Aceros inoxidables súper austeníticos UNS S31254 frente a 904L: especialistas en ambientes de cloruro ultra-duro

Dos súper-especialistas en austeníticos para medios agresivos

UNS S31254 y 904L (UNS N08904) son aceros inoxidables totalmente austeníticos desarrollados para entornos más allá del alcance de 316L y los grados dúplex. A menudo se comparan porque ambos sirven a las industrias química y offshore, pero sus estrategias de aleación difieren: S31254 es un grado super-austenítico de molibdeno al 6% reforzado contra el ataque de cloruro, mientras que 904L es un grado alto-de níquel optimizado para servicios con ácidos fuertes.

Composición química según ASTM A240

Elemento (% en peso)	S31254	904L UNS N08904
C	0,020 máx.	0,020 máx.
Minnesota	1,00 máximo	2.00 máximo
P	0,030 máx.	0,045 máx.
S	0,010 máx.	0,035 máx.
Si	0,80 máx.	1,00 máximo
cr	19.5-20.5	19.0-23.0
Ni	17.5-18.5	23.0-28.0
Mes	6.0-6.5	4.0-5.0
N	0.18-0.22	No especificado
Cu	0.50-1.00	1.00-2.00

PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, calculado a partir de la composición nominal, alcanza aproximadamente 42-43 para S31254 frente a aproximadamente 35 para 904L. La diferencia se debe al mayor contenido de molibdeno y, decisivamente, a la adición de nitrógeno del S31254, que la especificación 904L no requiere.

Resistencia a la corrosión en servicio

S31254 sobresale en ambientes calientes con cloruro: agua de mar por encima de la temperatura ambiente, soluciones de salmuera, intercambiadores de calor de plantas desalinizadoras, equipos submarinos en alta mar y sistemas de blanqueo de pulpa. Su alto PREN resiste la corrosión por picaduras y grietas donde el 904L mostraría ataque.. 904L sobresale en ácidos fuertes, en particular ácido sulfúrico y fosfórico y procesos químicos cargados de ácido-, donde el alto contenido de níquel mantiene estable la película pasiva y el grado también resiste el agrietamiento por corrosión bajo tensión en el servicio de gas amargo. En corrientes de cloruro -ácido mixto, el S31254 es la opción más confiable a temperatura elevada.

Propiedades mecánicas

La placa recocida según ASTM A240: S31254 tiene una resistencia a la tracción mínima de 650 MPa, un límite elástico de 300 MPa y un alargamiento del 35 %.. 904L tiene una resistencia a la tracción mínima de 490 MPa, un límite elástico de 220 MPa y un alargamiento del 35 %. Ambos grados no son-magnéticos y conservan una buena tenacidad, incluso a bajas temperaturas.

Fabricación y Soldadura

Ambos grados se pueden soldar con GTAW, GMAW y SAW utilizando un bajo aporte de calor y metales de aportación a base de níquel sobre-aleados-como AWS ERNiCrMo-3 para mantener la resistencia a la corrosión del metal de soldadura por encima de la del material base. El decapado y la pasivación posteriores a la soldadura son obligatorios para eliminar las incrustaciones de óxido de soldadura y restaurar la película pasiva. Las fuerzas de conformado son mayores que las del 316L y el S31254 en particular se endurece más rápidamente, por lo que se necesitan velocidades más lentas y herramientas más resistentes.

Selección y costo

Seleccione S31254 para servicio de cloruro caliente y agua de mar donde gobiernan las picaduras y el ataque de grietas: ósmosis inversa de agua de mar, bocas de pozo costa afuera, condensadores costeros, plantas de lejía. Seleccione 904L para servicio con ácido fuerte: manejo de ácido sulfúrico y fosfórico, revestimientos de camiones cisterna para productos químicos, almacenamiento de ácido y procesamiento de desechos nucleares. El S31254 generalmente conlleva una prima de costo del 20-30 % sobre el 904L, por lo que para un servicio de cloruro suave o de baja temperatura la respuesta económica es el 316L o un grado dúplex, no ninguno de estos especialistas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la principal diferencia entre S31254 y 904L?

Estrategia de aleación. S31254 utiliza 6-6,5 % de molibdeno más 0,18-0,22 % de nitrógeno para vencer las picaduras de cloruro y el ataque de grietas, alcanzando un PREN de aproximadamente 42-43. 904L usa un mayor contenido de níquel de 23-28 % con 4-5 % de molibdeno y sin necesidad de nitrógeno, alcanza un PREN de aproximadamente 35 y sobresale en ácidos fuertes.

¿Por qué el PREN del S31254 es mucho más alto?

Porque tanto el molibdeno como el nitrógeno contribuyen en gran medida a la fórmula PREN Cr + 3.3 Mo + 16 N, y S31254 contiene más de ambos. El nitrógeno también fortalece la aleación y está ausente en la especificación 904L.

¿Qué calidad debo elegir para los intercambiadores de calor de agua de mar?

UNS S31254. El agua de mar caliente, la salmuera y el agua de refrigeración cargada de cloruro- exigen la mayor resistencia a picaduras y grietas del grado de 6 % de Mo; 904L no es la primera opción para tareas de picadura de cloruro.

¿Qué grado es mejor para el ácido sulfúrico o fosfórico concentrado?

904L. Su alto contenido de níquel estabiliza la película pasiva en ácidos fuertes y es la opción convencional para almacenamiento de ácido, camiones cisterna para productos químicos y equipos de procesamiento de ácido. S31254 también funciona bien, pero normalmente no es necesario allí.

¿Pueden estos grados reemplazar al 316L?

Pueden superar al 316L por un amplio margen, pero a un costo varias veces mayor. Utilice 316L para servicios leves y reserve S31254 o 904L para entornos donde 316L y los grados dúplex no son adecuados.

¿Qué metales de aportación se utilizan para soldarlos?

Los rellenos a base de níquel sobre-aleado-, como AWS ERNiCrMo-3, son típicos y se aplican con un bajo aporte de calor y una temperatura entre pasadas controlada. El metal de soldadura siempre debe ser al menos tan resistente a la corrosión como el material base, y el decapado más pasivación completa la unión.