Kaynaklı bir tank, basınçlı kap veya kimyasal boru sistemi için paslanmaz çelik sipariş ettiyseniz şu soruyla karşılaşmışsınızdır: "304 mü yoksa 304L mi?" Fiyat farkı kağıt üzerinde küçük görünüyor - belki 5.000$'lık siparişte 200$. Satış elemanı "Temelde aynılar" diyebilir. Ancak bu 200 ABD doları tutarındaki karar, kaynaklarınızın beş yıl sonra da yapısal olarak sağlam olup olmayacağını - veya tanecikler arası korozyonun her kaynak bağlantısının ısıdan-etkilenen bölgesini aşındırıp basınçlı kabı saatli bir bombaya dönüştürüp dönüştürmeyeceğini belirler.

304 ve 304L arasındaki tüm fark tek bir sayıya iner: karbon içeriği. 304 %0,08'e kadar karbona izin verir. 304L - "L", "Düşük Karbon" anlamına gelir -, karbonu %0,03 olarak sınırlar. Bu %0,05'lik fark çıplak gözle görülemez, mıknatısla tespit edilemez ve çekme mukavemetiyle ilgisi yoktur. Ancak kaynak sırasında - çeliğin 1.500 dereceden 400 dereceye soğuduğu dakikalarda - 304'teki %0,05 ekstra karbon, tane sınırlarında krom karbürler olarak çöker, çevredeki metalin kromunu tüketir ve korozyonun saldırabileceği mikroskobik yollar oluşturur. Bu olaya hassaslaşma denir ve bunun sonucunda ortaya çıkan arıza modu - tanecikler arası korozyon veya "kaynak çürümesi" -, diğer tüm korozyon mekanizmalarının toplamından daha fazla paslanmaz çelik ekipman arızasına neden olmuştur.
Karar kuralı basittir: Kaynak yapıyorsanız 304L'yi seçin. 304L için %3-8'lik maliyet primi, tek bir kaynak arızasının maliyetiyle karşılaştırıldığında önemsizdir. Örneğin - kaynağı yapmıyorsanız, - 304'nin işlenmesi için soğuk-şekilli metal levha parçaları, bağlantı elemanları veya tavlanmış çubuk stoğu belirtmek teknik olarak yeterlidir ve biraz daha ucuzdur. Ancak modern tedarik zincirlerinde, çift{13}}sertifikalı 304/304L malzeme o kadar yaygın hale geldi ki çoğu standart ürün formu için fiyat farkı fiilen ortadan kalktı. Şüpheye düştüğünüzde, çift-sertifikalı 304/304L'yi - belirtin; fazladan ödeme yapmadan 304L'nin düşük karbon garantisini alırsınız.
Kimyasal Bileşim - Her Şeyi Değiştiren %0,05
304 ve 304L aynı temel kimyayı %- 18-20 krom ve %8-%10,5 nikel - paylaşır ve yalnızca izin verilen maksimum karbon içerikleri bakımından farklılık gösterir: 304 %0,08'e kadar karbona izin verirken, 304L bunu %0,03 ile sınırlandırır. Bu tek elementli farkın oda sıcaklığında mekanik özellikler üzerinde ölçülebilir bir etkisi yoktur ancak kaynak korozyon direnci için belirleyici faktördür.
Hem 304 hem de 304L, 300-serisi östenitik paslanmaz çelik ailesine aittir. Tavlanmış durumdayken manyetik değildirler, mükemmel şekillendirilebilirliğe ve kaynaklanabilirliğe sahiptirler ve atmosferik, sulu ve hafif asidik ortamlarda iyi bir genel korozyon direnci sağlarlar. "18-8" takma adı, yaklaşık %18 krom + 8% nikel bileşimine atıfta bulunur; bu formül, 304'ü Dünya üzerinde en yaygın kullanılan paslanmaz çelik kalitesi haline getiren ve küresel paslanmaz çelik üretiminin %50'sinden fazlasını oluşturan bir formüldür.
