Aço inoxidável 317L vs 904L: ligas resistentes à corrosão de alto-desempenho

Visão geral: duas classes austeníticas de alto-desempenho

Quando o 316L não pode garantir um serviço confiável em meios agressivos, os engenheiros normalmente optam pelo 317L (UNS S31703, EN 1.4438, X2CrNiMo18-15-4) ou 904L (UNS N08904, EN 1.4539, X1NiCrMoCu25-20-5). Ambos permanecem totalmente austeníticos, mas alcançam maior resistência à corrosão de diferentes maneiras e em diferentes níveis de custo. 317L aumenta o molibdênio para 3,0-4,0 por cento, enquanto 904L combina 4,0-5,0 por cento de molibdênio com 23,0-28,0 por cento de níquel e 1,0-2,0 por cento de cobre. O níquel e o cobre extras dão ao 904L uma vantagem decisiva em ácido sulfúrico e outros meios redutores, além de uma resistência à corrosão significativamente melhor. A questão da seleção é, portanto, uma questão de resistência à corrosão, temperatura, nível de cloreto e custo do ciclo de vida, e não simplesmente qual grau é mais forte.

Composição Química

Composição limite de acordo com ASTM A240/A240M para UNS S31703 e UNS N08904.

Elemento (%)	317L (S31703)	904L (N08904)
C	Menor ou igual a 0,030	Menor ou igual a 0,020
Mn	Menor ou igual a 2,00	Menor ou igual a 2,00
P	Menor ou igual a 0,045	Menor ou igual a 0,045
S	Menor ou igual a 0,030	Menor ou igual a 0,035
Si	Menor ou igual a 0,75	Menor ou igual a 1,00
Cr	18.0-20.0	19.0-23.0
Não	11.0-15.0	23.0-28.0
Mo	3.0-4.0	4.0-5.0
Cu	-	1.0-2.0
N	Menor ou igual a 0,10	Menor ou igual a 0,10

Propriedades Mecânicas

Valores mínimos-de temperatura ambiente da placa recozida de acordo com ASTM A240/A240M.

Propriedade	317L	904L
Resistência à tracção	Maior ou igual a 515 MPa	Maior ou igual a 490 MPa
Força de rendimento (0,2%)	Maior ou igual a 205 MPa	Maior ou igual a 220 MPa
Alongamento	Maior ou igual a 40%	Maior ou igual a 36%
Dureza	Menor ou igual a 217 HBW	Menor ou igual a 220 HBW

Resistência à corrosão e PREN

Usando a fórmula comum PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N, 317L calcula para cerca de 29-31, confortavelmente acima dos cerca de 24-25 de 316L. 904L calcula para cerca de 34-37, com a adição de cobre contribuindo ainda mais para a resistência no ácido sulfúrico: em concentrações e temperaturas moderadas, 904L lida com ácido sulfúrico muito melhor do que qualquer convencional aço inoxidável molibdênio e também resiste aos ácidos fosfórico, acético e fórmico, água do mar e água de resfriamento rica em cloreto. A lacuna prática é real, mas estreita: o 904L resiste à corrosão por pites e frestas em ambientes onde o 317L ainda perfura, especialmente em temperaturas elevadas e em altos níveis de cloreto acima de 1.000 ppm. Para tarefas limítrofes, o teste do cupom no meio do processo real é a base recomendada para a seleção final.

Orientação e custo de seleção

O 317L é melhor entendido como uma atualização -econômica do 316L: custa apenas moderadamente mais, solda com procedimentos familiares e é a resposta certa onde o 316L falha marginalmente em serviços de cloreto, plantas de branqueamento de celulose e papel, lavadores de dessulfurização de gases de combustão e reatores químicos-farmacêuticos ou finos. 904L é especificado onde o meio é mais agressivo - ácido sulfúrico quente, cloretos concentrados com fendas, trocadores de calor de água do mar e equipamentos que devem resistir a repetidos ciclos de limpeza com detergentes ácidos. Como o 904L contém aproximadamente o dobro de níquel mais cobre, o custo da matéria-prima é significativamente mais alto. Onde a economia de peso é importante e a soldagem pode ser controlada, classes duplex como UNS S32205 ou UNS S32750 podem ser avaliadas como alternativas, mas nem sempre são adequadas para meios ácidos altamente redutores ou para equipamentos de parede-fina fortemente soldados.

Aplicações Típicas

O 317L é usado em tubulações e armazenamento de produtos químicos, equipamentos de branqueamento de celulose, fábricas de corantes e pigmentos, produção de-óleo de resina e ácidos graxos-e processamento de alimentos com lavagem com alto teor de cloreto. 904L é usado na produção e armazenamento de ácido sulfúrico, evaporadores de ácido fosfórico, sistemas de resfriamento de água do mar e de combate a incêndios, serviços públicos de plataformas offshore, embarcações farmacêuticas, linhas de branqueamento de têxteis e purificadores de controle de poluição-.

Perguntas frequentes

Q1. Qual classe é mais forte, 317L ou 904L?
Suas resistências garantidas são comparáveis ​​- 317L tem uma resistência mínima à tração de 515 MPa e 904L 490 MPa, com limites de escoamento de 205 MPa e 220 MPa, respectivamente. O fator decisivo é a resistência à corrosão, não a resistência.

Q2. Qual é o PREN de 317L e 904L?
317L calcula cerca de 29-31 e 904L calcula cerca de 34-37. PREN é uma ferramenta de classificação para resistência à corrosão em meios de cloreto; valores acima de 32 são considerados necessários para água do mar e serviços altamente clorados.

Q3. Quando o 904L deve ser escolhido em vez do 317L?
Quando o meio contém ácido sulfúrico quente, altos níveis de cloreto com fendas ou quando foi comprovado que o 317L apresenta furos no processo real,. 904L também é preferido para serviços longos e{2}}sem manutenção em sistemas marítimos e de água de resfriamento-.

Q4. 317L e 904L são soldáveis?
Sim, ambos são totalmente austeníticos e soldados com processos padrão. É necessário metal de adição correspondente ou sobre{1}ligado; 904L geralmente é soldado com carga à base de níquel-ou com alto-molibdênio para preservar a resistência à corrosão no metal de solda.

Q5. O 904L pode substituir o 317L em equipamentos existentes?
Sim, se as dimensões permitirem. Ambas as classes são cobertas pela ASTM A240 para chapas grossas e pela ASTM A312/A269 para canos e tubos; uma substituição deve ser verificada em relação ao código de projeto, expansão térmica e classificação de pressão{4}}temperatura do equipamento original.