Jika Anda pernah memesan baja tahan karat untuk tangki las, bejana tekan, atau sistem perpipaan kimia, Anda pasti menghadapi pertanyaan: "304 atau 304L?" Perbedaan harga terlihat kecil di atas kertas - mungkin $200 dengan pesanan $5.000. Penjual mungkin berkata, "Pada dasarnya keduanya sama." Namun keputusan senilai $200 tersebut akan menentukan apakah lasan Anda akan tetap kokoh secara struktural lima tahun kemudian - atau apakah korosi antar butir akan memakan zona-yang terkena dampak panas di setiap sambungan las, sehingga mengubah bejana tekan menjadi bom waktu.

Perbedaan keseluruhan antara 304 dan 304L terletak pada satu angka: kandungan karbon. 304 memungkinkan hingga 0,08% karbon. 304L - "L" adalah singkatan dari "Low Carbon" - membatasi karbon sebesar 0,03%. Perbedaan 0,05% tersebut tidak terlihat dengan mata telanjang, tidak terdeteksi oleh magnet, dan tidak relevan dengan kekuatan tarik. Namun selama pengelasan - dalam beberapa menit ketika baja mendingin dari 1.500 derajat hingga 400 derajat - 0,05% karbon ekstra di 304 mengendap sebagai kromium karbida pada batas butir, menghabiskan logam kromium di sekitarnya dan menciptakan jalur mikroskopis untuk menyerang korosi. Fenomena ini disebut sensitisasi, dan mode kegagalan yang dihasilkan - korosi intergranular, atau "peluruhan las" - telah menyebabkan lebih banyak kegagalan peralatan baja tahan karat dibandingkan gabungan seluruh mekanisme korosi lainnya.
Aturan pengambilan keputusannya sederhana: jika Anda mengelas, pilih 304L. Biaya premium sebesar 3-8% untuk 304L tidak seberapa jika dibandingkan dengan biaya kegagalan pengelasan tunggal. Jika Anda tidak mengelas - misalnya, menentukan-bagian lembaran logam dingin, pengencang, atau batangan anil untuk pemesinan - 304 secara teknis sudah cukup dan sedikit lebih murah. Namun dalam rantai pasokan modern,-bahan 304/304L bersertifikasi ganda telah menjadi hal yang umum sehingga harga premium telah hilang untuk sebagian besar bentuk produk standar. Jika ragu, tentukan-304/304L bersertifikat ganda - Anda mendapatkan jaminan rendah karbon 304L tanpa membayar ekstra.
Komposisi Kimia - 0,05% Yang Mengubah Segalanya
304 dan 304L memiliki kandungan kimia dasar yang sama - 18-20% kromium dan 8-10,5% nikel - dan hanya berbeda dalam kandungan karbon maksimum yang diperbolehkan: 304 mengizinkan hingga 0,08% karbon, sedangkan 304L membatasinya pada 0,03%. Perbedaan elemen tunggal ini tidak memiliki dampak terukur pada sifat mekanik pada suhu kamar, namun merupakan faktor penentu ketahanan korosi las.
Baik 304 maupun 304L termasuk dalam keluarga baja tahan karat austenitik seri 300-. Bahan ini bersifat non-magnetik dalam kondisi anil, memiliki sifat mampu bentuk dan kemampuan las yang sangat baik, dan memberikan ketahanan korosi umum yang baik di lingkungan atmosfer, air, dan sedikit asam. Julukan "18-8" mengacu pada perkiraan komposisi kromium + 8% nikelnya sebesar 18% - formula yang menjadikan 304 sebagai kelas baja tahan karat yang paling banyak digunakan di dunia, menyumbang lebih dari 50% produksi baja tahan karat global.