|
Öğe |
304 (UNS S30400) |
304L (UNS S30403) |
Neden Önemlidir? |
|
Karbon (C) |
Maksimum %0,08 |
Maksimum %0,03 |
- kritik farkı kaynak sırasında hassasiyet riskini belirler |
|
Krom (Cr) |
18.0–20.0% |
18.0–20.0% |
Aynı -, korozyon direnci için pasif oksit filmi sağlar |
|
Nikel (Ni) |
8.0–10.5% |
8.0–11.0% |
Neredeyse-aynı - östenitik (FCC) yapıyı stabilize eder; 304L, daha düşük C'yi telafi etmek için biraz daha fazla Ni'ye izin verir |
|
Manganez (Mn) |
Maksimum %2,0 |
Maksimum %2,0 |
Çelik üretimi sırasında aynı - oksijen giderici |
|
Silikon (Si) |
maksimum %0,75 |
maksimum %0,75 |
Aynı - artık oksijen giderici |
|
Fosfor (P) |
Maksimum %0,045 |
Maksimum %0,045 |
Aynı - safsızlık; daha yüksek P sünekliği azaltır |
|
Kükürt (S) |
Maksimum %0,030 |
Maksimum %0,030 |
Aynı - safsızlık; daha yüksek S işlenebilirliği artırır ancak kaynaklanabilirliği azaltır |
|
Azot (N) |
maksimum %0,10 |
maksimum %0,10 |
Aynı - artık; gücü biraz artırır |
|
Demir (Fe) |
Denge |
Denge |
Aynı - yaklaşık %67-73 |
%0,05 Karbon Neden Bu Kadar Önemli? - Hassaslaştırma Mekanizması
Ne zaman304 paslanmaz çelik425-870 dereceye - ısıtıldığında, bir kaynağa bitişik ısıdan-etkilenen bölgede (HAZ) ulaşılan sıcaklık aralığına - metal matriste çözünen karbon atomları hareketli hale gelir ve tane sınırlarına göç eder, burada krom ile reaksiyona girerek krom karbür (Cr₂₃C₆) çöker. Her bir krom karbür parçacığı, her 6 karbon atomu için yaklaşık 16 krom atomu tüketerek, kromun bitişik tane sınır bölgesini pasif oksit filmini korumak için gereken %12 eşiğinin altına tüketir. Sonuç: her tane sınırında, tercihen bir elektrolite maruz kaldığında paslanan, mikroskobik krom-tükenmiş bir bölge; tanecikler arası korozyon (IGC) veya "kaynak çürümesi" olarak bilinen bir arıza modu.
%0,05 karbonun korozyon direnci ile korozyon arızası arasındaki farkı neden yarattığını anlamak için karbon atomlarını "krom hırsızları" olarak düşünün. 304'te, %0,08'e kadar karbon içeren çelikte, karbürler oluştuğunda toplam krom içeriğinin kabaca %1,3'ünden kromu çalmaya yetecek kadar karbon atomu vardır. Bu, tane sınırı krom seviyesini kritik pasif film eşiğinin %12'sinin - altına düşürür. Yalnızca %0,03 karbon içeren 304L'de "çalınabilecek" krom miktarı, toplam kromun %0,5'inden azdır -, herhangi bir tane sınırını %12 eşiğinin altına düşürmek için yeterli değildir. Kaynaklı 304L'deki tane sınırları, kaynak sonrası ısıl işlem yapılmasa bile tam korozyon direncini korur.
425-870 derecelik (800-1.600 derece F) hassaslaştırma sıcaklık aralığı kritik öneme sahiptir çünkü bu tam olarak bir kaynağın ısıdan-etkilenen bölgesinin soğuma sırasında geçtiği sıcaklık aralığıdır. 3 mm kalınlığındaki 304 levha üzerindeki tipik bir GTAW (TIG) kaynağı, HAZ'ı yaklaşık 30-60 saniye boyunca hassaslaştırma aralığında tutar; bu, 304'te karbür çökelmesinin başlaması için yeterince uzun, ancak 304L'de ölçülebilir bir hassaslaşmaya neden olacak kadar uzun değildir. Daha kalın kesitler için (10 mm+), daha yavaş soğutma hızı, hassaslaştırma aralığındaki süreyi birkaç dakikaya uzatarak 304L'yi zorunlu hale getirir.
Çift-Sertifikalı 304/304L - Modern Standart
Uygulamada, günümüzde üretilen çoğu paslanmaz çelik - özellikle yassı-haddelenmiş ürünler (levha, levha, rulo) ve boru şeklindeki ürünler (boru, tüp) - hem 304 hem de 304L kimyasını karşıladığı için çift-sertifikalıdır. Bu, malzemenin %0,03'ten az veya buna eşit (304L'ye uygun) karbon, %18,0-%20,0 krom ve %8,0-10,5 nikel (her ikisini de karşılar) içerdiği anlamına gelir. Çift{16}}sertifikalı malzeme seçim yapma zorunluluğunu ortadan kaldırır; 304L fiyatına otomatik olarak 304L'nin kaynaklanabilirliğini elde edersiniz. Tedarikçinize her zaman malzemenin çift sertifikalı olup olmadığını sorun; eğer öyleyse, 304 ve 304L tartışması çözülmüştür.
