Paduan 904L (UNS N08904): Molibdenum Super Austenitik 4,5%

Setiap insinyur pabrik telah menyaksikan pipa 316L gagal dalam tugas yang menurut lembar data seharusnya berhasil. Pembuatan lubang dimulai dari tempat pengelasan, atau di bawah paking, atau pada titik klorida yang tergenang, dan dalam satu musim saluran tersebut bocor. Respons standarnya adalah naik satu anak tangga - dan untuk sebagian besar tugas tersebut, anak tangga berikutnya yang benar bukanlah kadar molibdenum 6% dan bukan dupleks.

Ini adalah Paduan 904L, baja tahan karat super austenitik molibdenum 4,5% yang berada di antara keluarga 316 dan paduan 6Mo, dan membawa tugas asam sulfat, asam fosfat basah, dan air laut hangat yang mengalahkan austenitik standar.

Halaman ini mendokumentasikanPaduan 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- sifat kimia, sifat mekanik, selubung korosi, dan standar produksi yang berlaku untuk pipa dan pelat 904L.

Apa itu 904L, dan posisinya dalam keluarga baja tahan karat

Paduan 904Ladalah baja tahan karat-karbon,-paduan tinggi austenitik dengan kandungan kimia yang menempatkannya dalam kategori "super austenitik": sekitar 23-28% nikel, 19-23% kromium, 4-5% molibdenum, dan 1-2% tembaga.

Tembaga adalah elemen khasnya. Dalam kombinasi dengan molibdenum, tembaga memberikan 904L ketahanan yang luar biasa terhadap asam sulfat, karena tembaga menekan pelarutan aktif baja dalam media asam pereduksi.

Kandungan nikel yang tinggi - lebih dari dua kali lipat dari 316L - memberikan ketahanan paduan terhadap tegangan klorida-retak korosi yang tidak dimiliki oleh 316L. Hasilnya adalah grade tahan karat yang menangani selubung korosif yang luas tanpa harga paduan molibdenum 6% atau batasan fabrikasi grade dupleks.

Komposisi kimia menurut ASTM B677

Batas-analisis panas di bawah ini mengikuti ASTM B677 untuk pipa seamless 904L (spesifikasi ASTM B625 mencakup pelat, dan ASTM B673 mencakup pipa las). Nikel 23,0-28,0%, dan sisanya besi.

Tiga baris patut mendapat perhatian. Karbon maksimum sebesar 0,020% berarti paduan disuplai dalam kondisi-karbon rendah, sehingga tidak menyebabkan sensitisasi selama pengelasan dan zona yang terkena panas-menjaga ketahanan terhadap korosi tanpa larutan-anil setelah pengelasan - merupakan keuntungan yang menentukan dalam-perpipaan fabrikasi di lapangan.

Baris tembaga pada 1,0-2,0% adalah elemen yang menjadikan 904L unggul dalam asam sulfat, karena tembaga adalah peredam klasik laju korosi dalam lingkungan pereduksi asam. Barisan nikel pada 23,0-28,0% inilah yang mendorong ketahanan klorida SCC paduan tersebut jauh di atas keluarga 316: ketika kandungan nikel meningkat di atas sekitar 20%, matriks austenitik menjadi semakin kebal terhadap retak korosi akibat tegangan klorida.

Sifat mekanik

ASTM B677 memerlukan sifat tarik minimum berikut untuk pipa seamless 904L dalam kondisi larutan-anil, yang merupakan kondisi pengiriman standar:

904L adalah paduan austenitik, yang berarti paduan ini memiliki keunggulan austenitik: sepenuhnya non-magnetik, mempertahankan keuletan dan ketangguhan hingga suhu kriogenik, dan dapat dilas serta dibentuk dengan teknik tahan karat austenitik biasa. Kekuatan luluhnya sebanding dengan 316L, sehingga paduan tersebut tidak dibeli karena kekuatannya - melainkan dibeli karena ketahanan terhadap korosi, dan dinding desain ditentukan berdasarkan kelonggaran korosi dan ketahanan lubang, bukan berdasarkan perhitungan tekanan.

