1.4404 در مقابل 1.4435 لوله فولادی ضد زنگ: ترکیب، خواص و انتخاب

1.4404 و 1.4435 چیست؟

1.4404 و 1.4435 عناوین اروپایی برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی کم کربن-در خانواده 316 هستند که در EN 10088-2 برای محصولات تخت تعریف شده و برای لوله و لوله از طریق EN 10216-5 (لوله های بدون درز فشار) و EN 17-72 لوله های فشار (لوله های بدون درز) مشخص شده اند. نام فولاد آنها X2CrNiMo17-12-2 برای 1.4404 و X2CrNiMo18-14-3 برای 1.4435 است.

هر دو گرید-نسخه‌های کم کربن خانواده 316 هستند، بنابراین هر دو به خوبی جوش داده می‌شوند و در برابر خوردگی بین دانه‌ای در شرایط-جوشکاری شده مقاومت می‌کنند. تفاوت در سطح آلیاژی است: 1.4435 نیکل و مولیبدن بیشتری اضافه می کند که مقاومت آن را در برابر خوردگی موضعی افزایش می دهد. در شرایط ASTM، 1.4404 نزدیک به 316L (UNS S31603) مطابقت دارد. 1.4435 دوقلو ASTM دقیقی ندارد و بهتر است به‌عنوان یک نوع-نیکل و مولیبدن بالا-316L توصیف شود.

مقایسه ترکیب شیمیایی

جدول زیر محدوده‌های{0}}تحلیل حرارتی مورد نیاز EN 10088-2 را برای هر دو درجه نشان می‌دهد.

عنصر (% بر حسب جرم)	1.4404 X2CrNiMo17-12-2	1.4435 X2CrNiMo18-14-3
C	حداکثر 0.030	حداکثر 0.030
سی	حداکثر 1.00	حداکثر 1.00
منگنز	حداکثر 2.00	حداکثر 2.00
P	حداکثر 0.045	حداکثر 0.045
S	حداکثر 0.015	حداکثر 0.015
N	حداکثر 0.11	حداکثر 0.11
Cr	16.5 - 18.5	17.0 - 19.0
مو	2.00 - 2.50	2.50 - 3.00
نی	10.0 - 13.0	12.5 - 15.0
Fe	تعادل	تعادل

تفاوت های عملی در نیکل است که ساختار آستنیتی را تثبیت می کند و مقاومت در برابر اسیدهای کاهنده را بهبود می بخشد و مولیبدن که عنصر کنترل کننده خوردگی حفره ای و شکافی در محیط کلرید است{0}} مشخص شده است که این دو ویژگی هزینه بالاتر آلیاژ را توجیه می کند.

مقایسه خواص مکانیکی

طبق EN 10088-2، در شرایط بازپختی محلول-برای محصولات مسطح تا ضخامت 8 میلی‌متر، هر دو درجه شرایط دمای اتاق زیر را برآورده می‌کنند.

اموال	1.4404	1.4435
استحکام کششی، Rm	530 - 680 مگاپاسکال	530 - 680 مگاپاسکال
قدرت تسلیم، Rp0.2	220 مگاپاسکال در دقیقه	220 مگاپاسکال در دقیقه
ازدیاد طول، A	45% دقیقه	45% دقیقه
تراکم	8.0 گرم بر سانتی متر مکعب	8.0 گرم بر سانتی متر مکعب

برای لوله های تحت فشار، EN 10216{3}}5 محدوده کششی کمی متفاوت و مقادیر تسلیم کمتر را برای ضخامت دیواره های سنگین تر مشخص می کند، بنابراین مقادیر طراحی باید از استاندارد محصول مورد استفاده برای سفارش گرفته شود. هر دو درجه برای سرویس دهی تا حدود -196 درجه سانتیگراد در شرایط آنیل مناسب هستند. برای سرویس فشار پایدار در دمای بالای تقریباً 450 تا 500 درجه سانتیگراد، گریدهای با کربن بالا یا تثبیت شده مانند 1.4401 با کربن بالا، 316H یا 316Ti باید در نظر گرفته شوند.

مقاومت در برابر خوردگی: نیکل و مولیبدن اضافی چه چیزی می خرند

عدد معادل مقاومت حفره‌ای، PREN، که از ترکیب اسمی به صورت Cr + 3.3 Mo + 16 N محاسبه می‌شود، تقریباً 24 تا 26 برای 1.4404 و 26 تا 28 برای 1.4435 است. در عمل، این بدان معناست که 1.4435 دمای بحرانی حفره‌ای و شکاف{9}}در جریان آب و جریان‌های فرآیندی حاوی کلرید به‌طور قابل اندازه‌گیری بالاتری را نشان می‌دهد.

