Jos olet joskus tilannut ruostumatonta terästä hitsattuihin säiliöön, paineastiaan tai kemikaaliputkistojärjestelmään, olet kohdannut kysymyksen: "304 vai 304L?" Hintaero näyttää paperilla pieneltä - ehkä 200 dollaria 5 000 dollarin tilauksessa. Myyjä saattaa sanoa: "Ne ovat periaatteessa samat." Mutta tämä 200 dollarin päätös määrää, ovatko hitsit edelleen rakenteellisesti ehjiä viiden vuoden kuluttua - vai onko rakeiden välinen korroosio syönyt läpi jokaisen hitsausliitoksen lämpö{10}}vyöhykkeen ja muuttaa paineastian tikittäväksi aikapommiksi.

Koko ero 304:n ja 304L:n välillä laskeutuu yhteen numeroon: hiilipitoisuus. 304 sallii jopa 0,08 % hiiltä. 304L - "L" tarkoittaa "Low Carbon" - caps hiiltä 0,03 %. Tuo 0,05 % ero on näkymätön paljaalla silmällä, ei havaitse magneettilla, eikä sillä ole merkitystä vetolujuuden kannalta. Mutta hitsauksen aikana - minuutteina, jolloin teräs jäähtyy 1 500 astetta 400 asteeseen -, 0,05 % ylimääräistä hiiltä 304:ssä saostuu kromikarbideina raerajoilla, kuluttaen ympäröivää metallia kromista ja luoden mikroskooppisia reittejä korroosiolle. Tätä ilmiötä kutsutaan herkistymiseksi, ja tuloksena oleva vikatila - rakeiden välinen korroosio eli "hitsauksen hajoaminen" - on aiheuttanut enemmän ruostumattomasta teräksestä valmistettujen laitteiden vikoja kuin kaikki muut korroosiomekanismit yhteensä.
Päätössääntö on yksinkertainen: jos hitsaat, valitse 304L. 3-8 %:n kustannuslisä 304L:lle on vähäpätöinen verrattuna yksittäisen hitsausvian kustannuksiin. Jos et esimerkiksi hitsaa -, kylmämuovattujen metallilevyosien, kiinnikkeiden tai hehkutetun tankomateriaalin määrittäminen koneistukseen - 304 on teknisesti riittävää ja hieman halvempaa. Mutta nykyaikaisissa toimitusketjuissa kaksoissertifioidusta{13}304/304L-materiaalista on tullut niin yleistä, että hintapalkkio on käytännössä kadonnut useimmista vakiotuotemuodoista. Jos olet epävarma, valitse kaksois-sertifioitu 304/304L -, niin saat 304L:n vähähiilisen takuun ilman lisämaksua.
Kemiallinen koostumus - 0,05 %, joka muuttaa kaiken
304 ja 304L jakavat saman peruskemian - 18-20% kromia ja 8-10,5% nikkeliä - ja eroavat vain suurimman sallitun hiilipitoisuuden suhteen: 304 sallii jopa 0,08% hiiltä, kun taas 304L rajoittaa sen 0,03%. Tällä yhden elementin erolla ei ole mitattavissa olevaa vaikutusta mekaanisiin ominaisuuksiin huoneenlämpötilassa, mutta se on ratkaiseva tekijä hitsin korroosionkestävyydessä.
Sekä 304 että 304L kuuluvat 300--sarjan austeniittisten ruostumattomien terästen perheeseen. Ne ovat ei--magneettisia hehkutetussa tilassa, niillä on erinomainen muovattavuus ja hitsattavuus, ja ne tarjoavat hyvän yleisen korroosionkestävyyden ilmakehän, vesipitoisissa ja lievästi happamissa ympäristöissä. Lempinimi "18-8" viittaa niiden noin 18 %:n kromi-+ 8 % nikkelikoostumukseen – kaava, joka on tehnyt 304:stä maapallon laajimmin käytetyn ruostumattoman teräksen laadun, joka vastaa yli 50 % maailmanlaajuisesta ruostumattoman teräksen tuotannosta.
