อัลลอย 904L (UNS N08904): โมลิบดีนัมซูเปอร์ออสเทนนิติก 4.5%

วิศวกรโรงงานทุกคนเคยเฝ้าดูท่อ 316L ล้มเหลวในหน้าที่ที่เอกสารข้อมูลระบุว่าควรใช้งานได้ การเจาะเริ่มต้นที่รอยเชื่อม หรือใต้ปะเก็น หรือที่จุดคลอไรด์นิ่ง และภายในหนึ่งฤดูกาล เส้นจะรั่ว การตอบสนองมาตรฐานคือการเลื่อนขึ้นหนึ่งขั้น - และสำหรับส่วนแบ่งหน้าที่จำนวนมาก ขั้นถัดไปที่ถูกต้องไม่ใช่เกรดโมลิบดีนัม 6% และไม่ใช่ดูเพล็กซ์

มันคืออัลลอย 904L ซึ่งเป็นซูเปอร์ออสเทนนิติกสเตนเลสโมลิบดีนัม 4.5% ที่อยู่ระหว่างโลหะผสมตระกูล 316 และอัลลอยด์ 6Mo และประกอบด้วยกรดซัลฟิวริก กรดฟอสฟอริกเปียก และหน้าที่ของน้ำทะเลอุ่น ซึ่งเอาชนะออสเทนนิติกมาตรฐานได้

เอกสารหน้านี้ล้อแม็ก 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- เคมี สมบัติทางกล ขอบเขตการกัดกร่อน และมาตรฐานการผลิตที่ใช้กับท่อและแผ่น 904L

904L คืออะไร และอยู่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์สเตนเลสสตีล

ล้อแม็ก 904Lเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกโลหะผสมคาร์บอนต่ำ- สูง- ซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีจัดอยู่ในหมวดหมู่ "ซูเปอร์ออสเทนนิติก": นิกเกิลประมาณ 23-28%, โครเมียม 19-23%, โมลิบดีนัม 4-5% และทองแดง 1-2%

ทองแดงเป็นองค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์ เมื่อใช้ร่วมกับโมลิบดีนัม ทองแดงจะทำให้ 904L มีความต้านทานต่อกรดซัลฟิวริกอย่างผิดปกติ เนื่องจากทองแดงจะยับยั้งการละลายของเหล็กในการลดตัวกลางที่เป็นกรด

ปริมาณนิกเกิลสูง - มากกว่าสองเท่าของ 316L - ทำให้โลหะผสมมีความต้านทานต่อความเค้นคลอไรด์-การแตกร้าวจากการกัดกร่อนที่ 316L ไม่มี ผลลัพธ์ที่ได้คือเกรดสเตนเลสที่รับมือกับเปลือกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในวงกว้าง โดยไม่มีราคาของโลหะผสมโมลิบดีนัม 6% หรือข้อจำกัดในการผลิตเกรดดูเพล็กซ์

องค์ประกอบทางเคมีต่อ ASTM B677

ขีดจำกัดการวิเคราะห์ความร้อน-ด้านล่างเป็นไปตาม ASTM B677 สำหรับท่อไร้ตะเข็บ 904L (ข้อกำหนด ASTM B625 ครอบคลุมแผ่น และ ASTM B673 ครอบคลุมท่อเชื่อม) นิกเกิลคือ 23.0-28.0% และความสมดุลคือเหล็ก

สามแถวสมควรได้รับความสนใจ คาร์บอนสูงสุด 0.020% หมายความว่าโลหะผสมได้รับการจ่ายในสภาวะคาร์บอนต่ำ- ดังนั้นจึงไม่มีความไวในระหว่างการเชื่อม และโซนที่ได้รับผลกระทบความร้อน-จะรักษาความต้านทานการกัดกร่อนโดยไม่มีวิธีแก้ปัญหา-อบอ่อนหลังการเชื่อม - ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญใน-ท่อประดิษฐ์ภาคสนาม

