317L nasuprot 904L nehrđajućem čeliku: legure visokih-performansi otporne na koroziju

Pregled: dva austenitna stupnja-visokih performansi

Kada 316L ne može jamčiti pouzdanu uslugu u agresivnim medijima, inženjeri obično prelaze na 317L (UNS S31703, EN 1.4438, X2CrNiMo18-15-4) ili 904L (UNS N08904, EN 1.4539, X1NiCrMoCu25-20-5). Oba ostaju potpuno austenična, ali svoju višu otpornost na koroziju postižu na različite načine i uz različite razine troškova. 317L povećava udio molibdena na 3,0-4,0 posto, dok 904L kombinira 4,0-5,0 posto molibdena s 23,0-28,0 posto nikla i 1,0-2,0 posto bakra. Dodatni nikal i bakar daju 904L odlučujuću prednost u sumpornoj kiselini i drugim redukcijskim medijima, plus značajno bolju otpornost na piting. Pitanje odabira se stoga odnosi na koroziju, temperaturu, razinu klorida i troškove životnog ciklusa, a ne samo koji je stupanj jači.

Kemijski sastav

Ograničavajući sastav prema ASTM A240/A240M za UNS S31703 i UNS N08904.

Element (%)	317L (S31703)	904L (N08904)
C	Manje ili jednako 0,030	Manje od ili jednako 0,020
Mn	Manje ili jednako 2,00	Manje ili jednako 2,00
P	Manje od ili jednako 0,045	Manje od ili jednako 0,045
S	Manje ili jednako 0,030	Manje od ili jednako 0,035
Si	Manje ili jednako 0,75	Manje od ili jednako 1,00
kr	18.0-20.0	19.0-23.0
Ni	11.0-15.0	23.0-28.0
Mo	3.0-4.0	4.0-5.0
Cu	-	1.0-2.0
N	Manje ili jednako 0,10	Manje ili jednako 0,10

Mehanička svojstva

Minimalne vrijednosti sobne-temperature žarene ploče prema ASTM A240/A240M.

Vlasništvo	317L	904L
Vlačna čvrstoća	Veći ili jednak 515 MPa	Veći ili jednak 490 MPa
Granica razvlačenja (0,2%)	Veći ili jednak 205 MPa	Veći ili jednak 220 MPa
Elongacija	Veći ili jednak 40%	Veći ili jednak 36%
Tvrdoća	Manje od ili jednako 217 HBW	Manje od ili jednako 220 HBW

Otpornost na koroziju i PREN

Upotrebom zajedničke formule PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N, 317L izračunava se na oko 29-31, udobno iznad otprilike 24-25 od 316L. 904L izračunava se na oko 34-37, s dodatkom bakra koji dodatno pridonosi otpornosti na sumpornu kiselinu: pri umjerenim koncentracijama i temperaturama 904L podnosi sumpornu kiselinu daleko bolje od bilo kojeg konvencionalnog nehrđajućeg čelika od molibdena, a otporan je i na fosfornu, octenu i mravlju kiselinu, morsku vodu i rashladnu vodu bogatu kloridima. Praktični jaz je stvaran, ali malen: 904L otporan je na rupičastu i pukotinsku koroziju u okruženjima u kojima 317L još uvijek ima rupičastu koroziju, posebno na povišenoj temperaturi i pri visokim razinama klorida iznad 1000 ppm. Za granične dužnosti, testiranje kupona u stvarnom mediju procesa je preporučena osnova za konačni odabir.

Smjernice za odabir i trošak

317L najbolje je razumjeti kao troškovno{1}}učinkovitu nadogradnju 316L: košta samo umjereno više, zavariva poznatim postupcima i pravi je odgovor tamo gdje 316L marginalno ne uspijeva u uslugama klorida, postrojenjima za izbjeljivanje celuloze i papira, pročišćivačima za odsumporavanje dimnih plinova i farmaceutskim ili finim{4}}kemijskim reaktorima. 904L je naveden gdje je srednji je agresivnija - vruća sumporna kiselina, koncentrirani kloridi s pukotinama, izmjenjivači topline s morskom vodom i oprema koja mora izdržati ponovljene cikluse čišćenja s kiselim deterdžentima. Budući da 904L sadrži otprilike dvostruko više nikla i bakra, njegova je cijena sirovina znatno veća. Tamo gdje je važna ušteda na težini i zavarivanje se može kontrolirati, dvostruke kvalitete kao što su UNS S32205 ili UNS S32750 mogu se procijeniti kao alternative, ali nisu uvijek prikladne za visoko reducirajuće kisele medije ili za teško zavarenu opremu tankih stijenki.

Tipične primjene

317L se koristi u skladištenju kemikalija i cjevovodima, opremi za izbjeljivanje celuloze, postrojenjima za bojenje i pigmente, proizvodnji visokog-ulja i masnih-kiselina i obradi hrane s pranjem s visokim udjelom klorida. 904L se koristi u proizvodnji i skladištenju sumporne kiseline, isparivačima fosforne kiseline, sustavima za hlađenje morske vode i vatrogasnim sustavima, komunalnim uslugama na morskim platformama, farmaceutskim brodovima, linije za izbjeljivanje tekstila i uređaji za-kontrolu onečišćenja.

Često postavljana pitanja

P1. Koji je stupanj jači, 317L ili 904L?
Njihove zajamčene čvrstoće su usporedive - 317L ima minimalnu vlačnu čvrstoću od 515 MPa, a 904L 490 MPa, s granicama razvlačenja od 205 MPa odnosno 220 MPa. Odlučujući faktor je otpornost na koroziju, a ne čvrstoća.

Q2. Koliki je PREN za 317L i 904L?
317L izračunava na oko 29-31, a 904L na oko 34-37. PREN je alat za rangiranje otpornosti na piting u kloridnim medijima; vrijednosti iznad 32 smatraju se potrebnima za morsku vodu i visoko klorirane usluge.

Q3. Kada treba odabrati 904L umjesto 317L?
Kada medij sadrži vruću sumpornu kiselinu, visoke razine klorida s pukotinama ili kada je dokazano da 317L stvara jame u stvarnom procesu. 904L je također poželjan za dugu uslugu-bez održavanja u brodskim i-vodnim sustavima.

Q4. Jesu li 317L i 904L zavarljivi?
Da, oba su potpuno austenična i zavaruju se standardnim postupcima. Potreban je odgovarajući ili preko-legirani dodatni metal; 904L se obično zavaruje s punilom na bazi nikla-ili visokim-molibdenom kako bi se očuvala otpornost na koroziju u metalu zavara.

P5. Može li 904L zamijeniti 317L u postojećoj opremi?
Da, dimenzije dopuštaju. Oba stupnja pokrivena su ASTM A240 za ploče i ASTM A312/A269 za cijevi; zamjena se mora provjeriti u skladu s projektnim kodom, toplinskim širenjem i tlakom-temperaturom izvorne opreme.