|
Elementti |
304 (UNS S30400) |
304L (UNS S30403) |
Miksi sillä on merkitystä |
|
Hiili (C) |
0,08 % max |
0,03 % max |
Kriittinen ero - määrittää herkistymisriskin hitsauksen aikana |
|
Kromi (Cr) |
18.0–20.0% |
18.0–20.0% |
Identtinen - tarjoaa passiivisen oksidikalvon korroosionkestävyyttä varten |
|
Nikkeli (Ni) |
8.0–10.5% |
8.0–11.0% |
Lähes -identtinen - stabiloi austeniittista (FCC) rakennetta; 304L sallii hieman enemmän Ni:tä kompensoimaan alhaisempaa C:tä |
|
Mangaani (Mn) |
2,0 % max |
2,0 % max |
Identtinen - hapettumisenestoaine teräksen valmistuksen aikana |
|
Pii (Si) |
0,75 % max |
0,75 % max |
Identtinen - jäännöshapetusaine |
|
Fosfori (P) |
0,045 % max |
0,045 % max |
Identtinen --epäpuhtaus; korkeampi P vähentää taipuisuutta |
|
rikki (S) |
0,030 % max |
0,030 % max |
Identtinen --epäpuhtaus; korkeampi S parantaa työstettävyyttä, mutta heikentää hitsattavuutta |
|
Typpi (N) |
0,10 % max |
0,10 % max |
Identtinen - jäännös; lisää voimaa hieman |
|
rauta (Fe) |
Saldo |
Saldo |
Identtinen - noin 67-73 % |
Miksi 0,05 % hiilellä on niin paljon väliä? - Herkistysmekanismi
Kun304 ruostumatonta terästäkuumennetaan 425-870 asteeseen - lämpötila-alue, joka saavutetaan lämpö-vaikutusvyöhykkeellä (HAZ) hitsin vieressä - metallimatriisiin liuenneet hiiliatomit muuttuvat liikkuviksi ja kulkeutuvat raerajoille, missä ne reagoivat kromin kanssa muodostaen kromikarbiinia (Cpitrium carbide)₆₆₃. Jokainen kromikarbidihiukkanen kuluttaa noin 16 kromiatomia jokaista 6 hiiliatomia kohden, mikä kuluttaa viereisen kromin raeraja-alueen alle 12 %:n kynnyksen, joka tarvitaan passiivisen oksidikalvon ylläpitämiseen. Tuloksena: mikroskooppinen kromi{10}}tyhjentynyt vyöhyke jokaisella raerajalla, joka syövyttää ensisijaisesti joutuessaan alttiiksi elektrolyytille – vikatila, joka tunnetaan nimellä rakeiden välinen korroosio (IGC) tai "hitsauksen hajoaminen".
Ymmärtääksesi, miksi 0,05 % hiiltä tekee eron korroosionkestävyyden ja korroosion epäonnistumisen välillä, ajattele hiiliatomeja "kromivarkaina". 304:ssä, jossa on jopa 0,08 % hiiltä, teräksessä on tarpeeksi hiiliatomeja varastamaan kromia noin 1,3 %:sta kromin kokonaispitoisuudesta karbidien muodostuessa. Tämä laskee raerajakromitason alle 12 % - kriittisen passiivikalvon kynnyksen. 304 litrassa, jossa on vain 0,03 % hiiltä, kromin määrä, joka voidaan "varastaa" on alle 0,5 % kromin kokonaismäärästä - ei riitä pudottamaan mitään raerajaa alle 12 %:n kynnyksen. Hitsatun 304L:n raerajat säilyttävät täyden korroosionkestävyytensä jopa ilman jälki{16}}hitsauksen lämpökäsittelyä.
Herkistyslämpötila-alue 425-870 astetta (800-1 600 astetta F) on erittäin tärkeä, koska tämä on juuri se lämpötila-alue, jonka lämpö-hitsauksen vaikutusalue kulkee jäähdytyksen aikana. Tyypillinen GTAW (TIG) -hitsaus 3 mm:n paksuiselle 304-levylle pitää HAZ:n herkistymisalueella noin 30-60 sekuntia – tarpeeksi kauan, jotta kovametallisaostuminen alkaa vuonna 304, mutta ei tarpeeksi kauan aiheuttamaan mitattavaa herkistymistä 304 litrassa. Paksuissa osissa (10 mm+) hitaampi jäähdytysnopeus pidentää herkistysalueen aikaa useisiin minuutteihin, mikä tekee 304L:stä välttämättömän.
Kaksois-sertifioitu 304/304L - Moderni standardi
Käytännössä suurin osa nykyään valmistetuista ruostumattomista teräksistä - erityisesti litteistä-valssatuista tuotteista (levyt, levyt, kelat) ja putkimaiset tuotteet (putki, putki) - on kaksois-sertifioitu täyttämään sekä 304- että 304L-kemian. Tämä tarkoittaa, että materiaalissa on hiiltä enintään 0,03 % (täyttää 304L), kromia 18,0-20,0 % ja nikkeliä 8,0-10,5 % (täyttää molemmat). Kaksoissertifioitu{16}}materiaali eliminoi valinnan tarpeen – saat automaattisesti 304 litran hitsattavuuden hintaan 304. Kysy aina toimittajaltasi, onko materiaali kaksoissertifioitu; jos on, 304 vs 304L -keskustelu on ratkaistu.
