Tubo saldato ASTM B673 UNS N08904 (904L): specifiche e dati sui materiali

Cosa copre ASTM B673

ASTM B673 è la specifica standard per i tubi saldati per fusione elettrica prodotti con leghe di nichel-ferro-cromo-molibdeno per servizi corrosivi generali. Fissa la composizione chimica, le proprietà meccaniche minime, il metodo di saldatura, il ciclo di trattamento termico, le tolleranze dimensionali e il programma di test che ogni lotto deve soddisfare prima di lasciare lo stabilimento. UNS N08904, venduto in tutto il settore come 904L, è il membro più noto di quella famiglia di leghe: un acciaio inossidabile completamente austenitico a basso tenore di carbonio contenente circa il 20% di cromo, 25% di nichel, 4,5% di molibdeno e 1,5% di rame. Le aggiunte di molibdeno e rame sono ciò che lo separa dal normale 316L e sono la ragione per cui il tubo saldato 904L sopravvive ai circuiti di acido solforico e fosforico in cui i gradi standard si bucano o si rompono entro pochi mesi.

Poiché il prodotto è saldato e non privo di giunzioni, la specifica controlla direttamente la giuntura. L'altezza dell'armatura di saldatura, la penetrazione, l'esame radiografico o ultrasonico della saldatura longitudinale, le prove di appiattimento e di piegatura inversa sui campioni di saldatura e una prova idraulica o a correnti parassite su ciascuna lunghezza fanno tutti parte della normale esecuzione dell'ordine.

Dati sui materiali per UNS N08904 (904L)

Normalmente è necessario che l'analisi del prodotto rientri nei limiti indicati di seguito, espressi in percentuale in peso.

Elemento	Limite UNS N08904
Carbonio (C)	0.020 max
Manganese (Mn)	2.00 max
Silicio (Si)	1.00 max
Fosforo (P)	0.045 max
Zolfo (S)	0.035 max
Cromo (Cr)	19.00 - 23.00
Nichel (Ni)	23.00 - 28.00
Molibdeno (Mo)	4.00 - 5.00
Rame (Cu)	1.00 - 2.00

Le proprietà minime della temperatura ambiente allo stato ricotto sono mostrate di seguito.

Proprietà	Valore
Resistenza alla trazione	490 MPa (71 ksi) minimo
Resistenza allo snervamento, compensazione dello 0,2%.	220 MPa (32 ksi) minimo
Allungamento in 50 mm	35% minimo
Densità	7,95 g/cm3
Punto di fusione	circa 1350 gradi (2460 gradi F)
Numero equivalente di resistenza alla vaiolatura	circa 34-36

Saldatura, Trattamento Termico e Finitura Superficiale

Il tubo viene formato a freddo da strisce o piastre, saldato longitudinalmente, quindi sottoposto a ricottura completa a circa 1050-1150 gradi seguita da una rapida tempra in acqua. Questo passaggio non è facoltativo. La saldatura e la formatura lasciano l'austenite che trasporta fasi secondarie ricche di cromo e molibdeno, e solo un rapido raffreddamento dopo la ricottura le ridissolve e ripristina la resistenza alla corrosione del metallo madre attraverso la zona di saldatura.

Dopo la tempra, il tubo viene decapato e passivato per rimuovere il colore del calore e qualsiasi ferro libero incorporato dalla superficie. La tinta dovuta al calore è l'ossido impoverito di cromo ed è il punto di partenza più comune per la vaiolatura prematura nei tubi austenitici saldati, quindi una giunzione decapata correttamente è un indicatore di qualità migliore di qualsiasi affermazione sull'aspetto superficiale.

Saldatura: saldatura automatica per fusione elettrica, solitamente con passata di radice ad arco di tungsteno a gas depositato senza metallo d'apporto, seguita da passate di riempimento al plasma o ad arco sommerso dove lo spessore della parete lo richiede.

Trattamento termico: solubilizzazione a 1050-1150 gradi, tempra in acqua, nessuna ricottura stabilizzante.

Finitura: decapata, ricotta lucida, lucidata meccanicamente o elettrolucidata su richiesta.

Estremità: lisce, smussate o filettate con giunti e tappate per il trasporto.

