317L vs 904L roostevaba teras: kõrgsulami koostis ja korrosiooni võrdlus

Kaks kõrglegeeritud austeniitset roostevaba terast

317L ja 904L on mõlemad tugevalt legeeritud austeniitsed roostevabad terased, mis on valmistatud korrodeerivaks tööstuslikuks kasutamiseks, kuid need paiknevad kulu- ja jõudluskõvera erinevates punktides. 317L on tuttava 316L perekonna kõrgema molübdeenisisaldusega versioon, samas kui 904L lisab oluliselt rohkem niklit ja sihilikult vaske. Tulemuseks on see, et 904L talub redutseerivaid happeid ja kloriidi sisaldavaid protsessivooge, mis lõpuks ründavad 317L, oluliselt kõrgema materjalikuluga.

Keemiline koostis Võrreldud

Koostise piirmäärad on rühmitatud allpool: 317 liitrit vastavalt ASTM A240 plaadinõuetele (EN 1.4438) ja kõrge niklisisaldusega vaske sisaldav klass vastavalt plaadi spetsifikatsioonile (EN 1.4539). Väärtused on kaaluprotsendid.

Element	317L	904L-tüüpi kõrgsulamist klass
Süsinik (C)	0.030 max	0.020 max
Kroom (Cr)	18.0-20.0	19.0-23.0
Nikkel (Ni)	11.0-15.0	23.0-28.0
Molübdeen (Mo)	3.00-4.00	4.00-5.00
Vask (Cu)	Määratlemata	1.00-2.00
Mangaan (Mn)	2.00 max	2.00 max
Räni (Si)	0.75 max	1.00 max
Väävel (S)	0.030 max	0.035 max

PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N on nende kahe materjali puhul ligikaudu 33–35 317L ja umbes 35–36 kõrge niklisisaldusega materjali puhul. Seetõttu ei selgita PREN üksi jõudluse puudujääki. Tõeline eraldumine pärineb niklist ja vasest: 23–28% niklisisaldus stabiliseerib austeniitse struktuuri kloriidi pingekorrosioonipragude vastu ja parandab hapete redutseerimist, samas kui vask suurendab vastupidavust väävelhappele mõõduka kontsentratsiooni korral.

Korrosioonikindlus reaalses teeninduses

Väävelhape:Vasesisaldusega klass ületab mõõdukal temperatuuril laias kontsentratsioonivahemikus selgelt 317 liitrit; 317L on üldiselt piiratud lahjendatud või kergelt agressiivsete lahustega.

Kloriidi süvendite ja pragude rünnak:Mõlemad klassid taluvad kloriidi rünnakut palju paremini kui 316L, kuid 904L-tüüpi materjali kõrgem molübdeeni ja nikli sisaldus annab kontsentreeritud kloriidsoolvees suurema varu.

Pingekorrosioonipragunemine:Palju suurem niklisisaldus muudab kõrgsulami klassi kuuma kloriidi tingimustes märkimisväärselt vastupidavamaks.

Fosforhape ja saastekontroll:Mõlemad klassid leiavad kasutust suitsugaaside väävlitustamisel; kõrgsulamist klass on valitud kõige happelisemate ja kloriididega saastunud tsoonide jaoks.

Praktiline piirang:Kumbki klass ei ole universaalne lahendus kuuma kontsentreeritud vesinikkloriidhappe jaoks, kus on vaja kõrgema sulamiga niklipõhiseid materjale.

Mehaanilised ja füüsikalised omadused

Kinnisvara	317L	904L-tüüpi kõrgsulamist klass
Tõmbetugevus, min	515 MPa	490 MPa
Saagispiir (0,2%), min	205 MPa	220 MPa
Pikendus 50 mm, min	40%	35%
Tüüpiline töötemperatuuri lagi	Umbes 400 kraadi C tundlikkusevabade keevisõmbluste jaoks	Umbes 400 kraadi C kloriidivabas oksüdeerimisseadmes

Mõlemad materjalid on lõõmutatud olekus austeniitsed ja põhiliselt mittemagnetilised. 317L on pingelt veidi tugevam, samas kui kõrge niklisisaldusega klass pakub suurepärast plastilisust ja sitkust ning reageerib hästi külmvormimisele, mis on üks põhjusi, miks seda kasutatakse õhukeseseinalistes protsessiseadmetes.