แถวทองแดงที่ 1.0-2.0% เป็นองค์ประกอบที่ทำให้ 904L มีคุณสมบัติเหนือกว่ากรดซัลฟิวริก เนื่องจากทองแดงเป็นตัวลดอัตราการกัดกร่อนแบบดั้งเดิมในการลดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด แถวนิกเกิลที่ 23.0-28.0% เป็นสิ่งที่ผลักดันความต้านทานคลอไรด์ SCC ของโลหะผสมให้สูงกว่าตระกูล 316 อย่างมาก เนื่องจากปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้นสูงกว่าประมาณ 20% เมทริกซ์ออสเทนนิติกจะมีภูมิคุ้มกันมากขึ้นต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นของคลอไรด์

คุณสมบัติทางกล

ASTM B677 ต้องการคุณสมบัติแรงดึงขั้นต่ำต่อไปนี้สำหรับท่อไร้ตะเข็บ 904L ในสารละลาย-สภาวะอบอ่อน ซึ่งเป็นเงื่อนไขการส่งมอบมาตรฐาน:

904L เป็นโลหะผสมออสเทนนิติก ซึ่งหมายความว่ามีคุณสมบัติเดียวกับออสเทนนิติก กล่าวคือ ไม่เป็นแม่เหล็ก-โดยสมบูรณ์ ยังคงความเหนียวและความเหนียวจนถึงอุณหภูมิเย็นจัด และสามารถเชื่อมและขึ้นรูปได้ด้วยเทคนิคสเตนเลสออสเทนนิติกทั่วไป ความแข็งแรงของผลผลิตเทียบได้กับ 316L ดังนั้นจึงไม่ได้ซื้อโลหะผสมเพื่อความแข็งแรง - แต่ซื้อเพื่อต้านทานการกัดกร่อน และผนังออกแบบถูกกำหนดโดยค่าเผื่อการกัดกร่อนและความต้านทานแบบรูพรุน แทนที่จะคำนวณโดยแรงดัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาแน่นของ 904L คือ 8.0 g/cm³ และช่วงการหลอมละลายอยู่ที่ประมาณ 1300-1390 องศา โลหะผสมมีโมดูลัสความยืดหยุ่นใกล้ 185 GPa ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งสูงกว่า 316L เล็กน้อยเนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลและโมลิบดีนัมเพิ่มขึ้น

 

ค่าการนำความร้อนของมันค่อนข้างต่ำกว่าออสเทนนิติกมาตรฐาน - ประมาณ 12.4 W/m·K ที่ 100 องศา - ซึ่งมีความสำคัญในการออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อน-โดยที่ผนังท่อมีส่วนช่วยในการ-ต้านทานการถ่ายเทความร้อน

เปลือกป้องกันการกัดกร่อน: โดยที่ 904L ชนะงาน

กรณีเชิงพาณิชย์สำหรับ 904L ขึ้นอยู่กับหน้าที่การกัดกร่อนสามประการ และแต่ละกรณีเป็นโหมดความล้มเหลวที่ได้รับการบันทึกไว้ในตระกูล 316:

สำหรับผู้ซื้อ แนวทางปฏิบัติคือ: โดยที่ 316L ล้มเหลวหรือด้อยกว่าในการให้บริการของกรดซัลฟิวริกหรือฟอสฟอริก ในหน้าที่ของคลอไรด์อุ่น หรือในสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อนของ SCC -904L จะเป็นขั้นตอนที่คุ้มค่า-

ให้ประโยชน์ในการกัดกร่อนส่วนใหญ่ของโลหะผสมโมลิบดีนัม 6% โดยมีค่าเพิ่มของโลหะผสมที่ต่ำกว่ามาก และทำในโครงสร้างออสเตนิติกเต็มรูปแบบที่เชื่อมและมีรูปร่างเหมือนสเตนเลสมาตรฐาน ขอบเขตคือน้ำทะเลอุ่นต่อเนื่อง: 904L ทำงานได้แต่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด และวิศวกรออกแบบควรเพิ่มเป็นเกรด 6Mo หรือโลหะผสมนิกเกิลสำหรับหน้าที่นั้น

มาตรฐานการผลิตและรูปแบบผลิตภัณฑ์

904L ได้รับการจัดเตรียมตามข้อกำหนดต่อไปนี้ เลือกตามรูปแบบผลิตภัณฑ์:

• ASTM B677 / ASME SB-677 - ท่อไร้รอยต่อ
• ท่อเชื่อม ASTM B673 / ASME SB-673 -
• ASTM B625 / ASME SB-625 - แผ่น แผ่น และแถบ
• ASTM B649 / ASME SB-649 - บาร์และการตีขึ้นรูป
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - เทียบเท่ากับยุโรป (1.4539)

เนื่องจาก 904L เป็นโลหะผสมออสเทนนิติกโดยสมบูรณ์ เส้นทางการผลิตจึงเหมือนกับ 316L: ท่อถูกเจาะหรือรีดด้วยความร้อน จากนั้นจึงอบอ่อนและดับสารละลาย โดยอุณหภูมิอบอ่อนโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 1,090-1,175 องศา

ปริมาณคาร์บอนต่ำจะถูกคงไว้ผ่านการหลอม และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกจัดหาในสภาวะอบอ่อน ดอง และผ่านการพาสซีฟ ท่อไร้รอยต่อ ASTM B677 มีให้เลือกทั้งขนาดมาตรฐานและขนาดที่กำหนดเอง และแผ่นต่อ B625 มีความหนาตั้งแต่แผ่นบางไปจนถึงแผ่นหนักสำหรับการก่อสร้างเรือ

การใช้งานทั่วไป

ล้อแม็ก 904Lระบุไว้ในบริการดังต่อไปนี้:

• สายการผลิตและการจัดการกรดซัลฟิวริก รวมถึงระบบการเจือจางและการจัดเก็บ
• โรงงานกรดฟอสฟอริกที่เปียก-แปรรูป - เครื่องระเหย สายส่ง และภายในเครื่องปฏิกรณ์
• ระบบระบายความร้อนน้ำทะเลและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ 316L อยู่ในระดับเล็กน้อย
• โรงงานกระบวนการทางเคมีจัดการคลอไรด์ผสมและกรดรีดิวซ์
• โรงงานฟอกเยื่อและกระดาษ
• อุปกรณ์ทางเภสัชกรรมและสารเคมีละเอียด-ที่ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์เป็นตัวขับเคลื่อนการเลือกใช้วัสดุ

ในแต่ละบริการ ข้อมูลจำเพาะจะขับเคลื่อนโดยความล้มเหลวที่บันทึกไว้ของเกรดที่ต่ำกว่า และเลือก 904L เนื่องจากปิดช่องว่างโดยไม่มีบทลงโทษในการผลิตดูเพล็กซ์หรือต้นทุนของ 6Mo และโลหะผสมนิกเกิล สำหรับการก่อสร้างภาชนะและถัง เพลต 904L เป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับการจัดเก็บกรดซัลฟิวริก และสำหรับการวางท่อผลิตภัณฑ์ B677 ที่ไร้รอยต่อเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับสายการผลิต

การเชื่อมและการประดิษฐ์

การเชื่อม 904L แบบเดียวกับ 316L: GTAW และ GMAW ที่มีฟิลเลอร์ที่เข้ากัน ไม่จำเป็นต้องอุ่นก่อน และไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนหลังการเชื่อม- เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำป้องกันอาการแพ้

การจับคู่โลหะเติมกับ AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (ตัวเติมประเภท 625) หรือการจัดประเภทตัวเติม 904L เฉพาะนั้นมักใช้เพื่อให้ตรงกับความต้านทานการกัดกร่อนในโลหะเชื่อม และในกรณีที่ต้องมีการใช้งาน การเชื่อมจะทำด้วยตัวเติมที่มีนิกเกิลเพื่อรับประกันความต้านทานการเกิดรูพรุนของข้อต่อ

โลหะผสมเป็นออสเทนนิติกโดยสมบูรณ์ ดังนั้นจึงไวต่อการแตกร้าวที่ร้อนหากการเชื่อมทำด้วยความร้อนที่มากเกินไป - ใช้แนวทางปฏิบัติมาตรฐานออสเทนนิติกของอุณหภูมิระหว่างทางที่ถูกควบคุมและความร้อนต่ำ การขึ้นรูปเย็นทำได้ตรงไปตรงมาด้วยเครื่องมือสเตนเลสมาตรฐาน และอัตราการชุบแข็งของโลหะผสม-อยู่ในระดับปานกลาง