Kaksoissertifiointi yleistyi, koska nykyaikainen argon{0}}happihiilenpoisto (AOD), joka tuottaa yli 95 prosenttia maailman ruostumattomasta teräksestä, saavuttaa luonnollisesti alle 0,03 prosentin hiilipitoisuuden ilman merkittäviä lisäkustannuksia. AOD-prosessi ruiskuttaa argonin ja hapen seosta sulaan teräkseen poistamaan hiiltä -, ja on helpompaa ja halvempaa poistaa hiili 0,02-0,03 %:iin kuin pysäyttää tarkasti 0,08 %:iin. Tämä tarkoittaa, että nykyaikaiselle teräksenvalmistajalle 304 litran kemian tuottaminen on itse asiassa oletusarvo - ja 304:n tuottaminen korkeammalla hiilellä vaatii tarkoituksellisesti hiilen lisäämistä takaisin sulatteeseen. Tästä syystä kaksoissertifioidusta 304/304L:stä on tullut pikemminkin alan normi kuin poikkeus.
[Lähde] ASTM A240/A240M - Standardivaatimukset kromille ja kromille-nikkeliruostumaton teräslevy, -levy ja -nauha. ASTM A312/A312M - Vakiovaatimukset saumattomille, hitsatuille ja voimakkaasti kylmämuistetuille austeniittisille ruostumattomille teräsputkille.
Mekaaniset ominaisuudet - Ovatko 304 ja 304L samaa lujuutta?
Huoneenlämpötilassa hehkutetussa tilassa 304:llä ja 304L:llä on olennaisesti identtiset vetoominaisuudet. Molemmat lajikkeet täyttävät samat ASTM A240 -minimivaatimukset: vetolujuus suurempi tai yhtä suuri kuin 515 MPa (75 ksi), myötöraja suurempi tai yhtä suuri kuin 205 MPa (30 ksi) ja venymä suurempi tai yhtä suuri kuin 40%. Kaikki lujuuserot kahden kappaleen 304 ja 304 L välillä johtuvat raekoosta, kylmätyöstöhistoriasta ja hehkutuskäytännöstä - ei hiilipitoisuuden erosta.

|
Omaisuus |
304 (hehkutettu) |
304L (hehkutettu) |
Ero |
|
Vetolujuus (min) |
515 MPa (75 ksi) |
515 MPa (75 ksi) |
Ei mitään - identtinen minimi |
|
Vetolujuus (tyypillinen) |
585-620 MPa |
570-605 MPa |
1-2 % pienempi 304 litralle (merkityksellinen) |
|
Saantovoima 0,2 % (min) |
205 MPa (30 ksi) |
205 MPa (30 ksi) |
Ei mitään - identtinen minimi |
|
Sadonvoimakkuus 0,2 % (tyypillinen) |
250-290 MPa |
240-280 MPa |
3–5 % pienempi 304 litralle (merkityksellinen) |
|
Venymä 50 mm (min) |
40% |
40% |
Ei mitään - identtinen minimi |
|
Kovuus (max) |
201 HBW / 92 HRB |
201 HBW / 92 HRB |
Ei mitään - identtinen enimmäismäärä |
|
Elastisuusmoduuli |
193 GPa |
193 GPa |
Identtinen |
|
Tiheys |
8,00 g/cm³ |
8,00 g/cm³ |
Identtinen |
Korkean-lämpötilan lujuus: hienovarainen ero korkeissa lämpötiloissa
Noin 425 asteen (800 astetta F) yläpuolella 304 säilyttää hieman vahvemman lujuuden kuin 304L, koska korkeampi hiilipitoisuus tarjoaa pienen sademäärän -vahvistavan vaikutuksen hienoista karbididispersioista. Tähän etuun liittyy kuitenkin vakava vaihto-: samoissa lämpötiloissa 304 on alttiina herkistymiselle, jos se on aiemmin hitsattu. Korkeissa-lämpötiloissa yli 425 asteen sovelluksissa, joissa vaaditaan hitsausta, harkitse 304H:ta (0,04-0,10 % C, UNS S30409) -, joka yhdistää korkeamman hiilen lujuus korkeassa lämpötilassa ja kontrolloitua raekokoa virumiskestoa varten ASME Boiler Code -vaatimusten mukaisesti.
ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II, Part D tarjoaa sallitut jännitysarvot molemmille luokille korotetuissa lämpötiloissa. 500 astetta (932 astetta F) 304:n sallittu jännitys on noin 102 MPa vs. 94 MPa 304L:lle - ero on noin 8 %. 600 asteessa (1 112 astetta F) ero kapenee noin 5 prosenttiin. Useimmissa alle 400 asteen teollisissa sovelluksissa -, jotka sisältävät suurimman osan kemiallisesta prosessoinnista, elintarvike- ja juomateollisuudesta, lääketeollisuudesta, vedenkäsittelystä ja arkkitehtonisista sovelluksista - tällä korkealla-lämpötilalujuuserolla ei ole merkitystä, ja 304 litran korroosionetu on suurempi kuin teoreettinen lujuushyöty 304:stä.
[Lähde] ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section II, Part D - Properties (Metric), 2023 Edition. ASTM A240/A240M sallitut jännitysarvot.
