Legering 904L (UNS N08904): 4,5 % molybden superaustenittisk

Hver anleggsingeniør har sett et 316L-rør svikte i en oppgave som dataarket sa burde fungere. Pittingen starter ved en sveis, eller under en pakning, eller ved et stillestående kloridpunkt, og i løpet av en sesong lekker ledningen. Standardsvaret er å flytte ett trinn opp -, og for en stor del av disse oppgavene er det riktige neste trinnet ikke en 6 % molybdengrad, og det er ikke en dupleks.

Det er Alloy 904L, det 4,5 % molybden superaustenittiske rustfritt materiale som sitter mellom 316-familien og 6Mo-legeringene, og som bærer svovelsyre, våt fosforsyre og varmt sjøvann som overvinner standard austenitt.

Denne siden dokumentererLegering 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- kjemien, de mekaniske egenskapene, korrosjonskonvolutten og produksjonsstandardene som gjelder for 904L rør og plate.

Hva 904L er, og hvor den sitter i den rustfrie familien

Legering 904Ler et lav-karbon, høy-legert austenittisk rustfritt stål med en kjemi som plasserer det i kategorien "superaustenittisk": omtrent 23–28 % nikkel, 19–23 % krom, 4–5 % molybden og 1–2 % kobber.

Kobberet er signaturelementet. I kombinasjon med molybden gir kobber 904L sin uvanlige motstand mot svovelsyre, fordi kobber undertrykker den aktive oppløsningen av stålet i reduserende sure medier.

Det høye nikkelinnholdet - mer enn det dobbelte av 316L - gir legeringens motstand mot kloridspenning-korrosjonssprekker som 316L rett og slett ikke har. Resultatet er en rustfri kvalitet som håndterer en bred etsende konvolutt uten prisen på 6 % molybdenlegeringer eller fabrikasjonsrestriksjonene til duplekskvaliteter.

Kjemisk sammensetning i henhold til ASTM B677

Varme-analysegrensene nedenfor følger ASTM B677 for 904L sømløse rør (ASTM B625-spesifikasjonen dekker plate, og ASTM B673 dekker sveiset rør). Nikkel er 23,0-28,0 %, og resten er jern.

Tre rader fortjener oppmerksomhet. Karbonmaksimumet på 0,020 % betyr at legeringen tilføres i lav-karbontilstand, så den sensibiliseres ikke under sveising, og den varme-påvirkede sonen beholder sin korrosjonsmotstand uten en løsning-gløding etter sveising - en avgjørende fordel i felt-fabrikat.

Kobberraden på 1,0 -2,0 % er grunnstoffet som gjør at 904L utmerker seg i svovelsyre, fordi kobber er den klassiske reduksjonen av korrosjonshastigheter i reduserende sure miljøer. Nikkelraden på 23,0-28,0 % er det som skyver legeringens klorid SCC-motstand langt over 316-familien: ettersom nikkelinnholdet stiger over omtrent 20 %, blir den austenittiske matrisen stadig mer immun mot kloridspennings-korrosjonssprekker.

Mekaniske egenskaper

ASTM B677 krever følgende minimumsstrekkegenskaper for 904L sømløse rør i løsnings-glødet tilstand, som er standard leveringsbetingelse:

904L er en austenittisk legering, noe som betyr at den deler de austenittiske fordelene: den er fullstendig ikke-magnetisk, den beholder duktilitet og seighet ned til kryogene temperaturer, og den er sveisbar og formbar med vanlige austenittiske rustfrie teknikker. Dens flytegrense er sammenlignbar med 316L, så legeringen er ikke kjøpt for styrke - den er kjøpt for korrosjonsmotstand, og designveggen er satt av korrosjonstilskuddet og gropmotstanden i stedet for av trykkberegningen.

Fysiske egenskaper

Tettheten til 904L er 8,0 g/cm³, og smelteområdet er omtrent 1300-1390 grader. Legeringen har en elastisitetsmodul nær 185 GPa ved romtemperatur, litt høyere enn 316L på grunn av det økte nikkel- og molybdeninnholdet.

 

Dens termiske ledningsevne er noe lavere enn standard austenitt - ca. 12,4 W/m·K ved 100 grader -, noe som betyr noe i varme-utvekslingsdesignen der rørveggen bidrar til varme-motstanden.

Korrosjonskonvolutten: der 904L vinner jobben

Den kommersielle saken for 904L hviler på tre korrosjonsplikter, og hver av dem er en dokumentert feilmodus for 316-familien:

For kjøperen er den praktiske linjen denne: der 316L har sviktet eller er marginal i svovel- eller fosforsyretjeneste, i varm klorid eller i SCC-sensitive miljøer, er 904L det kostnadseffektive-steget.

Den gir mesteparten av korrosjonsfordelen til 6 % molybdenlegeringer til en betydelig lavere legeringsavgift, og den gjør det i en fullstendig austenittisk struktur som sveiser og former som standard rustfritt. Grensetilfellet er kontinuerlig varmt sjøvann: 904L yter, men er ikke det beste valget der, og designingeniøren bør gå opp til en 6Mo-grad eller en nikkellegering for den oppgaven.