Dünyadaki paslanmaz çeliğin %95'inden fazlasını üreten modern argon-oksijen dekarbürizasyon (AOD) rafinerisi doğal olarak önemli bir ek maliyet olmadan %0,03'ün altındaki karbon seviyelerine ulaştığı için ikili sertifika yaygınlaştı. AOD işlemi, karbonu - çıkarmak için erimiş çeliğe bir argon ve oksijen karışımı enjekte eder ve karbonu %0,02-0,03'e kadar çıkarmak, tam olarak %0,08'de durdurmaktan daha kolay ve ucuzdur. Bu, modern çelik üreticisi için 304L kimyası üretmenin aslında varsayılan - olduğu ve daha yüksek karbonlu 304 üretmenin, eriyiğe kasıtlı olarak karbon eklemeyi gerektirdiği anlamına gelir. Çift sertifikalı 304/304L'nin istisna olmaktan çıkıp endüstri normu haline gelmesinin nedeni budur.
[Kaynak] ASTM A240/A240M - Krom ve Krom-Nikel Paslanmaz Çelik Plaka, Levha ve Şerit için Standart Şartname. ASTM A312/A312M - Dikişsiz, Kaynaklı ve Ağır Soğuk İşlenmiş Östenitik Paslanmaz Çelik Borular için Standart Şartname.
Mekanik Özellikler - 304 ve 304L Aynı Mukavemette midir?
Tavlanmış durumda oda sıcaklığında, 304 ve 304L esas olarak aynı gerilme özelliklerine sahiptir. Her iki kalite de aynı ASTM A240 minimum gerekliliklerini karşılar: çekme mukavemeti 515 MPa'dan (75 ksi) büyük veya buna eşit, akma mukavemeti 205 MPa'dan (30 ksi) büyük veya eşit ve uzama %40'tan büyük veya eşittir. İki parça 304 ve 304L arasındaki mukavemet farkı, karbon içeriği farkına değil, tane boyutuna, soğuk işleme geçmişine ve tavlama uygulamasına - atfedilebilir.

|
Mülk |
304 (tavlanmış) |
304L (tavlanmış) |
Fark |
|
Çekme Dayanımı (min) |
515 MPa (75 ksi) |
515 MPa (75 ksi) |
Hiçbiri - aynı minimum |
|
Çekme Dayanımı (tipik) |
585-620MPa |
570-605MPa |
304L için %1-2 daha düşük (ihmal edilebilir) |
|
Akma Dayanımı %0,2 (min) |
205 MPa (30 ksi) |
205 MPa (30 ksi) |
Hiçbiri - aynı minimum |
|
Akma Dayanımı %0,2 (tipik) |
250-290MPa |
240-280MPa |
304L için %3-5 daha düşük (ihmal edilebilir) |
|
Uzama 50mm (dak) |
40% |
40% |
Hiçbiri - aynı minimum |
|
Sertlik (maks.) |
201 HBW / 92 HRB |
201 HBW / 92 HRB |
Yok - aynı maksimum |
|
Esneklik Modülü |
193 not ortalaması |
193 not ortalaması |
Birebir aynı |
|
Yoğunluk |
8,00 g/cm³ |
8,00 g/cm³ |
Birebir aynı |
Yüksek-Sıcaklık Dayanımı: Yüksek Sıcaklıklardaki İnce Fark
Yaklaşık 425 derecenin (800 derece F) üzerinde, 304, 304L'den biraz daha yüksek mukavemeti korur çünkü daha yüksek karbon içeriği, ince karbür dispersiyonlarından küçük bir çökelme-kuvvetlendirme etkisi sağlar. Bununla birlikte, bu avantajın ciddi bir ödünleşimi de vardır:{6}}aynı sıcaklıklarda, 304 önceden kaynaklanmışsa hassasiyete karşı savunmasızdır. Kaynağın gerekli olduğu 425 derecenin üzerindeki yüksek-sıcaklık uygulamaları için, ASME Kazan Kodu gereksinimlerine göre daha yüksek karbonun yüksek sıcaklık mukavemetini sürünme direnci için kontrollü tane boyutuyla birleştiren 304H'yi (%0,04-%0,10 C, UNS S30409) düşünün.
ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu Bölüm II, Kısım D, yüksek sıcaklıklarda her iki sınıf için de izin verilen gerilim değerlerini sağlar. 500 derecede (932 derece F), 304'ün izin verilen gerilimi yaklaşık 102 MPa iken 304L için 94 MPa'dır -, yaklaşık %8'lik bir fark. 600 derecede (1,112 derece F), fark yaklaşık %5'e daralır. Kimyasal işleme, yiyecek ve içecek, ilaç, su arıtma ve mimari uygulamaların büyük çoğunluğunu içeren 400 derecenin - altındaki çoğu endüstriyel uygulama için - bu yüksek-sıcaklık mukavemeti farkı önemsizdir ve 304L'nin korozyon avantajı, 304'ün herhangi bir teorik mukavemet avantajından daha ağır basar.
[Kaynak] ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu, Bölüm II, Kısım D - Özellikler (Metrik), 2023 Baskısı. ASTM A240/A240M izin verilen gerilim değerleri.