Hitsauksen suorituskyky - 304 vs 304L -päätöksen ydin
Hitsin rappeutuminen (rakeiden välinen korroosio lämpö{0}}vaikutusvyöhykkeellä) tapahtuu neljässä vaiheessa: (1) hitsin vieressä oleva perusmetalli kuumennetaan 425-870 asteeseen; (2) hiiliatomit diffundoituvat raerajoille ja reagoivat kromin kanssa muodostaen kromikarbideja; (3) karbidien vieressä oleva raeraja-alue on tyhjentynyt kromista alle 12 %; (4) joutuessaan alttiiksi syövyttävälle ympäristölle - jopa miedot hapot tai kosteus - kromi-tyhjennetyt raeraajat syöpyvät ensisijaisesti ja metalli kirjaimellisesti hajoaa raerajoja pitkin. 304L:ssä vaihe 2 ei koskaan saavuta kriittistä kynnystä, koska hiiltä ei ole tarpeeksi muodostamaan jatkuvaa raerajakarbidien verkostoa.
Voit visualisoida tämän prosessin kuvittelemalla tiiliseinän. Ruostumattoman teräksen rakeet ovat tiilet - vahvoja, korroosionkestäviä- ja yksitellen ehjiä. Raerajat ovat laasti tiilien välissä. Hitsaamattomassa 304:ssä tai hitsatussa 304L:ssä laasti on yhtä vahvaa kuin tiilet. Mutta hitsatussa 304:ssä herkistyminen liuottaa kromin pois laastista ja muuttaa sen hiekkaksi. Seinä näyttää edelleen seinältä - tiilet ovat edelleen olemassa, geometria on muuttumaton -, mutta kevyt työntö (syövyttävä ympäristö) saa tiilet hajoamaan, koska laasti, joka piti ne yhdessä, on poissa. Tästä syystä hitsin rappeutuminen on niin salakavala: komponentti näyttää normaalilta, kunnes se epäonnistuu yhtäkkiä.
Hitsaus 304 vs 304L - Käytännön säännöt
Sääntö KAIKKI hitsaukselle: Käytä 308L-täytemetallia (ER308L TIG:lle, E308L sauvalle), riippumatta siitä, hitsaatko 304-304, 304L-304L vai 304-304L. Vähähiilinen{10}}täyteaine varmistaa, että hitsausmetalli kestää herkistymistä. Vaikka perusmetalli on standardi 304, kerrostetun hitsimetallin korroosionkestävyys on304L terästä.
|
Base Metal |
Täyte Metalli |
Hitsattavuus |
Herkistymisriski |
PWHT vaaditaan? |
|
304-304 |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Erinomainen |
KORKEA - HAZ herkistää |
KYLLÄ - liuoshehkutus 1 040-1 150 astetta + vesisammutus |
|
304L - 304L |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Erinomainen |
LOW - HAZ vastustaa herkistymistä |
EI - ei vaadita korroosionkestävyyteen |
|
304-304L |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Erinomainen |
KOHTAINEN - 304-puolen HAZ voi herkistää |
Suositellaan, jos 304-puoli altistuu syövyttävälle materiaalille |
|
304/304L dual{2}}sertifioitu samaan |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Erinomainen |
ALHAINEN - hiili Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,03 % |
EI - ei vaadita |
Jälki-hitsauksen lämpökäsittely - Kun 304 vaatii sitä ja 304L ei
Käytännön perustavanlaatuinen ero 304:n ja 304L:n välillä on tämä: hitsattu 304-komponentti, joka näkee syövyttävän toiminnan, TÄYTYY olla ratkaisu-hehkutettuna hitsauksen jälkeen kromikarbidien uudelleen-liuottamiseksi ja korroosionkestävyyden palauttamiseksi. Liuoshehkutus vaatii koko komponentin kuumentamisen 1 040-1 150 asteeseen (1 900-2 100 asteeseen F) ja sitten nopean sammutuksen vedessä -, mikä on kallis, energia-intensiivinen ja usein fyysisesti mahdoton suurille valmistetuille rakenteille (säiliöille, painealtaille). Hitsattu 304L-komponentti saavuttaa saman korroosionkestävyyden kuin-hitsatussa tilassa – hitsauksen jälkeistä lämpökäsittelyä ei tarvita.
Tämä on taloudellinen argumentti 304 litralle yhdellä lauseella: suuren hitsatun valmistuksen liuoshehkutuksen hinta (2 000 $-10 000 uunikierrosta ja vääristymisriski) on 10-50 kertaa palkkio 304 litran käytöstä 304:n sijaan (200-500 dollaria tyypillisessä projektissa). Kun PWHT on mahdotonta - asennettujen putkien kenttähitsauksissa, suurissa varastosäiliöissä, olemassa olevien laitteiden korjauksissa - 304L ei ole vain suositeltava; sitä vaaditaan.
