Cijev od nehrđajućeg čelika 1.4404 nasuprot 1.4435: sastav, svojstva i odabir

Što su 1.4404 i 1.4435?

1.4404 i 1.4435 su europske oznake za nisko{2}}ugljične austenitne nehrđajuće čelike u obitelji 316, definirane u EN 10088-2 za ravne proizvode i specificirane za cijevi kroz EN 10216-5 (bešavne tlačne cijevi) i EN 10217-7 (zavarene tlačne cijevi). Nazivi njihovih čelika su X2CrNiMo17-12-2 za 1.4404 i X2CrNiMo18-14-3 za 1.4435.

Oba razreda su nisko{0}}ugljične verzije obitelji 316, tako da oba dobro zavaruju i otporna su na interkristalnu koroziju u -zavarenom stanju. Razlika je u razini legiranja: 1.4435 dodaje više nikla i više molibdena, što povećava otpornost na lokaliziranu koroziju. U uvjetima ASTM-a, 1,4404 približno odgovara 316L (UNS S31603); 1.4435 nema točan ASTM blizanac i najbolje se opisuje kao varijanta 316L s visokim-niklom,-molibdenom.

Usporedba kemijskog sastava

Donja tablica daje raspone toplinske-analize koje zahtijeva EN 10088-2 za oba razreda.

Element (% po masi)	1.4404 X2CrNiMo17-12-2	1,4435 X2CrNiMo18-14-3
C	0,030 maks	0,030 maks
Si	1,00 maks	1,00 maks
Mn	2,00 maks	2,00 maks
P	0,045 maks	0,045 maks
S	0,015 maks	0,015 maks
N	0,11 maks	0,11 maks
Kr	16.5 - 18.5	17.0 - 19.0
Mo	2.00 - 2.50	2.50 - 3.00
Ni	10.0 - 13.0	12.5 - 15.0
Fe	Ravnoteža	Ravnoteža

Praktične razlike su u niklu, koji stabilizira austenitnu strukturu i poboljšava otpornost na reducirajuće kiseline, i molibdenu, koji je kontrolni element za rupičastu i pukotinsku koroziju u kloridnim medijima. 1.4435, gdje ta dva svojstva opravdavaju višu cijenu legure.

Usporedba mehaničkih svojstava

Prema EN 10088-2, u otopini-žarenim uvjetima za ravne proizvode debljine do 8 mm, oba razreda ispunjavaju sljedeće zahtjeve za sobnu temperaturu.

Vlasništvo	1.4404	1.4435
Vlačna čvrstoća, Rm	530 - 680 MPa	530 - 680 MPa
Granica razvlačenja, Rp0,2	220 MPa min	220 MPa min
Elongacija, A	45 % min	45 % min
Gustoća	8,0 g/cm3	8,0 g/cm3

Za tlačnu cijev, EN 10216-5 navodi malo drugačije raspone rastezanja i niže vrijednosti razvlačenja za veće debljine stijenki, tako da se projektne vrijednosti moraju uzeti iz standarda proizvoda koji se koristi za narudžbu. Oba razreda su prikladna za rad do oko -196 C u žarenom stanju; za dugotrajnu upotrebu tlaka na visokim temperaturama iznad otprilike 450 do 500 C, treba razmotriti visokougljične ili stabilizirane stupnjeve kao što je 1.4401 s povišenim ugljikom, 316H ili 316Ti.

Otpornost na koroziju: Što kupiti dodatni nikal i molibden

Ekvivalentni broj otpornosti na piting, PREN, izračunat iz nominalnog sastava kao Cr + 3.3 Mo + 16 N, je približno 24 do 26 za 1,4404 i 26 do 28 za 1,4435. U praksi to znači da 1,4435 pokazuje mjerljivo višu kritičnu temperaturu pitinga i temperaturu pukotine-korozije u vodi-koja sadrži klorid i procesnim tokovima.

Kiseli mediji: viši sadržaj nikla poboljšava otpornost na redukcijske kiseline kao što je razrijeđena sumporna kiselina, gdje je nikal kontrolni element.

Farmaceutske i biotehnološke usluge: 1.4435 je preferirani materijal za vodu visoke -čistoće, čistu paru i-kontaktne vodove proizvoda, posebno nakon elektropoliranja, jer njegova viša razina legure tolerira agresivne cikluse čišćenja i dezinfekcije koji se koriste u industriji.

Zavareni sustavi: oba razreda zadržavaju svoju otpornost na koroziju nakon zavarivanja zahvaljujući maksimalnom udjelu ugljika od 0,030 posto; 1.4435 daje veću marginu gdje se zavar ne može u potpunosti pasivizirati.

Vodič za odabir prema aplikaciji

Primjena	Preporučena ocjena	Tipični standard proizvoda
Opći kemijski i procesni cjevovodi	1.4404	EN 10216-5, EN 10217-7, ASTM A312
Farmaceutski, biotehnološki i sustavi visoke-čistoće	1.4435	ASME BPE, DIN EN ISO 1127, EN 10217-7
Prerada hrane i pića	1,4404 ili 1,4435	EN 10216-5, ASTM A270
Morska voda i rashladna-voda bogata kloridima	1.4435 ili viši-razred legure	EN 10216-5, ASTM A312

U strogo reguliranim farmaceutskim projektima, zamjena 1.4404 s 1.4435 obično je prihvatljiva kao nadogradnja, ali obrnuta zamjena trebala bi se odobriti tek nakon dokumentirane procjene korozije i čistoće, jer zahtjevi za -završnu obradu površine i legure iz specifikacije možda neće biti ispunjeni.

Zavarivanje i završna obrada površine

Oba stupnja zavarivanja standardnom austenitnom praksom; autogeno orbitalno TIG zavarivanje tipično je za cijevi visoke-čistoće, s podlogom od argona za zaštitu korijena zavara.