Kaynak Performansı - 304 ve 304L Kararının Temeli
Kaynak çürümesi (ısıdan-etkilenen bölgedeki tanecikler arası korozyon) dört adımda meydana gelir: (1) kaynağa bitişik ana metal 425-870 dereceye kadar ısıtılır; (2) karbon atomları tane sınırlarına yayılır ve krom ile reaksiyona girerek krom karbürleri oluşturur; (3) karbürlere bitişik tane sınırı bölgesinde kromun %12'nin altında tükenmiş olması; (4) aşındırıcı bir ortama - hatta hafif asitlere veya neme - maruz kaldığında, kromu-tükenmiş tane sınırları tercihen paslanır ve metal tam anlamıyla tane sınırları boyunca parçalanır. 304L'de 2. adım asla kritik eşiğe ulaşmaz çünkü sürekli bir tane sınırı karbür ağı oluşturmaya yetecek kadar karbon yoktur.
Bu süreci görselleştirmek için bir tuğla duvar hayal edin. Paslanmaz çelik tanecikler tuğlaları - sağlam, korozyona- dayanıklı ve tek tek sağlamdır. Tane sınırları tuğlalar arasındaki harçtır. -Kaynaksız 304 veya kaynaklı 304L'de harç, tuğlalar kadar sağlamdır. Ancak kaynaklı 304'te hassasiyet, kromu harçtan çözerek kuma dönüştürür. Duvar hâlâ duvara benziyor - tuğlalar hâlâ orada, geometri değişmedi - ancak hafif bir itme (aşındırıcı bir ortam) tuğlaların parçalanmasına neden olur çünkü onları bir arada tutan harç gitmiştir. Kaynak çürümesinin bu kadar sinsi olmasının nedeni budur: bileşen aniden bozuluncaya kadar normal görünür.
Kaynak 304 ve 304L - Pratik Kuralları
TÜM kaynaklar için kural: 304 ila 304, 304L ila 304L veya 304 ila 304L arasında kaynak yapıyor olmanıza bakılmaksızın 308L dolgu metali (TIG için ER308L, örtülü için E308L) kullanın. Düşük-karbonlu dolgu, kaynak metalinin kendisinin hassaslaşmaya karşı dirençli olmasını sağlar. Ana metal standart 304 olsa bile, biriktirilen kaynak metali korozyon direncine sahip olacaktır.304L çelik.
|
Baz Metal |
Dolgu Metali |
Kaynaklanabilirlik |
Hassasiyet Riski |
PWHT Gerekli mi? |
|
304 ila 304 |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Harika |
YÜKSEK - HAZ hassaslaşacak |
EVET - 1.040-1.150 derecede çözelti tavlaması + suyla söndürme |
|
304L'den 304L'ye |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Harika |
DÜŞÜK - HAZ duyarlılığa karşı direnç gösterir |
HAYIR Korozyona dayanıklılık için - gerekli değildir |
|
304 ila 304L |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Harika |
ORTA - 304 tarafı HAZ hassaslaşabilir |
304 tarafının aşındırıcı ortama maruz kalması durumunda önerilir |
|
304/304L ikili-aynı sertifikaya sahiptir |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Harika |
DÜŞÜK - karbon %0,03'e eşit veya daha az |
HAYIR - gerekli değil |
304 Gerektirdiğinde ve 304L Gerektirmediğinde -Kaynak Sonrası Isıl İşlem -
304 ve 304L arasındaki temel pratik fark şudur: Aşındırıcı hizmet görecek kaynaklı bir 304 bileşeninin, krom karbürleri yeniden çözmek ve korozyon direncini yeniden sağlamak için kaynak sonrasında çözelti-tavlaması ZORUNLUDUR. Çözelti tavlama, tüm bileşenin 1.040-1.150 dereceye (1.900-2.100 derece F) ısıtılmasını ve ardından suda hızlı bir şekilde söndürülmesini gerektirir -; bu pahalı, enerji-yoğun ve büyük fabrikasyon yapılar (tanklar, basınçlı kaplar, boru makaraları) için çoğu zaman fiziksel olarak imkansız olan bir işlemdir. Kaynaklı bir 304L bileşen, kaynak yapılmış durumdayken aynı korozyon direncine ulaşır; kaynak sonrası ısıl işleme gerek yoktur.
Bu, 304L için tek bir cümledeki ekonomik argümandır: Büyük bir kaynaklı imalatın çözeltiyle tavlanmasının maliyeti (bir fırın döngüsü için 2.000-10.000 $ artı bozulma riski), 304 yerine 304L kullanmanın priminin 10-50 katıdır (tipik bir projede 200-500 $). PWHT'nin imkansız olduğu durumlarda - kurulu borulardaki saha kaynakları için, büyük depolama tankları için, mevcut ekipmanın onarımı için - 304L yalnızca tercih edilmez; bu gereklidir.