Hitsausparametrit 304 ja 304L
|
Parametri |
304 |
304L |
Huomautuksia |
|
Suositeltu prosessi |
GTAW, GMAW, SMAW, SAW, FCAW |
GTAW, GMAW, SMAW, SAW, FCAW |
Identtiset - kaikki yleiset kaarihitsausprosessit hyväksyttäviä |
|
Täytemetalli (AWS) |
ER308L / E308L (vähähiilisen{2}}täyteaineen suositeltava) |
ER308L / E308L |
Käytä vähähiilistä{0}}täyteainetta KAIKKI 304-perheen hitsaukseen |
|
Suojakaasu (GTAW) |
100 % Ar tai Ar + 2-5 % H2 |
100 % Ar tai Ar + 2-5 % H2 |
Identtinen |
|
Esilämmitä |
Ei vaadita (ympäristö 50 asteeseen) |
Ei vaadita (ympäristö 50 asteeseen) |
Identtinen - austeniittinen SS ei vaadi esilämmitystä |
|
Max välilämpö |
175 astetta (350 astetta F) |
175 astetta (350 astetta F) |
Identtiset - korkeammat lämpötilat lisäävät herkistymisriskiä molemmilla luokilla |
|
Lämmönsyöttöalue |
0,5–2,5 kJ/mm (tyypillinen) |
0,5–2,5 kJ/mm (tyypillinen) |
Identtinen - pienempi lämmöntuotto vähentää HAZ-leveyttä ja jäähdytysaikaa |
|
Jälki-hitsaus |
Peittauspasta tai teräsharja + passivointi |
Peittauspasta tai teräsharja + passivointi |
Identtinen - poista lämpösävy palauttaaksesi passiivisen kerroksen |
|
PWHT (Solution Anneal) |
PAKOLLINEN korroosiohuoltoon |
EI vaadita |
taloudellinen ja käytännön ero |
[Lähde] AWS A5.9/A5.9M - Paljaan ruostumattoman teräksen hitsauselektrodien ja -tankojen erittely. AWS D1.6/D1.6M - Rakennehitsauskoodi - ruostumaton teräs.
Korroosionkestävyys - Missä alhainen-hiilietu tulee näkyviin
Intergranular corrosion (IGC) is the primary corrosion mechanism that differentiates 304 from 304L. In the unwelded, annealed condition, both grades have identical general corrosion resistance to atmospheric exposure, fresh water, mild chemicals, and food products. But after welding, 304 becomes susceptible to IGC in even mildly corrosive environments - including tap water, rainwater, and humid air - because the chromium-depleted grain boundaries in the HAZ are anodic to the surrounding grains, creating microscopic galvanic cells. 304L after welding remains resistant to IGC because its grain boundaries retain >12% kromia.

Rakeiden välinen korroosio on erityisen vaarallista, koska sitä on vaikea havaita silmämääräisesti. Herkistynyt 304-hitsaus näyttää normaalilta pinnalla - se voi jopa läpäistä väriaineen tunkeutumistestin, koska pinta on jatkuva. Mutta joutuessaan alttiiksi johtavalle nesteelle - jopa lievästi hapan prosessivesi - raeraajat liukenevat ja metalli menettää lujuuden menettämättä leikkauspaksuutta. Herkistetty 304-putki, joka on hydrotestattu 1,5-kertaiseen suunnittelupaineeseen päivänä 1, voi epäonnistua 0,3-kertaisella suunnittelupaineella kuuden kuukauden käytön jälkeen, koska rakeiden välinen korroosio on muuttanut jatkuvan metallin löyhästi yhteenliittyneiksi rakeiksi, joiden välillä ei ole sidoslujuutta.
Korroosionkestävyys ympäristön mukaan - 304 vs 304L hitsauksen jälkeen
|
Ympäristö |
304 (hitsaamaton) |
304L (hitsaamaton) |
304 (hitsattu, ei PWHT) |
304L (hitsattu, ei PWHT) |
Voittaja hitsauspalvelusta |
|
Tunnelmallinen (sisätiloissa) |
Erinomainen |
Erinomainen |
Hyvä - IGC-riski on pieni kuivassa ilmassa |
Erinomainen |
Joko (pieni riski) |
|
Tunnelma (ulkona, sade) |
Erinomainen |
Erinomainen |
HUONO - sadevesi johtaa tarpeeksi IGC:hen kuukausien ajan |
Erinomainen |
304L |
|
Makea vesi (hana, joki) |
Erinomainen |
Erinomainen |
HEIKKO - liuenneet mineraalit nopeuttavat IGC:tä |
Erinomainen |
304L |
|
Merivesi / murtovesi |
Kohtuullinen - pitting-riski Cl⁻:lta |
Kohtuullinen - pitting-riski Cl⁻:lta |
