904L vs UNS S31254 Super-Ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες: Εξαιρετική αντίσταση στη διάβρωση σε σύγκριση

Επισκόπηση: Δύο οικογένειες σούπερ-ωστενιτικών χάλυβων

Οι 904L και UNS S31254 είναι αμφότεροι πλήρως ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο που αναπτύχθηκαν για υπηρεσίες όπου το 316L και οι τυπικές ποιότητες διπλής όψης δεν επαρκούν. Συχνά συζητούνται μαζί επειδή και τα δύο ανήκουν στην οικογένεια των υπερωστενιτικών, αλλά οι φιλοσοφίες κραμάτων τους διαφέρουν. 904Το L είναι ένας τύπος υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο 20-25 με μέτριο μολυβδαίνιο, βελτιστοποιημένος για αντοχή στην ομοιόμορφη διάβρωση από ισχυρά οξέα. Το UNS S31254 είναι 6% ενισχυμένο με άζωτο μολυβδαίνιο, βελτιστοποιημένο για αντοχή στην τοπική διάβρωση σε υπηρεσίες χλωρίου και θαλασσινού νερού. Η επιλογή μεταξύ τους απαιτεί αντιστοίχιση του κυρίαρχου μηχανισμού διάβρωσης της εφαρμογής.

Σύγκριση Χημικής Σύνθεσης

Τα παρακάτω όρια σύνθεσης λαμβάνονται από το ASTM A240 για πλάκα, φύλλο και λωρίδα.

Στοιχείο, %	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
Σι	1.00 max	0.80 max
Cr	19.0-23.0	19.5-20.5
Ni	23.0-28.0	17.5-18.5
Μο	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

Οι ονομασίες EN είναι 1,4539 (X1NiCrMoCu25-20-5) για 904L και 1,4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7) για UNS S31254. Οι βασικές διαφορές είναι η πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο των 904L και η υψηλότερη περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο συν άζωτο του UNS S31254.

Μηχανικές Ιδιότητες

Οι ιδιότητες ελάχιστης θερμοκρασίας δωματίου για πλάκα ανά ASTM A240 φαίνονται παρακάτω.

Ιδιοκτησία	904L (UNS N08904)	UNS S31254
Αντοχή σε εφελκυσμό, MPa	490 min	650 min
Ισχύς διαρροής 0,2%, MPa	220 min	310 min
Επιμήκυνση, %	35 min	35 min

Αντοχή στη διάβρωση σε διαφορετικά μέσα

Υπηρεσία Acid: 904L

Το 904L είναι η καλύτερη επιλογή για εργοστάσια χημικής επεξεργασίας που χειρίζονται ισχυρά οξέα όπως αραιό έως μέτριο θειικό οξύ, φωσφορικό οξύ και πολλά οργανικά οξέα σε μέτριες θερμοκρασίες. Η πολύ υψηλή περιεκτικότητά του σε νικέλιο καταστέλλει την ομοιόμορφη διάβρωση και η προσθήκη χαλκού του βελτιώνει την αντίσταση ιδιαίτερα στο θειικό οξύ. Όπου το μέλημα σχεδιασμού είναι η γενική απώλεια μετάλλου και όχι η τοπική επίθεση, το 904L παρέχει συχνά την καλύτερη ισορροπία απόδοσης και κόστους.

Υπηρεσία χλωρίου: UNS S31254

Το UNS S31254 κυριαρχεί στην υπεράκτια πετρέλαιο και φυσικό αέριο, την αφαλάτωση θαλασσινού νερού, τον πολτό και το χαρτί και την επεξεργασία των παράκτιων λυμάτων, όπου τα θερμά διαλύματα χλωριδίου προσβάλλουν ακόμη και τα ανθεκτικά στα οξέα ποιότητες με διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές. Με PREN πάνω από 43, σε σύγκριση με περίπου τα χαμηλά έως τα μέσα 30 για 904L, το UNS S31254 αντιστέκεται στην τοπική επίθεση σε συνθήκες που θα έβαζαν τα 904L και η ενίσχυση του σε άζωτο παρέχει ταυτόχρονα υψηλότερη μηχανική αντοχή.

Ανταλλαγή κόστους και κύκλου ζωής

Και οι δύο ποιότητες είναι υλικά υψηλής ποιότητας. 904Το L έχει πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο, γεγονός που το καθιστά πιο ακριβό από τους τυπικούς ωστενιτικούς χάλυβες. Το UNS S31254 έχει συνήθως υψηλότερη τιμή ανά κιλό από 904 λίτρα λόγω της περιεκτικότητάς του σε μολυβδαίνιο και άζωτο και η διαφορά αναφέρεται συνήθως στην περιοχή 30-40%. Ωστόσο, σε σκληρά περιβάλλοντα χλωρίου, η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, η μειωμένη συντήρηση και ο χαμηλότερος κίνδυνος αστοχίας του UNS S31254 αντισταθμίζουν το υψηλότερο πρώτο κόστος του. Στην υπηρεσία που κυριαρχείται από οξύ, το 904L συνήθως προσφέρει το χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής επειδή αντιστέκεται στον κυρίαρχο μηχανισμό διάβρωσης χωρίς να χρειάζεται η υψηλότερη περιεκτικότητα σε κράμα της ποιότητας μολυβδαινίου 6%.

