904L לעומת UNS S31254 Super-פלדות אל-חלד אוסטניטיות: בהשוואה עמידות בפני קורוזיה

סקירה כללית: שתי משפחות של פלדות סופר-אוסטניטיות

904L ו-UNS S31254 הן שתיהן פלדות אל-חלד אוסטניטיות מלאות-בעלות ניקל גבוה שפותחו עבור שירותים שבהם 316L ודרגות דופלקס סטנדרטיות אינן מספיקות. הם נידונים לעתים קרובות יחד מכיוון ששניהם שייכים למשפחה העל-אוסטניטית, אבל הפילוסופיות הסגסוגות שלהם שונות. 904L הוא סוג גבוה-ניקל 20-25 עם מוליבדן בינוני, מותאם לעמידות בפני קורוזיה אחידה על ידי חומצות חזקות. UNS S31254 הוא כיתה מחוזקת בחנקן מוליבדן 6%, אופטימלית לעמידות בפני קורוזיה מקומית בשירותי כלוריד ומי ים. הבחירה ביניהם דורשת התאמה למנגנון הקורוזיה הדומיננטי של היישום.

השוואה של הרכב כימי

מגבלות ההרכב שלהלן לקוחות מ-ASTM A240 עבור צלחת, גיליון ורצועה.

אלמנט, %	904L (UNS N08904)	UNS S31254
C	0.020 מקסימום	0.020 מקסימום
Mn	2.00 מקסימום	1.00 מקסימום
P	0.045 מקסימום	מקסימום 0.030
S	מקסימום 0.035	0.010 מקסימום
סִי	1.00 מקסימום	0.80 מקסימום
Cr	19.0-23.0	19.5-20.5
ני	23.0-28.0	17.5-18.5
מו	4.0-5.0	6.0-6.5
Cu	1.0-2.0	0.5-1.0
N	0.10 מקסימום	0.18-0.25

ייעודי EN הם 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5) עבור 904L ו-1.4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7) עבור UNS S31254. ההבדלים העיקריים הם תכולת הניקל הגבוהה מאוד של 904L והתכולה הגבוהה יותר של מוליבדן פלוס חנקן של UNS S31254.

מאפיינים מכניים

מאפייני טמפרטורת החדר-מינימליים עבור צלחת לפי ASTM A240 מוצגות להלן.

נֶכֶס	904L (UNS N08904)	UNS S31254
חוזק מתיחה, MPa	490 דקות	650 דקות
חוזק תשואה של 0.2%, MPa	220 דקות	310 דקות
התארכות, %	35 דקות	35 דקות

עמידות בפני קורוזיה במדיות שונות

שירות חומצה: 904L

904L הוא הבחירה-למפעלי עיבוד כימיים המטפלים בחומצות חזקות כגון חומצה גופרתית מדוללת-למתונה, חומצה זרחתית וחומצות אורגניות רבות בטמפרטורות מתונות. תכולת הניקל הגבוהה מאוד שלו מדכאת קורוזיה אחידה, ותוספת הנחושת שלו משפרת את העמידות בפני חומצה גופרתית במיוחד. כאשר החשש העיצובי הוא אובדן מתכת כללי ולא התקפה מקומית, 904L מספק לעתים קרובות את האיזון הטוב ביותר בין ביצועים לעלות.

שירות כלוריד: UNS S31254

UNS S31254 שולט בנפט וגז בים, התפלת מי ים, עיסת נייר וטיפול בשפכים חופי, שבהם תמיסות כלוריד חמות תוקפות אפילו דרגות עמידות חומצה על ידי קורוזיה וחריצים. עם PREN מעל 43, בהשוואה בערך ל--עד-אמצע שנות ה-30 עבור 904L, UNS S31254 מתנגד להתקפה מקומית בתנאים שיעלו 904L, וחיזוק החנקן שלו מספק חוזק מכני גבוה יותר בו-זמנית.