|
Elemen |
304 (UNS S30400) |
304L (UNS S30403) |
Mengapa Itu Penting |
|
Karbon (C) |
0,08% maks |
0,03% maks |
Perbedaan kritis - menentukan risiko sensitisasi selama pengelasan |
|
Kromium (Cr) |
18.0–20.0% |
18.0–20.0% |
- identik menyediakan film oksida pasif untuk ketahanan terhadap korosi |
|
Nikel (Ni) |
8.0–10.5% |
8.0–11.0% |
Hampir-identik - menstabilkan struktur austenitik (FCC); 304L memungkinkan Ni sedikit lebih banyak untuk mengimbangi C yang lebih rendah |
|
Mangan (Mn) |
maks 2,0%. |
maks 2,0%. |
Deoxidizer - yang identik selama pembuatan baja |
|
Silikon (Si) |
maks 0,75%. |
maks 0,75%. |
Penghilang oksidator sisa - yang identik |
|
Fosfor (P) |
0,045% maks |
0,045% maks |
Pengotor - identik; P yang lebih tinggi mengurangi keuletan |
|
Belerang (S) |
0,030% maks |
0,030% maks |
Pengotor - identik; S yang lebih tinggi meningkatkan kemampuan mesin tetapi mengurangi kemampuan las |
|
Nitrogen (N) |
0,10% maks |
0,10% maks |
- sisa yang identik; sedikit meningkatkan kekuatan |
|
Besi (Fe) |
Keseimbangan |
Keseimbangan |
Identik - sekitar 67-73% |
Mengapa Karbon 0,05% Sangat Penting? - Mekanisme Sensitisasi
Kapanbaja tahan karat 304dipanaskan hingga 425-870 derajat - kisaran suhu yang dicapai di zona terpengaruh panas (HAZ) yang berdekatan dengan las - atom karbon yang terlarut dalam matriks logam menjadi bergerak dan bermigrasi ke batas butir, di mana atom karbon tersebut bereaksi dengan kromium membentuk endapan kromium karbida (Cr₂₃C₆). Setiap partikel kromium karbida mengkonsumsi sekitar 16 atom kromium untuk setiap 6 atom karbon, sehingga menghabiskan daerah batas butir kromium yang berdekatan di bawah ambang batas 12% yang diperlukan untuk mempertahankan lapisan oksida pasif. Hasilnya: zona pengikisan kromium mikroskopis-di setiap batas butir, yang lebih mudah terkorosi jika terkena elektrolit - mode kegagalan yang dikenal sebagai korosi intergranular (IGC) atau "peluruhan las".
Untuk memahami mengapa karbon 0,05% memberikan perbedaan antara ketahanan terhadap korosi dan kegagalan korosi, bayangkan atom karbon sebagai "pencuri kromium". Pada 304, dengan kandungan karbon hingga 0,08%, terdapat cukup atom karbon dalam baja untuk mencuri kromium dari sekitar 1,3% total kandungan kromium saat karbida terbentuk. Hal ini menurunkan tingkat kromium batas butir di bawah 12% - ambang batas film pasif kritis. Dalam 304L, dengan hanya 0,03% karbon, jumlah kromium yang dapat "dicuri" kurang dari 0,5% total kromium - tidak cukup untuk menurunkan batas butir di bawah ambang batas 12%. Batas butir pada 304L yang dilas mempertahankan ketahanan korosi penuhnya, bahkan tanpa perlakuan panas pasca{16}}pengelasan.
Kisaran suhu sensitisasi 425-870 derajat (800-1.600 derajat F) sangat penting karena ini adalah kisaran suhu yang dilewati zona las-yang terpengaruh panas selama pendinginan. Pengelasan GTAW (TIG) pada lembaran 304 setebal 3 mm mempertahankan HAZ dalam kisaran sensitisasi selama kurang lebih 30-60 detik - cukup lama untuk pengendapan karbida dimulai pada 304, namun tidak cukup lama untuk menyebabkan sensitisasi terukur pada 304L. Untuk bagian yang lebih tebal (10mm+), laju pendinginan yang lebih lambat memperpanjang waktu dalam rentang sensitisasi hingga beberapa menit, sehingga 304L sangat penting.
Ganda-Bersertifikat 304/304L - Standar Modern
Dalam praktiknya, sebagian besar baja tahan karat yang diproduksi saat ini - khususnya produk canai datar-(lembaran, pelat, kumparan) dan produk tabung (pipa, tabung) - memiliki sertifikasi ganda-yang memenuhi bahan kimia 304 dan 304L. Artinya material tersebut memiliki karbon Kurang dari atau sama dengan 0,03% (memenuhi 304L), kromium 18,0-20,0%, dan nikel 8,0-10,5% (memenuhi keduanya). Material bersertifikasi ganda menghilangkan kebutuhan untuk memilih - Anda secara otomatis mendapatkan kemampuan las 304L dengan harga 304. Selalu tanyakan kepada pemasok Anda apakah material tersebut memiliki sertifikasi ganda; jika ya, perdebatan 304 vs 304L terselesaikan.
Sertifikasi ganda menjadi tersebar luas karena pemurnian argon-dekarburisasi oksigen (AOD) modern, yang memproduksi lebih dari 95% baja tahan karat dunia, secara alami mencapai tingkat karbon di bawah 0,03% tanpa biaya tambahan yang signifikan. Proses AOD menyuntikkan campuran argon dan oksigen ke dalam baja cair untuk menghilangkan karbon - dan lebih mudah serta lebih murah untuk menghilangkan karbon hingga 0,02-0,03% daripada berhenti tepat pada 0,08%. Artinya bagi pembuat baja modern, memproduksi bahan kimia 304L sebenarnya adalah defaultnya - dan memproduksi 304 dengan karbon lebih tinggi memerlukan penambahan karbon kembali ke dalam lelehan secara sengaja. Inilah sebabnya mengapa 304/304L bersertifikasi ganda telah menjadi norma industri dan bukan pengecualian.