Valmistamine, keevitamine ja kulud

317L on keevitatud sobiva madala süsinikusisaldusega täitemetalliga ja ei vaja keevitusjärgset kuumtöötlust, et säilitada korrosioonikindlus. Kõrge niklisisaldusega vaske sisaldav klass nõuab sobivat sama klassi kulumaterjali ning soojussisendi ja läbipääsu temperatuuri hoolikat kontrolli, kuna selle sulamilisandid on eraldumisele kalduvamad. Kulude erinevus tuleneb 23–28% nikli ja vase lisamisest ning see on märkimisväärne: kõrge legeeritud klassi hind maksab tavaliselt mitu korda rohkem kui 317 liitrit kilogrammi kohta. See lisatasu on õigustatud ainult juhul, kui 317L-l on dokumenteeritud või selgelt prognoositav korrosioonitõkete režiim, näiteks kuuma väävelhappe teenus või kõrge kloriidisisaldusega madala pH-tasemega protsessivood.

Hinnete valiku juhend

Alustage pigem teeninduskeskkonnast kui hinnakirjast. Kui kloriidid on mõõdukad ja happesisaldus on lahjendatud, tagab 317L usaldusväärse jõudluse murdosa kuludest. Kui väävelhape on olulises kontsentratsioonis, kõrge kloriidi aktiivsusega või nende kahe kombinatsioon, on kõrge niklisisaldusega vaske sisaldav klass tehniliselt õige valik. Dokumenteerige kloriidisisaldus, pH, temperatuur ja pragude geomeetria, võrrelge tulemust korrosioonitabelitega ja määrake odavaim materjal, millel on tõeline ohutusvaru.

Korduma kippuvad küsimused

K: Kas 904L on palju tugevam kui 317L?
Ei. Mõlemad on võrreldava tugevustasemega austeniitklassid; kõrge legeeritud materjali minimaalne voolavuspiir on veidi kõrgem, kuid minimaalne tõmbetugevus väiksem kui 317L.

K: Mis muudab kõrge niklisisaldusega klassi väävelhappes paremaks?
Selle 23–28% niklist ja 1–2% vasest koosnev kombinatsioon suurendab vastupidavust redutseerivates happelistes keskkondades, samas kui 317L tugineb peamiselt kroomile ja molübdeenile ning on seetõttu piiratud vähem tugeva happekoormusega.

K: Kas kõrgem PREN selgitab jõudluse erinevust?
Ainult osaliselt. Nendel kahel materjalil on sarnased punktide tekitamise takistuse ekvivalentarvud; kõrge niklisisaldusega klassi eelis tuleneb peamiselt selle nikli- ja vasesisaldusest, mitte ainult PREN-ist.

K: Millal on 317L parem valik?
Keemilise töötlemise mahutite, avamere protsessitorustike ja tööstusjäätmete käitlemise puhul, kus kloriidid on mõõdukad ja happeline rünnak ei ole tõsine, pakub 317L usaldusväärset teenust palju madalamate kuludega.

K: Kas kummagi klassi jaoks on vaja keevitusjärgset kuumtöötlust?
Kumbki klass seda tavaliselt ei nõua. Mõlemad kasutavad vähese süsinikusisaldusega keemiat, et hoida keevisõmblus ja kuumusest mõjutatud tsoon teradevahelise korrosiooni suhtes vastupidavana.

K: Kas kõrgsulamist klassi saab asendada, kui 317L on ebaõnnestunud?
Sageli jah, eeldusel, et rikkerežiimiks on kloriidi täppide tekitamine, pragude rünnak või happekorrosiooni vähendamine ja töötemperatuur jääb materjali piiridesse.