Sifat fisik

Massa jenis 904L adalah 8,0 g/cm³, dan kisaran lelehnya kira-kira 1300-1390 derajat. Paduan ini memiliki modulus elastisitas mendekati 185 GPa pada suhu kamar, sedikit lebih tinggi dari 316L karena peningkatan kandungan nikel dan molibdenum.

 

Konduktivitas termalnya agak lebih rendah daripada austenitik standar - sekitar 12,4 W/m·K pada 100 derajat - yang penting dalam desain penukar panas di mana dinding tabung berkontribusi terhadap resistensi perpindahan panas.

Selubung korosi: di mana 904L memenangkan pekerjaannya

Kasus komersial untuk 904L bertumpu pada tiga tugas korosi, dan masing-masing tugas tersebut merupakan mode kegagalan yang terdokumentasi dari keluarga 316:

Bagi pembeli, jalur praktisnya adalah ini: jika 316L telah gagal atau marginal dalam layanan asam sulfat atau fosfat, dalam tugas klorida hangat, atau dalam lingkungan yang sensitif terhadap SCC, 904L adalah langkah yang hemat biaya.

Ini memberikan sebagian besar manfaat korosi dari paduan molibdenum 6% dengan biaya tambahan paduan yang jauh lebih rendah, dan hal ini terjadi dalam struktur austenitik sepenuhnya yang dapat dilas dan dibentuk seperti baja tahan karat standar. Batasannya adalah air laut hangat yang terus-menerus: 904L berfungsi dengan baik tetapi bukan pilihan terbaik, dan insinyur desain harus meningkatkan kadar 6Mo atau paduan nikel untuk tugas tersebut.

Standar manufaktur dan bentuk produk

904L dipasok berdasarkan spesifikasi berikut, dipilih berdasarkan bentuk produk:

• Pipa mulus ASTM B677 / ASME SB-677 -
• pipa las ASTM B673 / ASME SB-673 -
• Pelat, lembaran, dan strip ASTM B625 / ASME SB-625 -
• Batang dan tempa ASTM B649 / ASME SB-649 -
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - Setara Eropa (1.4539)

Karena 904L adalah paduan austenitik sepenuhnya, rute pembuatannya mirip dengan 316L: pipa ditusuk atau digulung panas, kemudian larutan dianil dan didinginkan, dengan suhu anil biasanya berkisar antara 1090-1175 derajat.

Kandungan karbon yang rendah dipertahankan melalui peleburan, dan produk jadi dipasok dalam kondisi anil, asinan, dan pasif. Pipa seamless ASTM B677 tersedia dalam berbagai dimensi standar dan khusus, dan pelat per B625 disuplai dalam ketebalan mulai dari lembaran tipis hingga pelat berat untuk konstruksi kapal.

Aplikasi khas

Paduan 904Lditentukan dalam layanan berikut:

• Jalur produksi dan penanganan asam sulfat, termasuk sistem pengenceran dan penyimpanan
• Pabrik asam fosfat proses basah- - evaporator, jalur transfer, dan bagian dalam reaktor
• Sistem pendingin air laut dan penukar panas dimana 316L adalah marginal
• Pabrik proses kimia yang menangani campuran klorida dan asam pereduksi
• Pabrik pemutih pulp dan kertas
• Peralatan farmasi dan-bahan kimia yang kemurnian produknya mendorong pemilihan bahan

Dalam setiap layanan, spesifikasinya didorong oleh kegagalan yang terdokumentasi pada tingkat yang lebih rendah, dan 904L dipilih karena menutup kesenjangan tanpa penalti fabrikasi dupleks atau biaya 6Mo dan paduan nikel. Untuk konstruksi kapal dan tangki, pelat 904L merupakan spesifikasi standar untuk penyimpanan asam sulfat, dan untuk perpipaan, produk B677 yang mulus merupakan standar untuk jalur proses.