[Sumber] ASTM A240/A240M - Spesifikasi Standar untuk Kromium dan Kromium-Pelat, Lembaran, dan Strip Baja Tahan Karat Nikel. ASTM A312/A312M - Spesifikasi Standar untuk Pipa Baja Tahan Karat Austenitik yang Mulus, Dilas, dan Sangat Dingin.
Sifat Mekanik - Apakah Kekuatan 304 dan 304L Sama?
Pada suhu kamar dalam kondisi anil, 304 dan 304L pada dasarnya memiliki sifat tarik yang sama. Kedua grade memenuhi persyaratan minimum ASTM A240 yang sama: kekuatan tarik Lebih besar dari atau sama dengan 515 MPa (75 ksi), kekuatan luluh Lebih besar dari atau sama dengan 205 MPa (30 ksi), dan perpanjangan lebih besar dari atau sama dengan 40%. Perbedaan kekuatan apa pun antara dua bagian 304 dan 304L disebabkan oleh ukuran butir, riwayat pengerjaan dingin, dan praktik anil - bukan karena perbedaan kandungan karbon.

|
Milik |
304 (anil) |
304L (anil) |
Perbedaan |
|
Kekuatan Tarik (min) |
515 MPa (75 ksi) |
515 MPa (75 ksi) |
Tidak ada - minimum yang sama |
|
Kekuatan Tarik (khas) |
585-620 MPa |
570-605 MPa |
1-2% lebih rendah untuk 304L (dapat diabaikan) |
|
Kekuatan Hasil 0,2% (mnt) |
205 MPa (30 ksi) |
205 MPa (30 ksi) |
Tidak ada - minimum yang sama |
|
Kekuatan Hasil 0,2% (khas) |
250-290 MPa |
240-280 MPa |
3-5% lebih rendah untuk 304L (dapat diabaikan) |
|
Perpanjangan dalam 50mm (menit) |
40% |
40% |
Tidak ada - minimum yang sama |
|
Kekerasan (maks) |
201 PBR / 92 HRB |
201 PBR / 92 HRB |
Tidak ada yang - maksimal identik |
|
Modulus Elastisitas |
193 IPK |
193 IPK |
Identik |
|
Kepadatan |
8,00 gram/cm³ |
8,00 gram/cm³ |
Identik |
Kekuatan-Suhu Tinggi: Perbedaan Halus pada Suhu Tinggi
Di atas sekitar 425 derajat (800 derajat F), 304 mempertahankan kekuatan yang sedikit lebih tinggi daripada 304L karena kandungan karbon yang lebih tinggi memberikan efek penguatan presipitasi yang kecil-dari dispersi karbida halus. Namun, keunggulan ini memiliki konsekuensi-yang berat: pada suhu yang sama, 304 rentan terhadap sensitisasi jika sudah dilas sebelumnya. Untuk aplikasi suhu-tinggi di atas 425 derajat yang memerlukan pengelasan, pertimbangkan 304H (0,04-0,10% C, UNS S30409) sebagai ganti - yang menggabungkan kekuatan suhu tinggi dari karbon yang lebih tinggi dengan ukuran butir terkontrol untuk ketahanan mulur, sesuai persyaratan Kode Boiler ASME.
Kode Boiler dan Bejana Tekan ASME Bagian II, Bagian D memberikan nilai tegangan yang diijinkan untuk kedua tingkatan pada suhu tinggi. Pada 500 derajat (932 derajat F), 304 mempunyai tegangan izin sekitar 102 MPa vs 94 MPa untuk 304L - perbedaan sekitar 8%. Pada 600 derajat (1.112 derajat F), perbedaannya menyempit menjadi sekitar 5%. Untuk sebagian besar aplikasi industri di bawah 400 derajat - yang mencakup sebagian besar pemrosesan kimia, makanan dan minuman, farmasi, pengolahan air, dan aplikasi arsitektur - perbedaan kekuatan suhu tinggi ini tidak relevan, dan keunggulan korosi 304L melebihi manfaat kekuatan teoritis 304.
[Sumber] Kode Boiler dan Bejana Tekan ASME, Bagian II, Bagian D - Properti (Metrik), Edisi 2023. Nilai tegangan izin ASTM A240/A240M.