Διαφορές Κατασκευής

Και οι δύο ποιότητες είναι ωστενιτικές και απαιτούν συγκόλληση χαμηλής εισόδου θερμότητας με ταιριαστά ή υπερκραματοποιημένα μέταλλα πλήρωσης για την αποφυγή ευαισθητοποίησης και τη διατήρηση της αντοχής στη διάβρωση. Το UNS S31254 έχει υψηλότερη αντοχή και υψηλότερο ρυθμό σκλήρυνσης, επομένως η διαμόρφωση απαιτεί περισσότερη ισχύ και η μηχανική κατεργασία είναι πιο απαιτητική. 904Το L προσφέρει καλύτερη ολκιμότητα και διαμορφώνεται ευκολότερα σε πολύπλοκα σχήματα. Και για τις δύο κατηγορίες, οι διαδικασίες συγκόλλησης θα πρέπει να πληρούν τις προϋποθέσεις για τη συγκεκριμένη υπηρεσία και ο καθαρισμός μετά τη συγκόλληση της συγκόλλησης και της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι απαραίτητος.

Συχνές Ερωτήσεις

1. Ποιες είναι οι βασικές συνθέσεις και τα δυνατά σημεία απόδοσης των δύο βαθμών;

Το 904L (UNS N08904) περιέχει 19-23% Cr, 23-28% Ni και 4-5% Mo με χαμηλές εκπομπές άνθρακα, υπερέχοντας στην υπηρεσία θειικού και φωσφορικού οξέος. Το UNS S31254 περιέχει 19,5-20,5% Cr, 17,5-18,5% Ni, 6,0-6,5% Mo και υψηλό άζωτο, παρέχοντας ανώτερη αντίσταση στα σκασίματα με PREN άνω του 43 σε μέσα πλούσια σε χλώριο.

2. Πώς διαφέρουν οι αντιστάσεις τους στη διάβρωση σε ακραίες ρυθμίσεις;

Το 904L προτιμάται για χημικές εγκαταστάσεις που χειρίζονται ισχυρά οξέα όπως αραιό θειικό οξύ σε μέτριες θερμοκρασίες. Το UNS S31254 κυριαρχεί στις υπεράκτιες περιοχές, στην αφαλάτωση θαλασσινού νερού και στην υπηρεσία χαρτοπολτού και χαρτιού, αντιστέκεται στη διάβρωση των κοιλωμάτων και των ρωγμών ακόμη και σε διαλύματα θερμού χλωρίου.

3. Πότε ο ένας βαθμός είναι καλύτερη επιλογή από τον άλλο;

Επιλέξτε 904L όταν η εφαρμογή επικεντρώνεται σε ισχυρή αντίσταση στα οξέα και ομοιόμορφη διάβρωση. Επιλέξτε UNS S31254 όταν αντιμετωπίζετε υψηλές συγκεντρώσεις χλωρίου και κίνδυνο δημιουργίας κοιλοτήτων, όπως υποθαλάσσιους αγωγούς, παράκτια συστήματα αποχέτευσης και ψύξη θαλασσινού νερού.

4. Ποιες είναι οι βασικές ανταλλαγές μεταξύ των δύο βαθμών;

Το 904L έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε νικέλιο και είναι πιο ακριβό από τα τυπικά ωστενιτικά, αλλά γενικά φθηνότερο από το UNS S31254. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο και άζωτο του UNS S31254 αυξάνει το κόστος του κατά περίπου 30-40% έναντι 904 λίτρων, αλλά η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σκληρά περιβάλλοντα χλωρίου αντισταθμίζει τη διαφορά.

5. Ποιες συμβουλές κατασκευής έχουν σημασία για αυτές τις υπερ-ωστενιτικές ποιότητες;

Και τα δύο απαιτούν συγκόλληση χαμηλής εισόδου θερμότητας για να αποφευχθεί η ευαισθητοποίηση, με ταιριαστά υπερωστενιτικά ή υπερκραματοποιημένα μέταλλα πλήρωσης για βέλτιστη αντοχή στη διάβρωση. Το UNS S31254 έχει υψηλότερη αντοχή και ρυθμό σκλήρυνσης, απαιτώντας προσαρμοσμένες πιέσεις διαμόρφωσης, ενώ το 904L προσφέρει καλύτερη ολκιμότητα για πολύπλοκη διαμόρφωση. Προσαρμόστε τις διαδικασίες συγκόλλησης και καθαρίστε τις περιοχές συγκόλλησης μετά την κατασκευή.