محیط اسیدی: محتوای نیکل بالاتر باعث بهبود مقاومت در برابر اسیدهای احیا کننده مانند اسید سولفوریک رقیق می شود که در آن نیکل عنصر کنترل کننده است.

خدمات دارویی و بیوتکنولوژی: 1.4435 ماده ترجیحی برای خطوط تماس-آب با خلوص بالا، بخار تمیز- محصول است، به خصوص پس از پرداخت الکتریکی، زیرا سطح آلیاژ بالاتر آن چرخه های تمیز کردن و ضدعفونی تهاجمی مورد استفاده در صنعت را تحمل می کند.

سیستم های جوش داده شده: هر دو گرید پس از جوشکاری به لطف حداکثر کربن 0.030 درصد، مقاومت در برابر خوردگی خود را حفظ می کنند. 1.4435 در جایی که جوش نمی تواند کاملا غیرفعال شود، حاشیه بیشتری می دهد.

راهنمای انتخاب بر اساس برنامه

برنامه	نمره توصیه شده	استاندارد محصول معمولی
لوله کشی شیمیایی و فرآیندی عمومی	1.4404	EN 10216-5، EN 10217-7، ASTM A312
سیستم‌های دارویی، بیوتکنولوژی و{0}}با خلوص بالا	1.4435	ASME BPE، DIN EN ISO 1127، EN 10217-7
فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی	1.4404 یا 1.4435	EN 10216-5، ASTM A270
آب دریا و آب خنک کننده غنی از کلرید-	درجه آلیاژ 1.4435 یا بالاتر-	EN 10216-5، ASTM A312

در پروژه های دارویی کاملاً تنظیم شده، جایگزینی 1.4404 با 1.4435 معمولاً به عنوان یک ارتقا قابل قبول است، اما جایگزینی معکوس باید تنها پس از ارزیابی مستند خوردگی و خلوص تأیید شود، زیرا ممکن است الزامات سطح- و آلیاژ مربوط به مشخصات برآورده نشود.

جوشکاری و تکمیل سطح

هر دو درجه با عمل استاندارد آستنیتی جوش می شوند. جوشکاری TIG مداری خودزا برای لوله‌های با خلوص{0} بالا، با پشتیبان آرگون برای محافظت از ریشه جوش معمولی است.

فلز پرکننده، هنگام استفاده، معمولاً با 316L-نوع ER316L یا برای حداکثر مقاومت در برابر خوردگی جوش در خدمات دارویی، پرکننده 316L با فریت محدود مطابقت دارد.

پرداخت سطح برای کاربردهای خلوص تعیین کننده است: پولیش مکانیکی، بازپخت روشن و پولیش الکتریکی برای رسیدن به زبری Ra 0.4 میکرومتر و کمتر استفاده می شود، و لوله 1.4435 الکتروپیل شده استاندارد برای-تاسیسات اتاق تمیز و بیوتکنولوژی است.

عملیات جوش{0}معمولاً شامل ترشی و غیرفعال کردن است. بازپخت محلول تنها پس از شکل دهی گرم یا سایر گشت و گذارها در محدوده حساس سازی مورد نیاز است.

سوالات متداول

س: تفاوت اصلی بین 1.4404 و 1.4435 فولاد ضد زنگ چیست؟

پاسخ: 1.4435 حاوی نیکل بیشتر، تا 15 درصد، و مولیبدن بیشتر، تا 3 درصد، از 1.4404 است. محتوای آلیاژ بالاتر مقاومت در برابر خوردگی موضعی و اسیدهای کاهنده را بهبود می بخشد، به همین دلیل است که 1.4435 در خدمات دارویی و اسیدی ترجیح داده می شود.

س: آیا 1.4435 بهتر از 1.4404 است؟

پاسخ: در محیط‌های{0} خورنده و با خلوص بالا، بله: 1.4435 در حفره‌ها، خوردگی شکاف و محیط‌های اسیدی به دلیل نیکل و مولیبدن بالاتر از 1.4404 بهتر است. در سرویس ملایم تفاوت تعیین کننده نیست و 1.4404 اقتصادی تر است.

س: آیا می توان 1.4404 را با 1.4435 جایگزین کرد؟

پاسخ: بله، جایگزینی 1.4404 با 1.4435 به طور کلی ارتقاء عملکرد خوردگی است. جایگزینی معکوس باید با شرایط خدمات توجیه شود و در برابر مشخصات پروژه، به ویژه در فرآیندهای دارویی تنظیم شده، تأیید شود.