Kinerja Pengelasan - Inti dari Keputusan 304 vs 304L
Peluruhan las (korosi intergranular di zona-yang terkena dampak panas) terjadi dalam empat langkah: (1) logam dasar yang berdekatan dengan las dipanaskan hingga 425-870 derajat ; (2) atom karbon berdifusi hingga batas butir dan bereaksi dengan kromium membentuk kromium karbida; (3) daerah batas butir yang berdekatan dengan karbida mengalami kekurangan kromium di bawah 12%; (4) bila terkena lingkungan korosif - bahkan asam ringan atau uap air - kromium-batas butir yang habis akan terkorosi, dan logam benar-benar hancur di sepanjang batas butir. Pada 304L, langkah 2 tidak pernah mencapai ambang kritis karena tidak terdapat cukup karbon untuk membentuk jaringan karbida batas butir yang berkesinambungan.
Untuk memvisualisasikan proses ini, bayangkan sebuah dinding bata. Butiran baja tahan karat membuat batu batanya - kuat, tahan korosi-dan utuh satu per satu. Batas butir adalah mortar di antara batu bata. Pada 304L yang tidak dilas atau 304L yang tidak dilas, mortar sama kuatnya dengan batu bata. Namun pada pengelasan 304, sensitisasi melarutkan kromium dari mortar, mengubahnya menjadi pasir. Dinding masih tampak seperti dinding - batu bata masih ada, geometri tidak berubah - namun dorongan ringan (lingkungan korosif) menyebabkan batu bata hancur, karena mortar yang menyatukannya hilang. Inilah sebabnya mengapa pembusukan las sangat berbahaya: komponen terlihat normal hingga tiba-tiba rusak.
Pengelasan 304 vs 304L - Aturan Praktis
Aturan untuk SEMUA pengelasan: Gunakan logam pengisi 308L (ER308L untuk TIG, E308L untuk stick), terlepas dari apakah Anda mengelas 304 hingga 304, 304L hingga 304L, atau 304 hingga 304L. Pengisi{10}}karbon rendah memastikan logam las itu sendiri tahan terhadap sensitisasi. Sekalipun logam dasarnya adalah standar 304, logam las yang diendapkan akan memiliki ketahanan terhadap korosibaja 304L.
|
Logam Dasar |
Logam Pengisi |
Kemampuan las |
Risiko Sensitisasi |
Diperlukan PWHT? |
|
304 hingga 304 |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Bagus sekali |
TINGGI - HAZ akan membuat peka |
YA - larutan anil pada suhu 1.040-1.150 derajat + pendinginan air |
|
304L hingga 304L |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Bagus sekali |
RENDAH - HAZ menolak sensitisasi |
TIDAK - tidak diperlukan untuk ketahanan terhadap korosi |
|
304 hingga 304L |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Bagus sekali |
SEDANG - 304 sisi HAZ mungkin membuat peka |
Direkomendasikan jika sisi 304 terkena media korosif |
|
304/304L ganda-tersertifikasi sama |
ER308L (GTAW) / E308L (SMAW) |
Bagus sekali |
RENDAH - karbon Kurang dari atau sama dengan 0,03% |
TIDAK - tidak diperlukan |
Pasca-Perlakuan Panas Pengelasan - Saat 304 Membutuhkannya dan 304L Tidak
Perbedaan praktis mendasar antara 304 dan 304L adalah sebagai berikut: komponen 304 yang dilas dan akan bersifat korosif HARUS dianil solusinya-setelah pengelasan untuk-melarutkan kembali karbida kromium dan mengembalikan ketahanan terhadap korosi. Solution annealing memerlukan pemanasan seluruh komponen hingga 1.040-1.150 derajat (1.900-2.100 derajat F) lalu pendinginan cepat dalam air - sebuah proses yang mahal, boros energi, dan seringkali secara fisik tidak mungkin dilakukan pada struktur fabrikasi besar (tangki, bejana tekan, gulungan pipa). Komponen 304L yang dilas mencapai ketahanan korosi yang sama seperti-kondisi yang dilas - tidak diperlukan perlakuan panas pasca-pengelasan.
Inilah argumen ekonomis untuk 304L dalam satu kalimat: biaya anil larutan pada fabrikasi las yang besar ($2.000-10.000 untuk siklus tungku ditambah risiko distorsi) adalah 10-50 kali lebih mahal untuk menggunakan 304L dibandingkan 304 ($200-500 pada proyek biasa). Ketika PWHT tidak memungkinkan - untuk pengelasan lapangan pada pipa terpasang, untuk tangki penyimpanan besar, untuk perbaikan peralatan yang ada - 304L bukan hanya lebih disukai; itu diperlukan.