Dodatni metal, kada se koristi, obično odgovara 316L-tipu ER316L ili, za maksimalnu otpornost na koroziju zavara u farmaceutskim uslugama, 316L punilo s ograničenim feritom.

Površinska obrada je odlučujuća za primjenu čistoće: mehaničko poliranje, svijetlo žarenje i elektropoliranje koriste se za postizanje hrapavosti Ra od 0,4 μm i niže, a elektropolirana 1.4435 cijev standard je za čiste-sobe i biotehnološke instalacije.

Obrada nakon-zavarivanja obično se sastoji od luženja i pasiviranja; žarenje u otopini potrebno je samo nakon vrućeg oblikovanja ili drugih izleta u raspon osjetljivosti.

Često postavljana pitanja

P: Koja je glavna razlika između nehrđajućeg čelika 1.4404 i 1.4435?

O: 1.4435 sadrži više nikla, do 15 posto, i više molibdena, do 3 posto, od 1.4404. Veći sadržaj legure poboljšava otpornost na lokaliziranu koroziju i redukcijske kiseline, zbog čega se 1.4435 preferira u farmaceutskoj i kiseloj službi.

P: Je li 1,4435 bolji od 1,4404?

O: U korozivnim sredinama i okruženjima visoke-čistoće, da: 1.4435 nadmašuje 1.4404 kod rupičaste korozije, pukotinske korozije i kiselih medija zbog višeg sadržaja nikla i molibdena. U blagom servisu razlika nije presudna i 1,4404 je ekonomičniji.

P: Može li se 1.4404 zamijeniti s 1.4435?

O: Da, zamjena 1.4404 s 1.4435 općenito je poboljšanje performansi protiv korozije. Obrnuta zamjena trebala bi biti opravdana uvjetima usluge i odobrena prema specifikaciji projekta, posebno u reguliranim farmaceutskim procesima.

P: Koji je stupanj poželjan za farmaceutsku cijev?

O: 1.4435 je poželjan jer njegova veća otpornost na koroziju preživljava cikluse agresivnog čišćenja i dezinfekcije, a nakon elektropoliranja ispunjava površinske zahtjeve za čiste-sobe i biotehnološke sustave specificirane prema ASME BPE i DIN EN ISO 1127.

P: Jesu li oba razreda prikladna za zavarivanje?

O: Da. Oba imaju maksimalni udio ugljika od 0,030 posto, tako da su otporni na interkristalnu koroziju u -zavarenom stanju i ne trebaju toplinsku obradu nakon -zavarivanja u normalnom radu.

P: Koji standardi pokrivaju ove materijale cijevi?

A: EN 10216-5 za bešavne tlačne cijevi, EN 10217-7 za zavarene tlačne cijevi, ASTM A312 za cijevi, ASTM A269 za opće servisne cijevi, ASTM A270 za sanitarne cijevi, DIN EN ISO 1127 za dimenzije cijevi visoke čistoće i ASME BPE za biofarmaceutske sustava.

Često postavljana pitanja

P1. Koje nazive čelika nose 1.4404 i 1.4435 u EN 10088-2?
Nazivi njihovih čelika su X2CrNiMo17-12-2 za 1,4404 i X2CrNiMo18-14-3 za 1,4435, oba s maksimalnim udjelom ugljika od 0,030 posto; u terminima ASTM 1.4404 blisko odgovara 316L (UNS S31603), dok se 1.4435 najbolje opisuje kao varijanta 316L s visokim sadržajem nikla i molibdena.

Q2. Kako se uspoređuju PREN vrijednosti dvaju stupnjeva?
Izračunato kao Cr + 3.3 Mo + 16 N iz nominalnog sastava, ekvivalentni broj otpornosti na rupičastu koroziju je približno 24 do 26 za 1.4404 i 26 do 28 za 1.4435, tako da 1.4435 pokazuje mjerljivo višu kritičnu temperaturu rupičaste korozije i temperaturu pukotine-korozije u vodi-koja sadrži klorid i procesnim tokovima.

Q3. Koja su mehanička svojstva potrebna za te stupnjeve?
Prema EN 10088-2 za ravne proizvode debljine do 8 mm u stanju žarenja u otopini, oba razreda zadovoljavaju vlačnu čvrstoću Rm od 530-680 MPa, granicu tečenja Rp0,2 od najmanje 220 MPa, istezanje A od najmanje 45 posto i gustoću od 8,0 g/cm3; za tlačne cijevi, projektne vrijednosti moraju se uzeti iz EN 10216-5.

Q4. Koje se norme proizvoda odnose na ove materijale cijevi?
EN 10216-5 pokriva bešavne tlačne cijevi, EN 10217-7 zavarene tlačne cijevi, ASTM A312 cijevi, ASTM A269 opće-uslužne cijevi, ASTM A270 sanitarne cijevi, DIN EN ISO 1127 dimenzije cijevi visoke čistoće i ASME BPE biofarmaceutske sustave; oba razreda su prikladna do oko -196 C, dok iznad otprilike 450 do 500 C treba uzeti u obzir visoko ugljične ili stabilizirane stupnjeve kao što su 316H ili 316Ti.

P5. Koja je završna obrada površine potrebna za- farmaceutsku tubu visoke čistoće?
Mehaničko poliranje, svijetlo žarenje i elektropoliranje koriste se za postizanje hrapavosti Ra od 0,4 μm i manje, a elektropolirana cijev 1.4435 standard je za čiste-sobe i biotehnološke instalacije; tipično je autogeno orbitalno TIG zavarivanje s podlogom od argona, nakon čega slijedi dekapiranje i pasiviranje.