304 ve 304L için Kaynak Parametreleri
|
Parametre |
304 |
304L |
Notlar |
|
Önerilen Süreç |
GTAW, GMAW, SMAW, TESTERE, FCAW |
GTAW, GMAW, SMAW, TESTERE, FCAW |
Aynı - tüm yaygın ark kaynağı işlemleri kabul edilebilir |
|
Dolgu Metali (AWS) |
ER308L / E308L (düşük-karbonlu dolgu maddesi tercih edilir) |
ER308L / E308L |
ALL 304 ailesi kaynaklar için düşük-karbonlu dolgu maddesi kullanın |
|
Koruyucu Gaz (GTAW) |
%100 Ar veya %Ar + 2-5 H₂ |
%100 Ar veya %Ar + 2-5 H₂ |
Birebir aynı |
|
Ön ısıtma |
Hiçbiri gerekli değil (ortam ila 50 derece) |
Hiçbiri gerekli değil (ortam ila 50 derece) |
Aynı - östenitik SS ön ısıtma gerektirmez |
|
Maksimum Geçiş Sıcaklığı |
175 derece (350 derece F) |
175 derece (350 derece F) |
Aynı - daha yüksek sıcaklıklar her iki derece için de hassasiyet riskini artırır |
|
Isı Giriş Aralığı |
0,5-2,5 kJ/mm (tipik) |
0,5-2,5 kJ/mm (tipik) |
Aynı - daha düşük ısı girişi HAZ genişliğini ve soğutma süresini azaltır |
|
-Kaynak Sonrası Temizleme |
Asitleme macunu veya tel fırça + pasivasyon |
Asitleme macunu veya tel fırça + pasivasyon |
Pasif katmanı geri yüklemek için aynı - ısı renk tonunu kaldırın |
|
PWHT (Çözelti Tavlama) |
Aşındırıcı servis için GEREKLİDİR |
gerekli DEĞİLDİR |
Ekonomik ve pratik fark |
[Kaynak] AWS A5.9/A5.9M - Çıplak Paslanmaz Çelik Kaynak Elektrotları ve Çubukları için Teknik Özellikler. AWS D1.6/D1.6M - Yapısal Kaynak Kodu - Paslanmaz Çelik.
Korozyon Direnci - Düşük-Karbon Avantajının Görünür Olduğu Yer
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 krom.

Taneler arası korozyon özellikle tehlikelidir çünkü görsel incelemeyle tespit edilmesi zordur. Hassaslaştırılmış bir 304 kaynak yüzeyde normal görünür -, yüzey sürekli olduğundan boya penetrant testini bile geçebilir. Ancak iletken bir sıvıya - hatta hafif asitli proses suyuna - maruz kaldığında tane sınırları çözülür ve metal, kesit kalınlığını kaybetmeden mukavemetini kaybeder. 1. günde 1,5 kat tasarım basıncına göre hidroteste tabi tutulan hassaslaştırılmış bir 304 boru, altı aylık hizmetten sonra 0,3 kat tasarım basıncında başarısız olabilir, çünkü taneler arası korozyon, sürekli metali, aralarında bağ kuvveti olmayan, gevşek bağlı taneciklere dönüştürmüştür.
Ortam Bazında Korozyon Direnci - 304 ile Kaynak Sonrası 304L Karşılaştırması
|
Çevre |
304 (Kaynaksız) |
304L (Kaynaksız) |
304 (Kaynaklı, PWHT Yok) |
304L (Kaynaklı, PWHT Yok) |
Kaynaklı Hizmet Kazananı |
|
atmosferik (kapalı) |
Harika |
Harika |
İyi - IGC riski kuru havada düşüktür |
Harika |
Her ikisi de (düşük risk) |
|
Atmosfer (dış mekan, yağmur) |
Harika |
Harika |
ZAYIF - yağmur suyu aylar boyunca IGC için yeterince iletkendir |
Harika |
304L |
|
Tatlı su (musluk, nehir) |
Harika |
Harika |
ZAYIF - çözünmüş mineral IGC'yi hızlandırır |
Harika |
304L |
|
Deniz suyu / acı su |
Cl⁻'den makul - çukurlaşma riski |
Cl⁻'den makul - çukurlaşma riski |
ÖNERİLMEZ - IGC + çukurlaşma |
Orta derecede - IGC'ye dayanıklı; çukurlaşma kalıntıları |
Hiçbiri (Cl⁻ için 316L kullanın) |
|
Organik asitleri seyreltin (gıda) |
Harika |
Harika |
ORTA - asetik/sitrik asit, hassaslaştırılmış sınırlara saldırır |
Harika |
304L |
|
Nitrik asit (HNO₃,<50%, <50°C) |
Harika |
Harika |
ZAYIF - HNO₃, IGC duyarlılığı için standart bir testtir (Huey testi) |
Harika |
304L |
|
Fosforik asit (H₃PO₄, seyreltik) |
Harika |
Harika |
ZAYIF - saldırı HAZ'ı hassaslaştırdı |
Harika |
304L |
|
Kostik (NaOH,<50%, <100°C) |
İyi |
İyi |
İyi - kostik SCC riski, ancak daha az IGC duyarlılığı |
İyi |
Her ikisi de (kostik SCC sınırlayıcı faktördür) |
|
Kimyasal tesis atmosferi |
İyi |
İyi |
ZAYIF - asit dumanı + nem=hızlı IGC |
Harika |
304L |
Tanelerarası Korozyon Duyarlılığı için Standart Testler