Parameter Pengelasan untuk 304 dan 304L
|
Parameter |
304 |
304L |
Catatan |
|
Proses yang Direkomendasikan |
GTAW, GMAW, SMAW, SAW, FCAW |
GTAW, GMAW, SMAW, SAW, FCAW |
Identik - semua proses pengelasan busur umum dapat diterima |
|
Logam Pengisi (AWS) |
ER308L / E308L (lebih disukai-pengisi karbon rendah) |
ER308L / E308L |
Gunakan pengisi-karbon rendah untuk SEMUA pengelasan kelompok 304 |
|
Gas Pelindung (GTAW) |
100% Ar atau Ar + 2-5% H₂ |
100% Ar atau Ar + 2-5% H₂ |
Identik |
|
Memanaskan lebih dulu |
Tidak ada yang diperlukan (ambien hingga 50 derajat) |
Tidak ada yang diperlukan (ambien hingga 50 derajat) |
SS austenitik - yang identik tidak memerlukan pemanasan awal |
|
Suhu Interpass Maks |
175 derajat (350 derajat F) |
175 derajat (350 derajat F) |
Suhu yang - lebih tinggi meningkatkan risiko sensitisasi untuk kedua kelas |
|
Rentang Masukan Panas |
0,5-2,5 kJ/mm (khas) |
0,5-2,5 kJ/mm (khas) |
Input panas yang lebih rendah sebesar - akan mengurangi lebar HAZ dan waktu pendinginan |
|
Pasca-Pembersihan Las |
Pasta pengawet atau sikat kawat + pasivasi |
Pasta pengawet atau sikat kawat + pasivasi |
- identik menghilangkan warna panas untuk memulihkan lapisan pasif |
|
PWHT (Solusi Anneal) |
DIPERLUKAN untuk layanan korosif |
TIDAK diperlukan |
Perbedaan ekonomi dan praktis |
[Sumber] AWS A5.9/A5.9M - Spesifikasi Elektroda dan Batang Las Baja Tahan Karat Telanjang. AWS D1.6/D1.6M - Kode Pengelasan Struktural - Baja Tahan Karat.
Ketahanan Korosi - Saat Keunggulan Rendah-Karbon Menjadi Terlihat
Intergranular corrosion (IGC) is the primary corrosion mechanism that differentiates 304 from 304L. In the unwelded, annealed condition, both grades have identical general corrosion resistance to atmospheric exposure, fresh water, mild chemicals, and food products. But after welding, 304 becomes susceptible to IGC in even mildly corrosive environments - including tap water, rainwater, and humid air - because the chromium-depleted grain boundaries in the HAZ are anodic to the surrounding grains, creating microscopic galvanic cells. 304L after welding remains resistant to IGC because its grain boundaries retain >12% kromium.

Korosi intergranular sangat berbahaya karena sulit dideteksi dengan inspeksi visual. Lasan 304 yang peka terlihat normal pada permukaannya - bahkan mungkin lolos uji penetran pewarna, karena permukaannya kontinu. Namun ketika terkena cairan konduktif - bahkan air proses yang sedikit asam - batas butirnya larut, dan logam kehilangan kekuatan tanpa kehilangan ketebalan bagiannya. Pipa 304 tersensitisasi yang telah diuji hidro hingga 1,5x tekanan desain pada hari pertama mungkin gagal pada tekanan desain 0,3x setelah enam bulan digunakan, karena korosi antar butir telah mengubah logam kontinu menjadi butiran yang terhubung secara longgar tanpa kekuatan ikatan di antara keduanya.