สิ่งที่ต้องระบุในการสั่งซื้อ

หากต้องการได้รับการส่งมอบ 904L ที่สะอาด การสอบถามควรระบุสิ่งต่อไปนี้:

• มาตรฐานและรูปแบบ: "ท่อไร้รอยต่อตามมาตรฐาน ASTM B677", "เพลทถึง ASTM B625", UNS N08904 / 1.4539
• ขนาดในระบบที่ถูกต้อง: NPS + ตารางท่อ, OD x ผนัง หรือ หนา x กว้าง x ยาว สำหรับเพลท
• เงื่อนไข: สารละลายอบอ่อน ดอง พาสซีฟ
• ใบรับรอง: EN 10204 3.1 พร้อม PMI และการสอบที่จำเป็น

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: 904L เป็นสแตนเลสดูเพล็กซ์หรือไม่
ตอบ: ไม่ใช่. 904L เป็นออสเทนนิติกโดยสมบูรณ์โดยมีโครงสร้างลูกบาศก์ใบหน้า-อยู่ตรงกลาง- เช่น 316L มีนิกเกิลและโมลิบดีนัมสูงกว่า 316L แต่ไม่ใช่เกรดดูเพล็กซ์และไม่มีโครงสร้างเฟสสอง-ของ 2205 หรือ 2507

ถาม: 904L ใช้ทำอะไร?
ตอบ: โดยหลักแล้วสำหรับกรดซัลฟิวริก กรดฟอสฟอริกในกระบวนการผลิต-แบบเปียก และการบริการคลอไรด์อุ่น โดยที่ 316L ล้มเหลวเนื่องจากการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก หรือความเครียดจากการกัดกร่อนของคลอไรด์- เป็นเรื่องปกติในโรงปุ๋ย การจัดการกรด และระบบระบายความร้อนของน้ำทะเล

ถาม: PREN ของ 904L คืออะไร
ตอบ: ประมาณ 34 คำนวณจากโครเมียม 19-23% โมลิบดีนัม 4-5% และไนโตรเจนสูงถึง 0.10% ซึ่งอยู่สูงกว่า 316L (ประมาณ 24) และต่ำกว่าเกรด 6Mo (ประมาณ 41-44)

ถาม: 904L ทนต่อความเครียดจากคลอไรด์-การแตกร้าวจากการกัดกร่อนหรือไม่
ตอบ: ใช่ ดีกว่า 316L มาก ปริมาณนิกเกิล 23-28% ทำให้เมทริกซ์ออสเทนนิติกอยู่เหนือเกณฑ์ความไวต่อ SCC สำหรับสภาพแวดล้อมคลอไรด์ส่วนใหญ่ แม้ว่าจะไม่ภูมิคุ้มกันในสภาวะที่รุนแรงที่สุดก็ตาม

ถาม: สามารถเชื่อม 904L โดยไม่ต้องใช้ความร้อนหลังการเชื่อม-ได้หรือไม่
ก. ใช่. ปริมาณคาร์บอนสูงสุด 0.020% ช่วยป้องกันอาการแพ้คาร์ไบด์ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน- ดังนั้นข้อต่อที่-เชื่อมจึงยังคงต้านทานการกัดกร่อนได้ การจับคู่หรือฟิลเลอร์ที่มีนิกเกิล-ใช้เพื่อจับคู่-ประสิทธิภาพของโลหะเชื่อม

ถาม: 904L และ 254SMO แตกต่างกันอย่างไร
ตอบ: 254SMO เป็นเกรดโมลิบดีนัม 6% (UNS S31254) ที่มีความต้านทานการเกิดรูพรุนสูงกว่าและมีความแข็งแรงสูงกว่า ออกแบบมาสำหรับน้ำทะเลอุ่นและคลอไรด์ที่มีฤทธิ์รุนแรง. 904L (4-5% Mo) มีราคาถูกกว่าและเหนือกว่าในหน้าที่ของกรดซัลฟิวริกและกรดฟอสฟอริก ทางเลือกนี้ทำบนตัวกลาง: กรดชี้ไปที่ 904L, น้ำทะเลอุ่นชี้ไปที่ 6Mo

ติดต่อได้เลย