Gamma di dimensioni e formati di consegna

Articolo	Gamma tipica
Diametro esterno	Da 1/2 pollice a 24 pollici (da 12,7 a 610 mm), disponibili dimensioni personalizzate
Spessore della parete	Programma da 5S a XXS o parete nominale secondo disegno
Lunghezza	Da 5 a 7 m, da 9 a 13 m, casuale singolo, doppio casuale, tagliato a misura
Percorso di produzione	Saldato, saldato per fusione elettrica (EFW)
Ispezione	Esame delle cuciture idrostatiche, a correnti parassite, radiografiche o ultrasoniche
Documentazione	Certificato di fabbrica EN 10204 3.1, ispezione di terzi su richiesta

Servizio di corrosione e adattamento dell'applicazione

UNS N08904 è specificato laddove cloruri, acido solforico, acido fosforico e acidi organici misti rendono il 316L antieconomico. Gestisce acido solforico diluito in un ampio intervallo di concentrazioni, produzione di acido fosforico, circuiti di raffreddamento dell'acqua di mare e liquori di cartiera. L'alto contenuto di nichel mantiene inoltre la lega duttile e resistente alla tensocorrosione da cloruro a temperature alle quali già il 316L fallirebbe, sebbene il 904L non sia immune: il livello di cloruro e la temperatura operativa devono sempre essere considerati insieme prima che il grado venga rilasciato per un determinato servizio.

Recipienti per reazioni chimiche, colonne e linee di trasferimento

Scambiatori di calore, condensatori e tubi dell'evaporatore

Impianto di decapaggio e rigenerazione acidi

Circuiti di desolforazione fumi e scrubber

Tubazioni di processo offshore e unità di desalinizzazione

Linee di processo farmaceutiche e alimentari che necessitano di detergenti aggressivi

Un edificio asciutto e ben ventilato non è il mercato per questo materiale. Viene acquistato per la parte umida e aggressiva di un impianto e specificato da ingegneri che hanno già perso 316L a causa della vaiolatura o della rottura del cloruro.

Domande frequenti

D: 904L è lo stesso materiale di UNS N08904?
Sì. 904L è la designazione commerciale della lega per lavorazione plastica coperta da UNS N08904 ed entrambi i nomi compaiono in modo intercambiabile sui disegni e sui certificati dei materiali.

D: In cosa differisce il tubo saldato 904L da quello senza saldatura?
I minimi relativi alle proprietà chimiche e meccaniche sono comparabili, ma il prodotto saldato presenta una giuntura longitudinale che deve essere testata. I tubi saldati sono normalmente più economici e disponibili in diametri maggiori, mentre i tubi senza saldatura sono preferiti per le dimensioni più piccole e le classi di pressione più elevate.

D: Il trattamento termico post saldatura è obbligatorio?
Sì, per prestazioni complete contro la corrosione. La solubilizzazione a 1050-1150 gradi con un rapido raffreddamento in acqua dissolve le fasi precipitate e omogeneizza la zona di saldatura. Il tubo fornito allo stato saldato mostrerà un attacco preferenziale lungo la giuntura in servizio acido.

D: Qual è la temperatura massima di servizio?
La resistenza all'ossidazione è di circa 400 gradi in servizio continuo. Nei flussi contenenti cloruro il limite pratico è molto più basso ed è fissato dal rischio di tensocorrosione piuttosto che dal ridimensionamento, quindi la concentrazione di cloruro, il livello di stress e la temperatura devono essere valutati insieme.

D: Quali ambienti acidi sono più adatti al 904L?
Diluire acido solforico fino a una concentrazione di circa il 70% a temperatura moderata, acido fosforico e miscele di acido solforico e nitrico. Gli acidi fortemente ossidanti e l'acido fluoridrico non rientrano nel suo normale campo di utilizzo.

D: Come viene verificato il cordone di saldatura?
A seconda delle esigenze dell'ordine: esame radiografico o ultrasonico dell'intera giuntura, prove di appiattimento e di piegatura inversa su coupon tagliati da una lunghezza finita, oltre a prove idrostatiche o a correnti parassite di ogni singolo tubo.

D: Perché il tubo deve essere decapato dopo la saldatura?
La saldatura lascia una tinta di ossido impoverito di cromo lungo la cucitura. Se non viene rimossa, quella fascia diventa la parte meno resistente alla corrosione del tubo e si fora molto prima del metallo principale.