează și formează ca inoxidabil standard. Carcasa limită este apă de mare caldă continuă: 904L funcționează, dar nu este cea mai bună alegere acolo, iar inginerul proiectant ar trebui să treacă la o calitate 6Mo sau un aliaj de nichel pentru această sarcină.

Standarde de fabricație și forme de produs

904L este furnizat conform următoarelor specificații, selectate după forma produsului:

• ASTM B677 / ASME SB-677 - țeavă fără sudură
• ASTM B673 / ASME SB-673 - teava sudata
• ASTM B625 / ASME SB-625 - placă, foaie și bandă
• ASTM B649 / ASME SB-649 - bară și forjare
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - echivalente europene (1.4539)

Deoarece 904L este un aliaj complet austenitic, traseul de fabricație oglindește 316L: țeava este perforată la cald sau laminată, apoi soluție recoaptă și stinsă, cu temperatura de recoacere de obicei în intervalul 1090-1175 de grade.

Conținutul scăzut de carbon este menținut prin topitură, iar produsul finit este furnizat în stare recoaptă, decapată și pasivată. Țeava fără sudură ASTM B677 este disponibilă în întreaga gamă de dimensiuni standard și personalizate, iar placa pe B625 este furnizată în grosimi de la tablă subțire la placă grea pentru construcția navelor.

Aplicații tipice

Aliaj 904Leste specificat în următoarele servicii:

• Linii de producție și manipulare a acidului sulfuric, inclusiv sisteme de diluare și depozitare
• Instalații de proces umed de acid fosforic - evaporatoare, linii de transfer și elemente interne ale reactoarelor
• Sisteme de răcire cu apă de mare și schimbătoare de căldură în care 316L este marginal
• Instalații de procese chimice care manipulează cloruri amestecate și acizi reducători
• Plante de înălbire pentru celuloză și hârtie
• Echipamente farmaceutice și chimice fine în care puritatea produsului determină selecția materialului

În fiecare serviciu, specificația este determinată de o defecțiune documentată de un grad inferior, iar 904L este selectat deoarece închide decalajul fără penalizările de fabricație a duplexului sau costul aliajelor 6Mo și nichel. Pentru construcția vaselor și a rezervoarelor, placa 904L este o specificație standard pentru stocarea acidului sulfuric, iar pentru conducte, produsul B677 fără sudură este implicit pentru liniile de proces.

Sudarea si fabricarea

904L sudează cu aceleași practici de magazin ca și 316L: GTAW și GMAW cu umplutură potrivită, nu necesită preîncălzire și nu este necesar în mod normal tratament termic după sudare, deoarece conținutul scăzut de carbon previne sensibilizarea.

Potrivirea metalului de umplutură cu AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (material de umplutură de tip 625) sau clasificarea specifică a materialului de umplutură 904L este folosită în mod obișnuit pentru a potrivi rezistența la coroziune a metalului de sudură și, acolo unde cererea cere, sudarea este realizată cu un material de umplutură pe bază de nichel pentru a garanta rezistența la stropire a îmbinării.

Aliajul este complet austenitic, deci este sensibil la fisurarea la cald dacă sudarea este realizată cu un aport excesiv de căldură - se aplică practica austenitică standard de temperatură interpass controlată și aport de căldură scăzut. Formarea la rece este simplă cu sculele standard din inox, iar rata de întărire a aliajului este moderată.

Ce să specificați la comandă

Pentru a obține o livrare curată de 904L, cererea trebuie să menționeze următoarele:

• Standard și formă: „țeavă fără sudură conform ASTM B677”, „placă conform ASTM B625”, UNS N08904 / 1.4539
• Dimensiune in sistemul corect: NPS + program pentru teava, OD x perete sau grosime x latime x lungime pentru placa
• Stare: soluție recoaptă, decapată, pasivată
• Certificat: EN 10204 3.1, cu PMI și examinarea necesară

FAQ

Î: Este 904L un oțel inoxidabil duplex?
R: No. 904L este complet austenitic cu o structură cubică centrată pe față, cum ar fi 316L. Conține nichel și molibden mai mari decât 316L, dar nu este un grad duplex și nu are structura în două faze de 2205 sau 2507.

Î: Pentru ce este folosit 904L?
R: În primul rând pentru acid sulfuric, acid fosforic în proces umed și serviciul cu clorură caldă, în care 316L se defectează prin pitting, coroziune în crăpături sau fisurare prin coroziune sub tensiune prin clorură. Este comună în instalațiile de îngrășăminte, manipularea acidului și sistemele de răcire cu apă de mare.

Î: Care este PREN-ul 904L?
A: Aproximativ 34, calculate din 19-23% crom, 4-5% molibden și până la 0,10% azot. Aceasta este mult peste 316L (aproximativ 24) și sub gradele 6Mo (aproximativ 41-44).

Î: 904L rezistă la fisurarea coroziunii la stres cu clorură?
R: Da, mult mai bine decât 316L. Conținutul de 23-28% de nichel pune matricea austenitică peste pragul de susceptibilitate SCC pentru majoritatea mediilor cu clorură, deși nu este imună în cele mai severe condiții.

Î: Poate fi sudat 904L fără tratament termic post-sudare?
A: Da. Conținutul maxim de carbon de 0,020% previne sensibilizarea carburilor în zona afectată de căldură, astfel încât îmbinarea așa cum este sudată își păstrează rezistența la coroziune. Materialul de umplutură potrivit sau pe bază de nichel este utilizat pentru a se potrivi performanța metalului de sudare.

Î: Care este diferența dintre 904L și 254SMO?
R: 254SMO este o calitate de molibden 6% (UNS S31254) cu rezistență mai mare la pitting și rezistență mai mare, destinat apei de mare calde și clorurilor agresive. 904L (4-5% Mo) este mai puțin costisitor și excelează în sarcina acidului sulfuric și fosforic. Alegerea se face pe mediu: puncte de acid la 904L, puncte de apă de mare caldă la 6Mo.

Contactați acum