Pengelasan dan fabrikasi

Pengelasan 904L dengan praktik bengkel yang sama seperti 316L: GTAW dan GMAW dengan pengisi yang cocok, tidak memerlukan pemanasan awal, dan biasanya tidak memerlukan perlakuan panas-pengelasan karena kandungan karbon rendah mencegah sensitisasi.

Mencocokkan logam pengisi dengan AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (pengisi tipe 625) atau klasifikasi pengisi 904L tertentu biasanya digunakan untuk mencocokkan ketahanan korosi pada logam las, dan jika diperlukan aplikasi, las dibuat dengan pengisi berbasis nikel untuk menjamin ketahanan lubang pada sambungan.

Paduan ini sepenuhnya austenitik, sehingga sensitif terhadap retak panas jika pengelasan dilakukan dengan masukan panas berlebihan - praktik austenitik standar pada suhu interpass terkontrol dan masukan panas rendah berlaku. Pembentukan dingin dapat dilakukan dengan mudah menggunakan perkakas tahan karat standar, dan tingkat pengerasan-paduannya sedang.

Apa yang harus ditentukan pada pesanan

Untuk mendapatkan pengiriman 904L yang bersih, penyelidikan harus menyatakan hal berikut:

• Standar dan bentuk: "pipa mulus sesuai ASTM B677", "pelat sesuai ASTM B625", UNS N08904 / 1.4539
• Ukuran dalam sistem yang benar: NPS + jadwal untuk pipa, OD x dinding atau tebal x lebar x panjang pelat
• Kondisi: larutan dianil, diasamkan, dipasivasi
• Sertifikat: EN 10204 3.1, dengan PMI dan ujian yang diperlukan

Pertanyaan Umum

T: Apakah 904L merupakan baja tahan karat dupleks?
J: Tidak. 904L sepenuhnya austenitik dengan struktur kubik-berpusat-wajah, seperti 316L. Bahan ini mengandung nikel dan molibdenum yang lebih tinggi dibandingkan 316L, namun bukan kelas dupleks dan tidak memiliki struktur dua-fasa seperti 2205 atau 2507.

T: Untuk apa 904L digunakan?
J: Terutama untuk asam sulfat, asam fosfat proses basah, dan layanan klorida hangat di mana 316L gagal karena lubang, korosi celah, atau retak korosi akibat tegangan klorida. Hal ini biasa terjadi pada pabrik pupuk, penanganan asam, dan sistem pendingin air laut.

T: Apa PREN 904L itu?
A: Sekitar 34, dihitung dari 19-23% kromium, 4-5% molibdenum, dan hingga 0,10% nitrogen. Nilai ini jauh di atas 316L (sekitar 24) dan di bawah nilai 6Mo (sekitar 41-44).

T: Apakah 904L tahan terhadap tegangan klorida-retak korosi?
A: Ya, jauh lebih baik dari 316L. Kandungan nikel sebesar 23-28% menempatkan matriks austenitik di atas ambang batas kerentanan SCC untuk sebagian besar lingkungan klorida, meskipun matriks ini tidak kebal dalam kondisi yang paling parah.

T: Dapatkah 904L dilas tanpa perlakuan panas pasca-pengelasan?
J: Ya. Kandungan karbon maksimum sebesar 0,020% mencegah sensitisasi karbida di zona-yang terkena dampak panas, sehingga-sambungan las mempertahankan ketahanan terhadap korosi. Pengisi berbahan dasar pencocokan atau nikel digunakan untuk mencocokkan kinerja logam las.

T: Apa perbedaan antara 904L dan 254SMO?
J: 254SMO adalah kelas molibdenum 6% (UNS S31254) dengan ketahanan lubang lebih tinggi dan kekuatan lebih tinggi, ditujukan untuk air laut hangat dan klorida agresif. 904L (4-5% Mo) lebih murah dan unggul dalam tugas asam sulfat dan fosfat. Pilihan dibuat pada media: asam menunjuk ke 904L, air laut hangat menunjuk ke 6Mo.

Hubungi sekarang