Produksjonsstandarder og produktformer

904L leveres i henhold til følgende spesifikasjoner, valgt etter produktform:

• ASTM B677 / ASME SB-677 - sømløst rør
• ASTM B673 / ASME SB-673 - sveiset rør
• ASTM B625 / ASME SB-625 - plate, ark og stripe
• ASTM B649 / ASME SB-649 - stang og smie
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - Europeiske ekvivalenter (1,4539)

Fordi 904L er en fullstendig austenittisk legering, speiler produksjonsruten 316L: røret er varmt gjennomboret eller valset, deretter løsningsglødet og bråkjølt, med glødetemperaturen typisk i området 1090-1175 grader.

Det lave karboninnholdet opprettholdes gjennom smelten, og det ferdige produktet leveres i glødet, syltet og passivert tilstand. ASTM B677 sømløse rør er tilgjengelig i hele spekteret av standard og tilpassede dimensjoner, og platen per B625 leveres i tykkelser fra tynn plate til tung plate for fartøykonstruksjon.

Typiske bruksområder

Legering 904Ler spesifisert i følgende tjenester:

• Linjer for produksjon og håndtering av svovelsyre, inkludert fortynnings- og lagringssystemer
• Våte-prosessfosforsyreanlegg - fordampere, overføringslinjer og reaktorinnvendige deler
• Sjøvannskjølesystemer og varmevekslere hvor 316L er marginalt
• Kjemiske prosessanlegg som håndterer blandede klorider og reduserende syrer
• Masse- og papirblekeplanter
• Farmasøytisk og fin-kjemisk utstyr der produktrenhet styrer materialvalg

I hver tjeneste er spesifikasjonen drevet av en dokumentert svikt av en lavere kvalitet, og 904L er valgt fordi den lukker gapet uten fabrikasjonsstraffene til dupleks eller kostnadene for 6Mo og nikkellegeringer. For fartøy og tankkonstruksjon er 904L-plate en standardspesifikasjon for lagring av svovelsyre, og for rørføring er det sømløse B677-produktet standard for prosesslinjer.

Sveising og fabrikasjon

904L-sveiser med samme butikkpraksis som 316L: GTAW og GMAW med matchende fyllstoff, ingen forvarming nødvendig, og ingen etter-sveisevarmebehandling er normalt nødvendig fordi det lave karboninnholdet forhindrer sensibilisering.

Tilsvarende fyllmetall til AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (625-type fyllstoff) eller den spesifikke 904L fyllstoffklassifiseringen brukes vanligvis for å matche korrosjonsmotstanden i sveisemetallet, og der applikasjonen krever det, er sveisen laget med et nikkelbasert fyllstoff for å garantere gropmotstanden til skjøten.

Legeringen er fullstendig austenittisk, så den er følsom for varmesprekker hvis sveisen er laget med overdreven varmetilførsel - standard austenittisk praksis med kontrollert interpass-temperatur og lav varmetilførsel. Kaldforming er enkelt med standard rustfritt verktøy, og legeringens arbeids-herdehastighet er moderat.

Hva skal angis på bestillingen

For å få en ren 904L-levering, bør henvendelsen angi følgende:

• Standard og form: "sømløst rør til ASTM B677", "plate til ASTM B625", UNS N08904 / 1.4539
• Størrelse i riktig system: NPS + tidsplan for rør, OD x vegg eller tykkelse x bredde x lengde for plate
• Tilstand: løsning glødet, syltet, passivert
• Sertifikat: EN 10204 3.1, med PMI og nødvendig eksamen

FAQ

Spørsmål: Er 904L et dupleks rustfritt stål?
A: Nei. 904L er fullstendig austenittisk med en flat-sentrert-kubisk struktur, som 316L. Den har høyere nikkel og molybden enn 316L, men den er ikke en duplekskvalitet og har ikke tofasestrukturen 2205 eller 2507.

Spørsmål: Hva brukes 904L til?
A: Primært for svovelsyre, våt-prosessfosforsyre og varm kloridtjeneste der 316L svikter på grunn av gropdannelse, sprekkkorrosjon eller kloridpåkjenning-korrosjonssprekker. Det er vanlig i gjødselanlegg, syrehåndtering og sjøvannskjølesystemer.

Spørsmål: Hva er PREN til 904L?
A: Omtrent 34, beregnet fra 19-23 % krom, 4-5 % molybden og opptil 0,10 % nitrogen. Dette er godt over 316L (ca. 24) og under 6Mo-karakterene (ca. 41-44).

Spørsmål: Motstår 904L kloridpåkjenning-korrosjonssprekker?
A: Ja, langt bedre enn 316L. Nikkelinnholdet på 23-28 % setter den austenittiske matrisen over SCC-følsomhetsterskelen for de fleste kloridmiljøer, selv om den ikke er immun under de mest alvorlige forholdene.

Spørsmål: Kan 904L sveises uten etter-sveisevarmebehandling?
A: Ja. Det maksimale karboninnholdet på 0,020 % forhindrer karbidsensibilisering i den varme-påvirkede sonen, slik at den som-sveisede skjøten beholder sin korrosjonsmotstand. Matchende eller nikkel-basert fyllmasse brukes for å matche sveise-metallytelse.

Spørsmål: Hva er forskjellen mellom 904L og 254SMO?
A: 254SMO er en 6 % molybdenkvalitet (UNS S31254) med høyere gropmotstand og høyere styrke, beregnet for varmt sjøvann og aggressive klorider. 904L (4-5 % Mo) er rimeligere og utmerker seg i svovel- og fosforsyre. Valget tas på medium: syre peker på 904L, varmt sjøvann peker på 6Mo.

Ta kontakt nå