Ketahanan Korosi Berdasarkan Lingkungan - 304 vs 304L Setelah Pengelasan
|
Lingkungan |
304 (Tidak Dilas) |
304L (Tidak Dilas) |
304 (Dilas, Tanpa PWHT) |
304L (Dilas, Tanpa PWHT) |
Pemenang untuk Layanan Pengelasan |
|
Atmosfer (dalam ruangan) |
Bagus sekali |
Bagus sekali |
Bagus - Risiko IGC rendah di udara kering |
Bagus sekali |
Keduanya (risiko rendah) |
|
Atmosfer (luar ruangan, hujan) |
Bagus sekali |
Bagus sekali |
MISKIN - air hujan cukup konduktif untuk IGC selama berbulan-bulan |
Bagus sekali |
304L |
|
Air tawar (keran, sungai) |
Bagus sekali |
Bagus sekali |
MISKIN - mineral terlarut mempercepat IGC |
Bagus sekali |
304L |
|
Air laut/air payau |
Risiko pitting - yang wajar dari Cl⁻ |
Risiko pitting - yang wajar dari Cl⁻ |
TIDAK DIREKOMENDASIKAN - IGC + pitting |
Cukup - tahan IGC; sisa-sisa lubang |
Tidak keduanya (gunakan 316L untuk Cl⁻) |
|
Encerkan asam organik (makanan) |
Bagus sekali |
Bagus sekali |
SEDANG - asam asetat/sitrat menyerang batas peka |
Bagus sekali |
304L |
|
Asam nitrat (HNO₃,<50%, <50°C) |
Bagus sekali |
Bagus sekali |
MISKIN - HNO₃ adalah tes standar untuk kerentanan IGC (uji Huey) |
Bagus sekali |
304L |
|
Asam fosfat (H₃PO₄, encer) |
Bagus sekali |
Bagus sekali |
MISKIN - menyerang HAZ yang peka |
Bagus sekali |
304L |
|
Kaustik (NaOH,<50%, <100°C) |
Bagus |
Bagus |
Risiko SCC kaustik - bagus, tetapi sensitivitas IGC-nya lebih rendah |
Bagus |
Keduanya (SCC kaustik adalah faktor pembatasnya) |
|
Suasana pabrik kimia |
Bagus |
Bagus |
MISKIN - asap asam + kelembapan=IGC cepat |
Bagus sekali |
304L |
Uji Standar Kerentanan Korosi Antarbutir
Tiga pengujian standar digunakan untuk memverifikasi bahwa 304L (atau baja tahan karat-rendah karbon) tahan terhadap korosi antar butir setelah pengelasan: ASTM A262 Latihan A (uji etsa asam oksalat - penyaringan cepat, 15 menit), Latihan C (uji asam nitrat / Huey - penurunan berat kuantitatif selama lima periode perebusan 48-jam), dan Latihan E (tembaga-tembaga sulfat-asam sulfat / uji Strauss - uji tekuk setelah 15-mendidih jam). 304L dalam kondisi las-melewati ketiganya; 304 dalam kondisi as{16}}yang dilas gagal dalam ketiganya - memberikan bukti kuantitatif berbasis standar mengenai perbedaan kritis antar tingkatan.
Tes Huey (ASTM A262 Praktek C) adalah yang paling parah dan kuantitatif dari ketiganya. Spesimen 304 yang dilas dan direbus dalam 65% asam nitrat selama lima periode 48-jam biasanya kehilangan 0,5-5,0 mm/tahun (20-200 mil per tahun) di HAZ - laju korosi 10-100 kali lebih tinggi dibandingkan logam dasar di sekitarnya. Spesimen 304L yang dilas serupa dan diuji dalam kondisi yang sama kehilangan kurang dari 0,05 mm/tahun (2 mils per tahun) - mendekati batas deteksi pengujian. Perbedaan jutaan kali lipat dalam laju korosi batas butir ini merupakan bukti teknik di balik aturan sederhana: "pengelasan=menggunakan tingkat L".
Panduan Aplikasi - Kapan Memilih 304 vs 304L
|
Aplikasi |
Diperlukan Pengelasan? |
Layanan Korosif? |
PWHT Mungkin? |
Kelas yang Direkomendasikan |
Alasan |
|
Bejana tekan (ASME VIII) |
Ya |
Bervariasi |
Ya, tapi mahal |
304L (bersertifikat-ganda) |
Penghindaran PWHT + preferensi ASME untuk kelas L-dalam konstruksi las |
|
Chemical storage tank (>5,000 L) |
Ya - fabrikasi toko |
Ya - bahan kimia disimpan |
Tidak - terlalu besar |
304L |
Bidang PWHT tidak mungkin; IGC akan menyebabkan kegagalan besar |
|
Peralatan pengolahan makanan |
Ya - las sanitasi |
Ya - asam makanan + bahan kimia pembersih |
Ya, tapi tidak praktis |
304L |
Lasan sanitasi harus digiling halus dan dipasivasi; 304L menghindari korosi HAZ di bawah endapan |
|
Arsitektur / dekoratif (tanpa pengelasan) |
TIDAK |
Tidak (dalam ruangan atau luar ruangan ringan) |
N/A |
304 |
Tanpa pengelasan=tidak ada risiko sensitisasi; 304 3-5% lebih murah (jika tidak bersertifikasi ganda) |
|
Pengencang (baut, mur, ring) |
TIDAK |
Biasanya tidak |
N/A |
304 |
Pengencang-berkepala dingin tidak dilas; 304 memberikan ketahanan korosi yang memadai |
|
Kumparan pipa untuk pabrik kimia |