EI SUOSITELTU - IGC + pitting |
Kohtuullinen - IGC-kestävä; kuoppia jäännöksiä |
Ei kumpaakaan (käytä 316L Cl⁻:lle) |
|
Laimeat orgaaniset hapot (ruoka) |
Erinomainen |
Erinomainen |
Kohtalainen - etikka/sitruunahappo hyökkää herkistyneitä rajoja vastaan |
Erinomainen |
304L |
|
Typpihappo (HNO3,<50%, <50°C) |
Erinomainen |
Erinomainen |
HUONO - HNO₃ on standardi IGC-herkkyystesti (Huey-testi) |
Erinomainen |
304L |
|
Fosforihappo (H3PO4, laimennettu) |
Erinomainen |
Erinomainen |
HEIKKO - hyökkää herkistettyihin HAZ-hyökkäyksiin |
Erinomainen |
304L |
|
Kaustinen (NaOH,<50%, <100°C) |
Hyvä |
Hyvä |
Hyvä - syövyttävä SCC-riski, mutta pienempi IGC-herkkyys |
Hyvä |
Joko (emävinen SCC on rajoittava tekijä) |
|
Kemiallisen tehtaan ilmapiiri |
Hyvä |
Hyvä |
HUUHOT - happamat höyryt + kosteus=nopea IGC |
Erinomainen |
304L |
Rakeiden välisen korroosioherkkyyden standarditestit
Käytetään kolmea standardoitua testiä sen varmistamiseksi, että 304L (tai mikä tahansa vähähiilinen ruostumaton teräs) kestää rakeiden välistä korroosiota hitsauksen jälkeen: ASTM A262 Practice A (oksaalihappoetsaustesti - nopea seulonta, 15 minuuttia), harjoitus C (typpihappo / värisävy} ylimääräinen painon menetys {{5} 48-tunnin kiehumisjaksot) ja käytäntö E (kupari-kuparisulfaatti-rikkihappo / Strauss-testi - taivutustesti 15-tunnin kiehumisen jälkeen). 304L hitsatussa tilassa läpäisee kaikki kolme; 304 hitsatussa tilassa epäonnistuu kaikissa kolmessa – tarjoten kvantitatiivisia, standardeihin perustuvia todisteita laatujen välisestä kriittisestä erosta.
Huey-testi (ASTM A262 Practice C) on ankarin ja kvantitatiivisin näistä kolmesta. Hitsattu 304-näyte, jota on keitetty 65-prosenttisessa typpihapossa viiden 48{7}}tunnin jakson ajan, häviää tyypillisesti 0,5-5,0 mm/vuosi (20-200 mailia vuodessa) HAZ:ssa - korroosionopeuden 10{0} kertaa suurempi kuin ympäröivän perusmetallin. Samalla tavalla hitsattu 304L näyte, joka on testattu identtisissä olosuhteissa, menettää alle 0,05 mm/vuosi (2 mil/vuosi) - lähestyy testin havaitsemisrajaa. Tämä miljoonankertainen ero raerajakorroosionopeudessa on tekninen todiste yksinkertaisen säännön takana: "hitsaa=käytä L-laatua."
Sovellusopas - Milloin valita 304 vs 304L
|
Sovellus |
Tarvitaanko hitsaus? |
Syövyttävä palvelu? |
PWHT mahdollista? |
Suositeltu arvosana |
Syy |
|
Paineastia (ASME VIII) |
Kyllä |
Vaihtelee |
Kyllä, mutta kallis |
304L (kaksois-sertifioitu) |
PWHT:n välttäminen + ASME:n etusija L-luokalle hitsatussa rakenteessa |
|
Chemical storage tank (>5,000 L) |
Kyllä - myymälän valmistus |
Kyllä - kemikaalia tallennettu |
Ei - liian suuri |
304L |
Kenttä PWHT mahdoton; IGC aiheuttaisi katastrofaalisen epäonnistumisen |
|
Elintarvikkeiden jalostuslaitteet |
Kyllä - saniteettihitsaukset |
Kyllä - ruokahapot + puhdistuskemikaalit |
Kyllä, mutta epäkäytännöllistä |
304L |
Saniteettihitsien tulee olla sileäksi hiottu ja passivoida; 304L estää HAZ-korroosion kerrostuman alla |
|
Arkkitehtoninen / koristeellinen (ei hitsausta) |
Ei |
Ei (sisätiloissa tai lievä ulkona) |
N/A |
304 |
Ei hitsausta=ei herkistymisvaaraa; 304 on 3-5 % halvempi (jos ei ole kaksoissertifioitua) |
|
Kiinnikkeet (pultit, mutterit, aluslevyt) |
Ei |
Yleensä ei |
N/A |
304 |
Kylmäpäisiä{0}}kiinnittimiä ei hitsata; 304 tarjoaa riittävän korroosionkestävyyden |
|
Putkikelat kemiantehtaille |
Kyllä - laaja myymälähitsaus |
Kyllä - prosessikemikaalit |
Mahdollista mutta kallista |
304L (kaksois-sertifioitu) |
Useita hitsejä per kela; PWHT aiheuttaisi vääristymiä; 304L välttää kaiken PWHT:n |