הנחה עלויות ומחזור חיים-

שתי הדרגות הן חומרים יוקרתיים. 904ל-L יש תכולת ניקל גבוהה מאוד, מה שהופך אותה ליקרה יותר מפלדות אוסטניטיות סטנדרטיות. UNS S31254 בדרך כלל מצווה על מחיר גבוה יותר לקילוגרם מ-904L בגלל תכולת המוליבדן והחנקן שלו, וההבדל הוא בדרך כלל בטווח של 30-40%. עם זאת, בסביבות כלוריד קשות, חיי השירות הארוכים יותר, תחזוקה מופחתת וסיכון נמוך יותר לכשל של UNS S31254 קיזזו את העלות הראשונה הגבוהה שלו. בשירות הנשלט על ידי חומצה, 904L בדרך כלל מספק את עלות מחזור החיים הנמוכה יותר מכיוון שהוא מתנגד למנגנון הקורוזיה הדומיננטי מבלי להזדקק לתכולת הסגסוגת הגבוהה יותר של 6% מוליבדן.

הבדלי ייצור

שתי הדרגות הן אוסטניטיות ודורשות ריתוך עם כניסת חום נמוכה עם מתכות מילוי תואמות או-מסגגות יתר כדי למנוע רגישות ולשמור על עמידות בפני קורוזיה. ל-UNS S31254 יש חוזק גבוה יותר וקצב התקשות- גבוה יותר, ולכן הצורה דורשת יותר כוח ועיבוד עיבוד תובעני יותר. 904L מציע גמישות טובה יותר וקל יותר ליצור צורות מורכבות. עבור שתי הדרגות, הליכי ריתוך צריכים להיות מוסמכים לשירות הספציפי, וניקוי לאחר-ריתוך של האזור המושפע מהריתוך והחום- הוא חיוני.

שאלות נפוצות

1. מהן הליבה של הרכבים וחוזקות הביצוע של שתי הכיתות?

904L (UNS N08904) מכיל 19-23% Cr, 23-28% Ni ו-4-5% Mo עם פחמן נמוך, מצטיין בשירות חומצה גופרתית וחומצה זרחתית. UNS S31254 מכיל 19.5-20.5% Cr, 17.5-18.5% Ni, 6.0-6.5% Mo וחנקן גבוה, המספק עמידות מעולה לבור עם PREN מעל 43 במדיה עשירה בכלוריד.

2. במה שונות העמידות שלהם בפני קורוזיה במצבים קיצוניים?

904L עדיף למפעלים כימיים המטפלים בחומצות חזקות כגון חומצה גופרתית מדוללת בטמפרטורות מתונות. UNS S31254 שולט בים, התפלת מי ים ושירותי עיסת ונייר, עמיד בפני חריצים וקורוזיה אפילו בתמיסות כלוריד חמות.

3. מתי כיתה אחת היא בחירה טובה יותר מהשנייה?

בחר 904L כאשר היישום מתמקד בעמידות חומצה חזקה וקורוזיה אחידה. בחר UNS S31254 כאשר אתה מתמודד עם ריכוזי כלוריד גבוהים וסיכון בורות, כגון צינורות תת-מימיים, מערכות שפכים חופיות וקירור מי ים.

4. מהן ההפרעות-העיקריות בין שתי הציונים?

ל-904L יש תכולת ניקל גבוהה יותר והוא יקר יותר מהאוסטניטיקה הרגילה אך בדרך כלל זול יותר מ-UNS S31254. תכולת המוליבדן והחנקן הגבוהה יותר של UNS S31254 מעלה את העלות שלו בכ-30-40% לעומת 904L, אך חיי השירות הארוכים יותר בסביבות כלוריד קשות מקזז את ההבדל.

5. אילו עצות ייצור חשובות עבור הציונים העל-אוסטניטיים האלה?

שניהם דורשים ריתוך עם כניסת חום נמוכה כדי למנוע רגישות, עם מתכות מילוי סופר-אוסטניטיות או יותר{1}}מסגסוגות לעמידות אופטימלית בפני קורוזיה. ל-UNS S31254 יש חוזק וקצב התקשות- גבוהים יותר, הדורשים לחצי צורה מותאמים, בעוד ש-904L מציע גמישות טובה יותר עבור עיצוב מורכב. להכשיר נהלי ריתוך ולנקות אזורי ריתוך לאחר הייצור.