304L'nin (veya herhangi bir düşük-karbonlu paslanmaz çeliğin) kaynak sonrası tanecikler arası korozyona karşı dirençli olduğunu doğrulamak için üç standart test kullanılır: ASTM A262 Uygulama A (oksalik asit dağlama testi - hızlı tarama, 15 dakika), Uygulama C (nitrik asit / Huey testi - beş 48- saatlik kaynama süresi boyunca niceliksel ağırlık kaybı) ve Uygulama E (bakır-bakır) sülfat-sülfürik asit / Strauss testi - 15-saat kaynatıldıktan sonra bükülme testi). 304L, kaynaklanmış durumdayken- üçünü de geçer; Kaynaklı durumdaki 304,{16}}üçünde de başarısız oluyor; kaliteler arasındaki kritik farkın niceliksel, standartlara dayalı kanıtını sağlıyor.
Huey testi (ASTM A262 Uygulama C), üçü arasında en şiddetli ve niceliksel olanıdır. Beş 48-saatlik süreler boyunca %65 nitrik asitte kaynatılan kaynaklı bir 304 numunesi genellikle HAZ'da 0,5-5,0 mm/yıl (yılda 20-200 mil) kaybeder -, bu korozyon oranı çevredeki ana metalden 10-100 kat daha yüksektir. Aynı koşullar altında test edilen benzer şekilde kaynaklı bir 304L numunesi, yılda 0,05 mm'den (yılda 2 mil) daha az kayıpla testin tespit sınırına yaklaşır. Tane sınırı korozyon oranındaki bu milyon kat fark, şu basit kuralın ardındaki mühendislik kanıtıdır: "kaynak yapın=L kalitesini kullanın."
Uygulama Kılavuzu - 304 ve 304L Ne Zaman Seçilmeli
|
Başvuru |
Kaynak Gerekli mi? |
Aşındırıcı Servis? |
PWHT Mümkün mü? |
Önerilen Sınıf |
Sebep |
|
Basınçlı kap (ASME VIII) |
Evet |
Değişir |
Evet ama pahalı |
304L (çift-sertifikalı) |
Kaynaklı yapılarda L-kalite için PWHT'den kaçınma + ASME tercihi |
|
Chemical storage tank (>5,000 L) |
Evet - mağaza imalatı |
Evet - kimyasal depolandı |
- çok büyük değil |
304L |
Saha PWHT'si imkansız; IGC feci bir başarısızlığa neden olur |
|
Gıda işleme ekipmanları |
Evet - sıhhi kaynak |
Evet - gıda asitleri + temizlik kimyasalları |
Evet ama pratik değil |
304L |
Sıhhi kaynaklar düzgün bir şekilde taşlanmış ve pasifleştirilmiş olmalıdır; 304L birikintiler altında HAZ korozyonunu önler |
|
Mimari / dekoratif (kaynaksız) |
HAYIR |
Hayır (iç mekan veya hafif dış mekan) |
N/A |
304 |
Kaynak yok=hassaslaşma riski yok; 304 %3-5 daha ucuzdur (çift sertifikalı değilse) |
|
Bağlantı elemanları (cıvatalar, somunlar, rondelalar) |
HAYIR |
Genellikle hayır |
N/A |
304 |
Soğuk{0}}başlı bağlantı elemanları kaynak yapılmaz; 304 yeterli korozyon direnci sağlar |
|
Kimya tesisi için boru makaraları |
Evet - kapsamlı atölye kaynağı |
Evet - proses kimyasalları |
Mümkün ama pahalı |
304L (çift-sertifikalı) |
Makara başına birden fazla kaynak; PWHT bozulmaya neden olur; 304L tüm PWHT'yi önler |
|
Isı değiştirici borular |
Evet - borudan-boruya-boru levha kaynakları |
Evet - soğutma suyu veya proses sıvısı |
Tüp demetleri için - pratik değildir |
304L |
Borudan{0}}boru tabakasına-kaynaklar kritik öneme sahiptir ve onarılması zordur; yuvarlandıktan sonra PWHT mümkün değil |
|
Bira fabrikası / süt ürünleri boruları |
Evet - yörüngesel TIG kaynağı |
Evet - CIP çözümleri (asit + kostik) |
HAYIR |
304L |
Yörünge kaynaklarına ayrı ayrı ısıl-işlem uygulanamaz; CIP kimyasalları hassaslaştırılmış HAZ'a saldırıyor |
|
Egzoz / baca kaplaması (kuru, kaynaksız) |
HAYIR |
Hayır (kuru gazlar) |
N/A |
304 |
Kaynak yok, sıvı elektrolit yok=IGC riski yok |
|
Mevcut 304 boru üzerinde-saha kaynaklı onarım |
Evet |
Hizmete bağlıdır |
- alan koşulu yok |
304L dolgu maddesi + ana metal |
Tüm saha onarımları için 304L dolgu maddesi kullanın; boru bölümlerini değiştiriyorsanız 304L kullanın |
304 ve 304L Arasında Seçim Yapmanın Beş Kuralı
Kural 1Bileşen kaynaklanacak mı? - EVET ise, 304L veya çift-sertifikalı 304/304L kullanın. Bu tek soru, 304 ve 304L kararlarının %80'inden fazlasını çözmektedir. Herhangi bir kaynak - hatta tek bir punto kaynağı, bir isim plakası eki, bir destek braketi -, standart 304'te hassasiyete duyarlı bir HAZ oluşturur.