|
Lämmönvaihtimen putket |
Kyllä - putki-putkeen-hitsataan |
Kyllä - jäähdytysvesi tai prosessineste |
Ei - epäkäytännöllistä putkinipuille |
304L |
Putken-putken-hitsaukset ovat kriittisiä ja vaikeita korjata; PWHT ei ole mahdollista rullauksen jälkeen |
|
Panimo/meijeriputket |
Kyllä - orbitaali-TIG-hitsaus |
Kyllä - CIP-liuokset (happo + emäs) |
Ei |
304L |
Orbitaalisia hitsejä ei voida lämpö{0}}käsitellä erikseen. CIP-kemikaalit hyökkäävät herkistyneeseen HAZ:iin |
|
Pakokaasu / savupiipun vuoraus (kuiva, ei hitsausta) |
Ei |
Ei (kuivia kaasuja) |
N/A |
304 |
Ei hitsausta, ei nestemäistä elektrolyyttiä=ei IGC-riskiä |
|
Kenttä-hitsattu korjaus olemassa olevaan 304-putkeen |
Kyllä |
Riippuu palvelusta |
Ei - kenttäehtoja |
304L täyteaine + perusmetalli |
Käytä 304L täyteainetta kaikkiin kenttäkorjauksiin; jos vaihdat putkiosia, käytä 304L |
Viisi sääntöä 304-304L:n valinnassa
Sääntö 1Hitsataanko komponentti? - Jos KYLLÄ, käytä 304L tai kaksois-sertifioitu 304/304L. Tämä yksittäinen kysymys ratkaisee yli 80 % 304 vs 304L -päätöksistä. Mikä tahansa hitsaus - jopa yksittäinen siltahitsaus, tyyppikilven kiinnitys, tukikiinnike - luo vaaratilanteen, joka on herkistynyt standardissa 304.
Sääntö 2Onko seinämän paksuus yli 3 mm (1/8 tuumaa)? - Jos KYLLÄ, käytä 304L. Paksummat osat jäähtyvät hitaammin hitsauslämpötilasta, mikä pidentää herkistysalueella vietettyä aikaa (425-870 astetta). 25 mm-paksu levy voi pysyä herkistymisalueella 5–10 minuuttia hitsauksen jälkeen verrattuna 30–60 sekuntiin 1,5 mm:n levyllä – yli 10 kertaa pidempään kovametallisaostumisen kehittymiseen.
Sääntö 3Näkyykö komponentti syövyttävän ympäristön? - Jos KYLLÄ ja hitsattu, käytä 304L. "Syövyttävä" sisältää ympäristöt, jotka vaikuttavat miedolta: vesijohtovesi, sadevesi, kostea ilma, ruokahapot (etikka, hedelmämehu), puhdistuskemikaalit, prosessikondensaatio. IGC ei vaadi väkeviä happoja - se vaatii vain elektrolyytin muodostamaan galvaanisen kennon kromi-puutteellisen raeraajan (anodi) ja ympäröivän rakeen (katodi) välille.
Sääntö 4Onko jälki{0}}hitsausratkaisun hehkutus mahdotonta tai epäkäytännöllistä? - Jos KYLLÄ, käytä 304L. Liuoshehkutus vaatii kuumennuksen 1040-1150 asteeseen, mitä seuraa nopea vesisammuttaminen. Tämä on mahdotonta seuraaville: kenttä-hitsatut putket, suuret säiliöt, asennetut laitteet, korjaukset, ohutseinäiset komponentit, jotka vääristävät, ja komponentit, joissa on koneistetut pinnat, jotka hapettaisivat. Näissä tapauksissa 304L on ainoa vaihtoehto.
Sääntö 5Onko käyttölämpötila yli 425 astetta (800 astetta F)? - Jos KYLLÄ, harkitse sen sijaan, että 304H:lla. 304 on hieman parempi korkean-lämpötilojen lujuus kuin 304 litralla, mutta jos komponentti on hitsattu ja toimii yli 425 astetta, 304H (UNS S30409, 0,04-0,10 % C ja ASTMcreeer suurempi tai yhtä suuri kuin ASMEep7) Koodin noudattaminen. Älä käytä 304:ää tai 304L:ää ASME-koodatuissa paineastioissa yli 425 astetta tarkistamatta sallittuja jännityksiä.
Usein kysytyt kysymykset
K: Mitä "L" tarkoittaa 304L:ssä?
V: "L" tarkoittaa "Low Carbon". 304L ruostumattoman teräksen enimmäishiilipitoisuus on 0,03 % verrattuna 0,08 %:iin standardi 304:ssä. Tämä pienempi hiilipitoisuus estää kromikarbidin saostumisen raerajoilla hitsauksen aikana, mikä on rakeiden välisen korroosion (hitsauksen rappeutumisen) perimmäinen syy. ASTM otti käyttöön L-merkinnän 1950-luvulla erityisesti kemiallisten prosessointilaitteiden hitsauskorroosiovaurioiden korjaamiseksi.
K: Onko 304L heikompi kuin 304?
