De ce oțelul inoxidabil 904L depășește 316L în medii acide

De ce contează comparația

În instalațiile de procesare chimică, decapare, îngrășăminte și{0}}epurare a gazelor arse, conductele și schimbătoarele de căldură sunt frecvent expuse la acizi fierbinți, în special acid sulfuric și fosforic, adesea combinați cu cloruri. Calitățile austenitice standard, cum ar fi 316L, sunt economice și disponibile pe scară largă, dar suferă rate de coroziune inacceptabil de ridicate în aceste medii la temperaturi ridicate. 904L a fost dezvoltat special pentru a reduce decalajul dintre oțelurile inoxidabile standard și aliajele pe bază de-nichel în astfel de servicii. Înțelegerea relației de compoziție-proprietate explică când este justificat costul mai mare al 904L.

Comparația compoziției chimice (% în greutate)

Element	316L (UNS S31603 / EN 1.4404)	904L (UNS N08904 / EN 1.4539)
Carbon, max	0.03	0.02
Crom	16.0 - 18.0	19.0 - 23.0
Nichel	10.0 - 14.0	23.0 - 28.0
Molibden	2.0 - 3.0	4.0 - 5.0
Cupru	-	1.0 - 2.0
Azot, max	0.10	0.10
Mangan, max	2.00	2.00

Limitele de compoziție conform ASTM A240 (plăcuță) și ASTM A312 (țeavă) pentru formele de produs corespunzătoare.

Proprietăți mecanice (recoace, valori minime conform ASTM A240)

Proprietate	316L	904L
Rezistenta la tractiune, MPa	485	490
Limita de curgere (0,2%), MPa	170	220
alungire, %	40	35

Motivele metalurgice pentru o rezistență mai mare la acizi

Molibden și rezistență la pitting

Molibdenul este elementul de aliere primar care controlează rezistența la coroziune localizată în mediile de clorură. Numărul echivalent al rezistenței la pitting (PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N), calculat din compozițiile de la mijloc-gama, este de aproximativ 26 pentru 316L și aproximativ 36 pentru 904L. PREN mai mare se traduce direct într-o temperatură critică de pitting mai ridicată și o rezistență mai bună la coroziunea în crăpături, ceea ce contează deoarece fluxurile de acid din industria chimică conțin aproape întotdeauna urme de cloruri.

Coroziune sub tensiune de nichel și clorură

Conținutul mult mai mare de nichel de 904L (23-28% față de 10-14%) stabilizează structura austenitică și îmbunătățește considerabil rezistența la fisurarea prin coroziune sub tensiune prin clorură în serviciul cald și umed. De asemenea, îmbunătățește rezistența la acizii reducători, unde nichelul este elementul cheie.

Cupru și acizi reducători

Adăugarea deliberată de cupru a 1-2% este caracteristica definitorie a 904L. Cuprul îmbunătățește rezistența la acizii neoxidanți (reductori), în special acidul sulfuric la concentrații intermediare și la acidul fosforic. În acidul sulfuric fierbinte, 316L corodează rapid într-o gamă largă de concentrații, în timp ce 904L menține rate utile de coroziune, motiv pentru care 904L este alegerea standard pentru răcitoarele de acid sulfuric, conductele și căptușelile rezervoarelor din multe fabrici.

Plicul de aplicare

316L este gradul de lucru pentru servicii chimice ușor corozive, procesarea alimentelor și a băuturilor și fabricile farmaceutice și este acceptabil în acizi diluați la temperatură scăzută. desulfurare, schimbătoare de căldură răcite cu apă de mare-cu niveluri moderate de clorură și echipamente pentru instalații de înălbire-în fabricile de celuloză.

Considerații de cost

904L are un conținut substanțial mai mare de nichel, molibden și cupru decât 316L, iar prețul său de piață reflectă acest lucru. Abordarea inginerească corectă este de a compara costul total-ciclului de viață: în cazul serviciului acid în care 316L se defectează în câteva luni, echipamentul 904L poate funcționa ani de zile, ceea ce face ca primul cost mai mare să fie economic. Acolo unde acidul este diluat sau temperatura scăzută, 316L rămâne alegerea rațională.

FAQ

Î1: Este 904L un oțel inoxidabil super austenitic?904L este clasificat în mod obișnuit ca o calitate super-austenitică sau cu aliaje înalte-austenitice datorită conținutului său ridicat de nichel, molibden și cupru, deși conține mai puțin molibden decât 6% grade Mo, cum ar fi UNS S31254.

Î2: La ce acizi este rezistent 904L?904L rezistă acidului sulfuric într-o gamă largă de concentrații la temperaturi ridicate, acidului fosforic fierbinte, acidului formic și acetic și fluxurilor de acizi mixte care conțin cloruri, unde 316L ar eșua.

Î3: Poate 904L înlocui 316L direct în echipamentele existente?Din punct de vedere mecanic, 904L are o rezistență minimă similară sau puțin mai mare, dar regulile de proiectare, procedurile de sudură, fitingurile și garniturile trebuie re-evaluate; Sudarea 904L necesită o potrivire a metalului de umplutură cu un conținut ridicat de-nichel.

Î4: Este 316L vreodată alegerea mai bună?Da. Pentru un serviciu neutru, ușor coroziv, fără clorură-sau acid diluat-la temperatură scăzută, 316L oferă performanțe adecvate la o fracțiune din cost, cu o practică de fabricație bine-consacrată.

Î5: 904L rezistă la fisurarea coroziunii la stres cu clorură?Mult mai bun decât 316L din cauza conținutului său ridicat de nichel, dar în medii fierbinți, foarte concentrate de clorură, pot fi încă necesare calități super-austenitice de 6% Mo sau aliaje pe bază de nichel-.

Î6: Ce standarde acoperă 904L?Placa, tabla și benzile sunt acoperite de ASTM A240; țeavă fără sudură și sudată conform ASTM A312; iar gradul este desemnat EN 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5) în EN 10088.