Назначение
Покрытый электрод с рутиловым покрытием для сварки супераустенитных коррозионностойких сталей типа 904L (UNS N08904, 1.4539). Классификация AWS A5.4: E385-16. Металл шва 20Cr-25Ni-4,5Mo-1,5Cu - низкоуглеродистый, полностью аустенитный: предел прочности 585-590 Н/мм² при норме класса 520, относительное удлинение 41,5-41,7 % при норме 30.
Рабочая область марки - восстановительные кислотные среды, где обычные аустенитные стали 304L и 316L уже не держат: разбавленная серная кислота, горячая фосфорная кислота, органические кислоты, хлоридсодержащие растворы.
Свариваемые стали: супераустенитные 904L и стали состава 20Cr-25Ni-4,5Mo-1,5Cu; высоколегированные аустенитные стали типа 317 и 317L; разнородные соединения перечисленных сталей с аустенитными хромоникелевыми.
Отечественный сплав того же назначения - 06ХН28МДТ (ЭИ943). Он стабилизирован титаном и беднее по молибдену (2,5-3,0 % против 4,2-5,2 % у металла шва), поэтому шов оказывается легированным сильнее основного металла; применимость под конкретную среду проверяют отдельно.
Отрасли: производство минеральных удобрений, химические производства кислот, нефтепереработка, травильные линии, скрубберы и теплообменное оборудование на оборотной и морской воде.
Почему это работает
Медь - не примесь, а рабочий элемент. Хромистая пассивная плёнка держится только в окислительных условиях; в восстановительных средах - разбавленной серной и горячей фосфорной кислоте - она не работает, и стойкость даёт именно медь, тормозящая анодное растворение. Поэтому сталь 904L и появилась как материал под разбавленную серную кислоту.
Молибден 4,6 % поднимает стойкость к питтинговой и щелевой коррозии в хлоридах, никель 24,5 % даёт запас против хлоридного коррозионного растрескивания. Расчётный PREN металла шва - около 36 (Cr + 3,3 Mo; азот в расчёт не входит).
Обратная сторона состава - полностью аустенитная структура: феррита в шве нет, а именно феррит у обычных хромоникелевых швов служит страховкой от горячих трещин. Здесь его роль берёт на себя чистота металла: сера 0,011 % и фосфор 0,024 % - вдвое ниже допуска класса, и это главный ресурс против кристаллизационных трещин. Отсюда же требования к технике: низкое тепловложение, узкие валики, обязательная заварка кратера.
Области применения
| Отрасль | Типовые узлы и детали |
|---|---|
| Химическая промышленность | реакторы, ёмкости и трубопроводы производства серной, фосфорной и органических кислот, скрубберы |
| Производство минеральных удобрений | выпарные аппараты, теплообменники, трубопроводы и ёмкости линий экстракционной фосфорной кислоты |
| Нефтепереработка | кислотные холодильники, теплообменники, резервуары хранения кислот, оборудование очистки дымовых газов |
| Ремонт оборудования | ремонтная сварка аппаратов, трубопроводов и теплообменных узлов из сталей типа 904L на месте эксплуатации |
Технологические замечания
- Род тока - постоянный обратной полярности DC(+); допускается переменный.
- Сварка без подогрева; межпроходная температура не выше 150 °C, тепловложение держать низким.
- Валики узкие, шириной не более 2,5 диаметра электрода, поперечные колебания минимальные.
- Кратер обязательно заваривать: полностью аустенитный шов наиболее уязвим к горячей трещине именно в кратере.
- Зону шва зачистить до металлического блеска; инструмент и щётки - только для нержавеющих сталей.
- После сварки шлак удалить полностью, шов травить и пассивировать: несмытый шлак и цвета побежалости снижают коррозионную стойкость.
- Режимы тока ориентировочные; окончательные режимы уточнять по WPS и паспорту сварочного оборудования.
Химический состав металла шва, %
| Элемент | Норма класса E385-16 | Типично |
|---|---|---|
| C | не более 0,03 | 0,025 |
| Si | не более 0,90 | 0,84 |
| Mn | 1,0-2,5 | 1,45 |
| S | не более 0,02 | 0,011 |
| P | не более 0,03 | 0,024 |
| Cr | 19,5-21,5 | 21,3 |
| Ni | 24,0-26,0 | 24,5 |
| Mo | 4,2-5,2 | 4,6 |
| Cu | 1,2-2,0 | 1,5 |
Типичные значения металла шва. Структура полностью аустенитная: феррит по WRC-1992 не выявлен.
Режимы и поставка
| Диаметр × длина | Сварочный ток |
|---|---|
| 2,5 × 350 мм | 60-85 А |
| 3,2 × 350 мм | 85-110 А |
| 4,0 × 350 мм | 110-145 А |
| Род тока | DC+ / AC |
|---|---|
| Положения | нижнее, горизонтальное, вертикальное снизу вверх, потолочное |