V: Ei - huoneenlämmössä, 304:llä ja 304L:llä on olennaisesti identtinen veto- ja myötölujuus (molemmat täyttävät ASTM A240:n vähimmäisvaatimukset: vetolujuus 515 MPa, tuotto 205 MPa). Yli 425 asteen (800 astetta F) lämpötiloissa 304 säilyttää hieman suuremman lujuuden (noin 5-8 % korkeampi sallittu jännitys 500 asteessa ASME-koodin mukaan), mutta alle 400 asteen - sovelluksissa, mikä sisältää useimmat teolliset käyttötarkoitukset – nämä kaksi laatua ovat keskenään vaihdettavissa lujuuden suhteen.
K: Voinko hitsata 304:stä 304L:ään?
V: Kyllä - 304 ja 304L ovat täysin yhteensopivia hitsaukseen. Käytä ER308L (TIG) tai E308L (puikko) täytemetallia. Vähähiilinen-täyteaine varmistaa, että hitsausmetalli kestää herkistymistä perusmetallin hiilipitoisuudesta riippumatta. Ainoa huomio on, että HAZ:n 304-puoli voi silti olla herkistynyt, jos komponentti näkee syövyttävää toimintaa.
K: Tarvitseeko 304L jälki-hitsauksen lämpökäsittelyä?
V: Ei - tämä on 304L:n perusetu. Hitsatussa tilassa 304L kestää rakeiden välistä korroosiota ilman jälki-hitsauksen lämpökäsittelyä. 304, sen sijaan se vaatii liuoshehkutuksen 1 040-1 150 astetta + vesikarkaisu hitsauksen jälkeen korroosionkestävyyden palauttamiseksi, jos komponentti näkee korroosiota.
K: Mikä on kaksois{0}}sertifioitu 304/304L?
V: Kaksois-sertifioitu 304/304L on materiaali, joka täyttää samanaikaisesti molempien laatuluokkien kemiallisen koostumuksen vaatimukset: hiili Alle tai yhtä suuri kuin 0,03 % (täyttää 304L), kromi 18,0-20,0 %, nikkeli 8,0-10,3 %0 (4). Siitä on tullut useimpien ruostumattoman teräksen tehtaiden oletustuote, koska nykyaikainen AOD-jalostus saavuttaa luonnollisesti alle 0,03 %:n hiilipitoisuuden. Kaksoissertifioitu materiaali antaa sinulle 304 litran hitsattavuuden hintaan 304 -, ja sen pitäisi aina olla ensimmäinen valintasi, kun se on saatavilla.
K: Ruostuuko 304?
V: 304 ja 304L ovat "ruostumattomia" - eivät "tahrasuojattuja"-. Molemmat lajikkeet kestävät ruostumista useimmissa sisä- ja miedoissa ulkoympäristöissä, mutta voivat aiheuttaa pintaruostetta (teevärjäytymistä) kloridipitoisissa ympäristöissä -erityisesti rannikkoalueilla, joissa on suolasumua. Tämä on 304-perheen yleinen rajoitus, ei ero 304:n ja 304L:n välillä. Päivitä 316 litraan kloridipitoisissa ympäristöissä (merivesi, rannikko, rannikko, jäänpoistosuolat), joka lisää 2–3 % molybdeeniä pistekorroosion estämiseksi.
K: 304 vs 304L vs 316L - miten valitsen?
V: Valitse 304/304L (kaksois-sertifioitu) yleiskäyttöiseen-hitsaukseen, elintarvikejalostukseen, arkkitehtonisiin sovelluksiin ja lieviin kemiallisiin palveluihin, joissa ei ole klorideja. Valitse 316L, kun ympäristö sisältää klorideja (merivesi, rannikkovesi, jäänpoisto-suolat, kemialliset prosessit Cl⁻:lla). - 316L lisää 2-3 % molybdeeniä pistesuojauksen vuoksi. Valitse 304H ASME-paineastioihin, jotka toimivat yli 425 asteen kulmassa, kun virumislujuus on kriittinen. Älä koskaan valitse ei--L-luokan 304 hitsauskomponentteja, jotka näkevät syövyttävän ympäristön.
K: Kuinka voin varmistaa, että materiaalini on todella 304 litraa eikä 304?
V: Tarkista materiaalitestiraportti (MTR) -, sen on oltava vähintään 0,03 % hiilidioksidia. Kädessä pidettävää XRF:ää käyttävä PMI (Positive Material Identification) ei voi erottaa 304:ää 304L:stä, koska XRF ei voi mitata hiiltä (hiili on liian kevyt elementti XRF-tunnistukseen). Ainoa luotettava kenttävarmennusmenetelmä on optinen emissiospektroskopia (OES), jolla voidaan mitata hiilipitoisuutta. Jos hiilipitoisuuden todentaminen on kriittistä, pyydä laboratoriokemiallinen analyysi tai luota myllyn MTR:ään (EN 10204, tyyppi 3.1).