س: کدام درجه برای لوله دارویی ترجیح داده می شود؟

پاسخ: 1.4435 ترجیح داده می شود زیرا مقاومت در برابر خوردگی بالاتر از چرخه های تمیز کردن و ضدعفونی تهاجمی جان سالم به در می برد و پس از پولیش الکتریکی الزامات سطح اتاق تمیز و سیستم های بیوتکنولوژی مشخص شده در ASME BPE و DIN EN ISO 1127 را برآورده می کند.

س: آیا هر دو گرید برای جوشکاری مناسب هستند؟

ج: بله. هر دو دارای حداکثر کربن 0.030 درصد هستند، بنابراین در برابر خوردگی بین دانه‌ای در شرایط{2}}جوشکاری شده مقاومت می‌کنند و در سرویس‌های معمولی نیازی به عملیات حرارتی پس از جوش{3} ندارند.

س: چه استانداردهایی این مواد لوله را پوشش می دهند؟

A: EN 10216-5 برای لوله های فشار بدون درز، EN 10217-7 برای لوله های تحت فشار جوش داده شده، ASTM A312 برای لوله، ASTM A269 برای لوله های خدمات عمومی، ASTM A270 برای لوله های بهداشتی، EN EN ISO-PE-purity، و لوله های DIN EN BAS 1127 برای لوله های فشار بالا. سیستم های بیودارویی

سوالات متداول

Q1. 1.4404 و 1.4435 چه نام های فولادی را در EN 10088-2 دارند؟
نام فولاد آنها X2CrNiMo17-12-2 برای 1.4404 و X2CrNiMo18-14-3 برای 1.4435 است، هر دو با حداکثر کربن 0.030 درصد. در شرایط ASTM 1.4404 تقریباً با 316L (UNS S31603) مطابقت دارد، در حالی که 1.4435 به بهترین شکل به عنوان یک نوع نیکل بالا و مولیبدن بالا 316L توصیف می شود.

Q2. مقادیر PREN این دو درجه چگونه با هم مقایسه می شوند؟
محاسبه شده به صورت Cr + 3.3 Mo + 16 N از ترکیب اسمی، عدد معادل مقاومت حفره‌ای تقریباً 24 تا 26 برای 1.4404 و 26 تا 28 برای 1.4435 است، بنابراین 1.4435 دمای حفره‌ای بحرانی{0} و شکاف آب{0} و شکاف{0}به‌طور قابل اندازه‌گیری بالاتری را نشان می‌دهد. جریان های پردازش

Q3. چه خواص مکانیکی برای این گریدها لازم است؟
بر اساس EN 10088-2 برای محصولات مسطح تا ضخامت 8 میلی متر در شرایط بازپخت با محلول، هر دو گرید دارای استحکام کششی Rm 530-680 مگاپاسکال، مقاومت تسلیم Rp0.2 حداقل 220 مگاپاسکال، ازدیاد طول A حداقل 45 درصد و دانسیته 30/0 گرم در سانتی متر هستند. برای لوله تحت فشار، مقادیر طراحی باید از EN 10216-5 گرفته شود.

Q4. کدام استانداردهای محصول برای این مواد لوله اعمال می شود؟
EN 10216{4}}5 لوله‌های فشار بدون درز را پوشش می‌دهد، EN 10217-7 لوله فشار جوش داده شده، لوله ASTM A312، لوله‌های خدمات عمومی ASTM A269، لوله‌های بهداشتی ASTM A270، سیستم‌های DIN EN ISO 1127 با ابعاد بالا و سیستم‌های بایپورت 1127 هر دو درجه تا حدود 196- درجه سانتیگراد مناسب هستند، در حالی که بالاتر از حدود 450 تا 500 درجه سانتیگراد با کربن بالا یا گریدهای تثبیت شده مانند 316H یا 316Ti باید در نظر گرفته شوند.

Q5. چه سطحی برای لوله دارویی با خلوص بالا لازم است؟
پولیش مکانیکی، بازپخت روشن و پولیش الکتریکی برای رسیدن به زبری Ra 0.4 میکرومتر و کمتر استفاده می‌شود، و لوله الکتروپلی‌شده 1.4435 استاندارد برای تأسیسات- اتاق تمیز و بیوتکنولوژی است. جوشکاری TIG اوربیتال خودزا با پشتوانه آرگون معمولی است و به دنبال آن ترشی و غیرفعال سازی انجام می شود.