Ya - bengkel las yang luas |
Ya - memproses bahan kimia |
Mungkin tapi mahal |
304L (bersertifikat-ganda) |
Beberapa lasan per spul; PWHT akan menimbulkan distorsi; 304L menghindari semua PWHT |
|
Tabung penukar panas |
Ya, pengelasan - tabung-ke-tubesheet |
Ya - air pendingin atau cairan proses |
Tidak ada - yang tidak praktis untuk bundel tabung |
304L |
Pengelasan tabung-ke-tubesheet sangat penting dan sulit diperbaiki; tidak ada PWHT yang mungkin terjadi setelah penggulungan |
|
Perpipaan tempat pembuatan bir/susu |
Ya - pengelasan TIG orbital |
Ya - Larutan CIP (asam + kaustik) |
TIDAK |
304L |
Lasan orbital tidak dapat diberi perlakuan panas-satu per satu; Bahan kimia CIP menyerang HAZ yang peka |
|
Lapisan knalpot/cerobong asap (kering, tanpa pengelasan) |
TIDAK |
Tidak (gas kering) |
N/A |
304 |
Tanpa pengelasan, tanpa elektrolit cair=tanpa risiko IGC |
|
Perbaikan-lapangan pada pipa 304 yang ada |
Ya |
Tergantung pada layanan |
Tidak ada - ketentuan bidang |
Pengisi 304L + logam dasar |
Gunakan pengisi 304L untuk semua perbaikan lapangan; jika mengganti bagian pipa, gunakan 304L |
Lima Aturan Memilih Antara 304 dan 304L
Aturan 1Apakah komponennya akan dilas? - Jika YA, gunakan 304L atau 304/304L tersertifikasi ganda. Pertanyaan tunggal ini menyelesaikan lebih dari 80% keputusan 304 vs 304L. Pengelasan apa pun - bahkan satu lasan paku, sambungan pelat nama, braket penopang - menciptakan HAZ yang rentan terhadap sensitisasi dalam standar 304.
Aturan 2Apakah ketebalan dinding lebih dari 3 mm (1/8 inci)? - Jika YA, gunakan 304L. Bagian yang lebih tebal mendingin lebih lambat dari suhu pengelasan, sehingga memperpanjang waktu yang dihabiskan dalam kisaran sensitisasi (425-870 derajat ). Pelat setebal 25mm-dapat tetap berada dalam rentang sensitisasi selama 5-10 menit setelah pengelasan, dibandingkan dengan 30-60 detik untuk lembaran 1,5 mm - 10 kali lebih lama untuk terbentuknya pengendapan karbida.
Aturan 3Apakah komponen akan melihat lingkungan yang korosif? - Jika YA dan dilas, gunakan 304L. "Korosif" mencakup lingkungan yang tampak ringan: air keran, air hujan, udara lembab, asam makanan (cuka, jus buah), bahan kimia pembersih, proses kondensat. IGC tidak memerlukan asam pekat - ia hanya memerlukan elektrolit untuk membentuk sel galvanik antara batas butir kromium-yang habis (anoda) dan butir di sekitarnya (katoda).
Aturan 4Apakah solusi{0}}pengelasan pasca-pengelasan tidak mungkin atau tidak praktis? - Jika YA, gunakan 304L. Larutan anil memerlukan pemanasan hingga 1.040-1.150 derajat diikuti dengan pendinginan air secara cepat. Hal ini tidak mungkin dilakukan untuk:-pipa yang dilas di lapangan, tangki besar, peralatan terpasang, perbaikan, komponen berdinding tipis yang dapat terdistorsi, dan komponen dengan permukaan mesin yang dapat teroksidasi. Untuk kasus ini, 304L adalah satu-satunya pilihan.
Aturan 5Apakah suhu pengoperasian di atas 425 derajat (800 derajat F)? - Jika YA, pertimbangkan 304H sebagai gantinya. 304 memiliki kekuatan-suhu tinggi yang sedikit lebih baik daripada 304L, namun jika komponen dilas dan beroperasi di atas 425 derajat, 304H (UNS S30409, 0,04-0,10% C dengan ukuran butir terkontrol Lebih besar dari atau sama dengan ASTM 7) memberikan kekuatan mulur dan kepatuhan Kode ASME. Jangan gunakan 304 atau 304L untuk bejana bertekanan berkode ASME di atas 425 derajat tanpa memverifikasi tegangan yang diijinkan.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Apa kepanjangan dari "L" pada 304L?
J: "L" adalah singkatan dari "Rendah Karbon". Baja tahan karat 304L memiliki kandungan karbon maksimum 0,03%, dibandingkan dengan 0,08% untuk standar 304. Kandungan karbon yang lebih rendah ini mencegah pengendapan kromium karbida pada batas butir selama pengelasan, yang merupakan akar penyebab korosi antar butir (peluruhan las). Penunjukan "L" diperkenalkan oleh ASTM pada tahun 1950an secara khusus untuk mengatasi kegagalan korosi las pada peralatan pemrosesan kimia.
T: Apakah 304L lebih lemah dari 304?