Kural 2Duvar kalınlığı 3 mm'den (1/8 inç) fazla mı? - EVET ise 304L'yi kullanın. Daha kalın bölümler kaynak sıcaklığından daha yavaş soğur ve hassasiyet aralığında (425-870 derece) harcanan süreyi uzatır. 25 mm-kalınlığında bir plaka, kaynaktan sonra 5-10 dakika süreyle hassaslaştırma aralığında kalabilir; bu süre, 1,5 mm'lik bir levha için 30-60 saniyedir; karbür çökelmesinin gelişmesi için bu süre 10 kattan fazladır.
Kural 3Bileşen aşındırıcı bir ortamla karşılaşacak mı? - EVET ise ve kaynaklıysa 304L kullanın. "Aşındırıcı", ılıman görünen ortamları içerir: musluk suyu, yağmur suyu, nemli hava, gıda asitleri (sirke, meyve suyu), temizlik kimyasalları, proses yoğuşması. IGC konsantre asitlere ihtiyaç duymaz -, yalnızca kromu- tüketen tanecik sınırı (anot) ile çevredeki tanecik (katot) arasında galvanik bir hücre oluşturmak için bir elektrolite ihtiyaç duyar.
Kural 4Kaynak-sonrası çözüm tavlaması imkansız mı yoksa pratik değil mi? - EVET ise 304L'yi kullanın. Çözelti tavlaması, 1.040-1.150 dereceye kadar ısıtmayı ve ardından hızlı su söndürmeyi gerektirir. Bu şu durumlarda imkansızdır: saha-kaynaklı borular, büyük tanklar, kurulu ekipmanlar, onarımlar, deforme olabilecek ince duvarlı bileşenler ve oksitlenebilecek işlenmiş yüzeylere sahip bileşenler. Bu durumlarda 304L tek seçenektir.
Kural 5Çalışma sıcaklığı 425 derecenin (800 derece F) üzerinde mi? - EVET ise, bunun yerine 304H'yi düşünün. 304 304L'den biraz daha iyi yüksek-sıcaklık dayanımına sahiptir, ancak bileşen kaynaklanmışsa ve 425 derecenin üzerinde çalışıyorsa, 304H (UNS S30409, 0,04-%0,10 C, kontrollü tane boyutu ASTM 7'den büyük veya ona eşit) hem sürünme dayanımı hem de ASME Kodu uyumluluğu sağlar. İzin verilen gerilimleri doğrulamadan ASME kodlu basınçlı kaplar için 425 derecenin üzerinde 304 veya 304L kullanmayın.
Sıkça Sorulan Sorular
S: 304L'deki "L" neyi ifade ediyor?
C: "L", "Düşük Karbon" anlamına gelir. 304L paslanmaz çelik, standart 304 için %0,08'e kıyasla maksimum %0,03 karbon içeriğine sahiptir. Bu düşük karbon içeriği, tanecikler arası korozyonun (kaynak çürümesi) temel nedeni olan kaynak sırasında tanecik sınırlarında krom karbür çökelmesini önler. "L" tanımı ASTM tarafından 1950'lerde özellikle kimyasal işleme ekipmanlarındaki kaynak korozyonu arızalarını gidermek için tanıtıldı.
S: 304L, 304'ten daha mı zayıf?