A: Tidak - pada suhu kamar, 304 dan 304L pada dasarnya memiliki kekuatan tarik dan luluh yang sama (keduanya memenuhi minimum ASTM A240: tarik 515 MPa, luluh 205 MPa). Pada suhu di atas 425 derajat (800 derajat F), 304 mempertahankan kekuatan yang sedikit lebih tinggi (sekitar 5-8% tegangan izin lebih tinggi pada 500 derajat per Kode ASME), namun untuk aplikasi di bawah 400 derajat - yang mencakup sebagian besar penggunaan industri - kedua tingkatan tersebut dapat dipertukarkan dalam hal kekuatan.
T: Dapatkah saya mengelas 304 hingga 304L?
J: Ya - 304 dan 304L sepenuhnya kompatibel untuk pengelasan. Gunakan logam pengisi ER308L (TIG) atau E308L (stick). Pengisi-karbon rendah memastikan logam las tahan terhadap sensitisasi terlepas dari kandungan karbon logam dasar. Satu-satunya pertimbangan adalah bahwa sisi 304 HAZ mungkin masih rentan terhadap sensitisasi jika komponen tersebut mengalami sifat korosif.
T: Apakah 304L memerlukan perlakuan panas-pasca pengelasan?
J: Tidak - ini adalah keunggulan mendasar 304L. Dalam kondisi as-lasan, 304L tahan terhadap korosi intergranular tanpa-perlakuan panas las. 304 pasca apa pun, sebaliknya, memerlukan anil larutan pada suhu 1.040-1.150 derajat + pendinginan air setelah pengelasan untuk mengembalikan ketahanan terhadap korosi jika komponen akan mengalami layanan korosif.
T: Apa itu 304/304L tersertifikasi ganda-?
J: 304/304L-bersertifikasi ganda adalah material yang secara bersamaan memenuhi persyaratan komposisi kimia kedua tingkatan: karbon Kurang dari atau sama dengan 0,03% (memenuhi 304L), kromium 18,0-20,0%, nikel 8,0-10,5% (memenuhi 304). Ini telah menjadi produk standar di sebagian besar pabrik baja tahan karat karena pemurnian AOD modern secara alami mencapai tingkat karbon di bawah 0,03%. Material bersertifikasi ganda memberi Anda kemampuan las 304L dengan harga 304 - dan harus selalu menjadi pilihan pertama Anda jika tersedia.
T: Apakah 304 berkarat?
J: 304 dan 304L bersifat "tahan karat" - bukan "tahan-noda". Kedua jenis ini tahan terhadap karat di sebagian besar lingkungan dalam ruangan dan luar ruangan ringan, namun dapat menimbulkan karat pada permukaan (pewarnaan teh) di lingkungan yang kaya klorida- terutama di wilayah pesisir dengan semprotan garam. Ini adalah batasan umum dari keluarga 304, bukan perbedaan antara 304 dan 304L. Untuk lingkungan yang kaya klorida (air laut, pesisir, garam penghilang lapisan es), tingkatkan ke 316L, yang menambahkan 2-3% molibdenum untuk menahan korosi lubang.
Q: 304 vs 304L vs 316L - bagaimana cara memilihnya?
J: Pilih 304/304L (bersertifikat-ganda) untuk fabrikasi las-untuk tujuan umum, pemrosesan makanan, aplikasi arsitektur, dan layanan kimia ringan yang tidak mengandung klorida. Pilih 316L bila lingkungan mengandung klorida (air laut, pantai, garam penghilang lapisan es, proses kimia dengan Cl⁻) - 316L menambahkan 2-3% molibdenum untuk ketahanan terhadap lubang. Pilih 304H untuk bejana tekan ASME yang beroperasi di atas 425 derajat di mana kekuatan mulur sangat penting. Jangan pernah memilih non-kelas L 304 untuk komponen yang dilas karena akan menimbulkan lingkungan korosif.
T: Bagaimana cara memverifikasi bahwa materi saya benar-benar 304L dan bukan 304?
A: Periksa Laporan Uji Material (MTR) - harus menunjukkan Karbon Kurang dari atau sama dengan 0,03%. PMI (Identifikasi Material Positif) menggunakan XRF genggam tidak dapat membedakan 304 dari 304L karena XRF tidak dapat mengukur karbon (karbon merupakan elemen yang terlalu ringan untuk deteksi XRF). Satu-satunya metode verifikasi lapangan yang dapat diandalkan adalah Spektroskopi Emisi Optik (OES), yang dapat mengukur kandungan karbon. Jika verifikasi kandungan karbon sangat penting, mintalah analisis kimia laboratorium atau andalkan MTR pabrik (EN 10204 Tipe 3.1).