C: Oda sıcaklığında - yok, 304 ve 304L temelde aynı çekme ve akma mukavemetine sahiptir (her ikisi de ASTM A240 minimumlarını karşılar: 515 MPa çekme, 205 MPa verim). 425 derecenin (800 derece F) üzerindeki sıcaklıklarda, 304 biraz daha yüksek mukavemeti korur (ASME Kodu başına 500 derecede yaklaşık %5-8 daha yüksek izin verilen gerilim), ancak çoğu endüstriyel kullanımı içeren 400 derecenin altındaki uygulamalar için - iki sınıf, mukavemet açısından birbirinin yerine kullanılabilir.
S: 304'ten 304L'ye kaynak yapabilir miyim?
C: Evet - 304 ve 304L kaynak için tamamen uyumludur. ER308L (TIG) veya E308L (çubuk) dolgu metalini kullanın. Düşük-karbonlu dolgu, baz metalin karbon içeriğinden bağımsız olarak kaynak metalinin hassaslaşmaya karşı dirençli olmasını sağlar. Göz önünde bulundurulması gereken tek nokta, bileşenin aşındırıcı bir hizmet alması durumunda HAZ'ın 304 tarafının hâlâ duyarlılığa duyarlı olabileceğidir.
S: 304L'nin kaynak-sonrası ısıl işleme ihtiyacı var mı?
C: Hayır - bu 304L'nin temel avantajıdır. Kaynaklı durumdayken, 304L,-kaynak sonrası herhangi bir ısıl işlem. 304 olmaksızın taneler arası korozyona karşı direnç gösterir; bunun tersine, bileşenin aşındırıcı bir hizmet görmesi durumunda korozyon direncini eski haline getirmek için kaynak sonrası 1.040-1.150 derecede çözelti tavlaması + suyla söndürme gerektirir.
S: Çift-sertifikalı 304/304L nedir?
C: Çift-sertifikalı 304/304L, her iki sınıfın kimyasal bileşim gereksinimlerini aynı anda karşılayan bir malzemedir: %0,03'e eşit veya daha az karbon (304L'ye uygundur), krom %18,0-20,0, nikel %8,0-10,5 (304'e uygundur). Modern AOD rafinerisi doğal olarak %0,03'ün altındaki karbon seviyelerine ulaştığından çoğu paslanmaz çelik fabrikasının varsayılan ürünü haline gelmiştir. Çift sertifikalı malzeme size 304L'nin kaynaklanabilirliğini 304 - fiyatına sunar ve mevcut olduğunda her zaman ilk tercihiniz olmalıdır.
S: 304 paslanır mı?
C: 304 ve 304L "paslanmazdır" -, "lekeye- dayanıklı değildir." Her iki sınıf da çoğu iç ve ılıman dış mekan ortamında paslanmaya karşı dayanıklıdır, ancak klorür-zengin ortamlarda - özellikle tuz spreyi bulunan kıyı bölgelerinde yüzey pası (çay lekesi) gelişebilir. Bu, 304 ailesinin genel bir sınırlamasıdır, 304 ile 304L arasındaki bir fark değildir. Klorür-zengin ortamlar (deniz suyu, kıyı, buz çözücü tuzlar) için, çukurlaşma korozyonuna karşı direnç sağlamak üzere %2-3 molibden ekleyen 316L'ye yükseltin.
S: 304 vs 304L vs 316L - nasıl seçerim?
C: Klorürün mevcut olmadığı genel amaçlı kaynaklı imalat, gıda işleme, mimari uygulamalar ve hafif kimyasal hizmetler için 304/304L'yi (çift-sertifikalı) seçin. Ortamda klorür (deniz suyu, kıyı,-buz çözücü tuzlar, Cl⁻ ile kimyasal işlemler) bulunduğunda 316L'yi seçin. - 316L, çukurlaşma direnci için %2-3% molibden ekler. Sürünme mukavemetinin kritik olduğu 425 derecenin üzerinde çalışan ASME basınçlı kaplar için 304H'yi seçin. Aşındırıcı ortama maruz kalacak kaynaklı bileşenler için hiçbir zaman L sınıfı olmayan 304'ü seçmeyin.
S: Malzememin 304 değil de gerçekten 304L olduğunu nasıl doğrularım?
C: Malzeme Test Raporunu (MTR) kontrol edin -, Karbon'u %0,03'ten az veya buna eşit göstermelidir. Elde taşınan XRF kullanan PMI (Pozitif Malzeme Tanımlaması), XRF karbonu ölçemediği için 304'ü 304L'den ayırt edemez (karbon, XRF tespiti için çok hafif bir elementtir). Tek güvenilir saha doğrulama yöntemi, karbon içeriğini ölçebilen Optik Emisyon Spektroskopisidir (OES). Karbon içeriği doğrulaması kritikse laboratuvar kimyasal analizi talep edin veya değirmen MTR'sine (EN 10204 Tip 3.1) güvenin.
