لوله آلیاژ 20 (UNS N08020): آلیاژ برای خدمات اسید سولفوریک - راهنمای ASTM B729

آلیاژ 20 آلیاژ آهن، نیکل و کروم است که مهندسین کارخانه شیمی زمانی که محیط اسید سولفوریک است و درجه های ضد زنگ کافی نیست، به آن دست پیدا می کنند. آلیاژ UNS N08020 موقعیت باریک اما پرکاربردی را در جدول خوردگی اشغال می‌کند: در برابر اسید سولفوریک در طیف وسیعی از غلظت‌ها در دماهای متوسط ​​مقاومت می‌کند، اسیدهای مخلوطی را که 316L را شکست می‌دهند، کاهش می‌دهد، و هزینه آن کسری از آلیاژهای نیکل سنگین مولیبدن است.

فرم های محصول

میله و میله

بشقاب و ورق

کویل و نوار

لوله و لوله

اتصالات: فلنج، سه راهی، آرنج، کاهش دهنده و غیره

آهنگری: حلقه، شفت، دایره، بلوک و غیره

جایی که آلیاژ 20 در جدول خوردگی قرار دارد

سریعترین راه برای درک آلیاژ 20 توسط همسایگان آن است. زیر آن در محتوای آلیاژ، 316L ضد زنگ در اسید سولفوریک گرم و در محیط کلرید از بین می رود زیرا سطح مولیبدن آن، 2-3 درصد، برای نگه داشتن فیلم غیرفعال بسیار کم است.

در بالای آن، آلیاژهای مبتنی بر نیکل مانند C-276 وظیفه کامل اسید سولفوریک را در دماها و غلظت‌های بالاتر، اما چند برابر قیمت، حمل می‌کنند. آلیاژ 20 مرحله میانی است: نیکل 32 تا 38 درصد با کروم، مولیبدن و مس، که به طور خاص برای خدمات اسید سولفوریک و محیط های مخلوط اسید و کلرید که در اطراف آن در یک کارخانه شیمیایی ظاهر می شوند، مهندسی شده است.

محتوای مس یک ردیف غیر معمول است. مس یک افزودنی آلیاژی رایج برای فولادهای مقاوم در برابر خوردگی نیست، اما در آلیاژ 20 عنصری است که رفتار خوردگی در اسید سولفوریک را تغییر می‌دهد: این عنصر مقاومت را در ناحیه کاهش‌دهنده اسید رقیق که در آن لایه اکسید کروم پایدار نیست، بهبود می‌بخشد و با مولیبدن کار می‌کند تا در برابر رسانه‌های سوراخ‌شونده و سوراخ‌دار مقاومت کند.

نتیجه آلیاژی است که عملکرد اسید سولفوریک آن تا حدود 50 درصد غلظت در دماهای 80 تا 100 درجه افزایش می یابد - پوششی که در آن بخش عمده ای از لوله کشی اسید در کارخانه های کود، متالورژی و مواد شیمیایی خاص کار می کند.

ترکیب شیمیایی بر اساس ASTM B729

محدودیت های ترکیب زیر از ASTM B729، مشخصات لوله و لوله بدون درز برای UNS N08020 پیروی می کند. آهن عنصر تعادل است.

سه ردیف برای خریدار مهم است. نیکل در 32.0-38.0 درصد ماتریس و دلیل مقاومت آلیاژ در برابر ترک خوردگی تنش کلرید بسیار بهتر از درجه های زنگ نزن آستنیتی است. ردیف های مولیبدن و مس با هم رفتار اسید سولفوریک و مقاومت حفره ای را تعیین می کنند.

و ردیف کلمبیوم-به علاوه-تانتالوم در حداقل 8×C تثبیت کننده است: کربن را به هم متصل می کند تا آلیاژ می تواند جوش داده شود و بدون حساسیت استفاده شود که در غیر این صورت یک مرز دانه خالی از کروم در ناحیه متاثر از گرما ایجاد می کند. طراحی تثبیت شده با نیوبیوم چیزی است که آلیاژ 20 را به یک ماده سازگار با سازندگان تبدیل می کند - بدون عملیات حرارتی پس از جوش، جوش داده می شود و در سرویس اسید قرار می گیرد.

خواص مکانیکی بر اساس ASTM B729

لوله و لوله آلیاژ 20در شرایط بازپخت تثبیت شده مبله می شوند و ASTM B729 به حداقل خواص مکانیکی زیر نیاز دارد:

مقادیر تولید معمولی در شرایط بازپخت تثبیت شده حدود 620 مگاپاسکال کششی و عملکرد 280 مگاپاسکال با 40 درصد کشیدگی است. استحکام در همان محدوده ضد زنگ آستنیتی آنیل شده است، به این معنی که آلیاژ با همان روش کارگاهی ساخته می‌شود: خم می‌شود، می‌غلتد، و ماشین‌هایی مانند درجه 316 با سرعت سخت شدن کمی بالاتر است.

سادگی مکانیکی مشخصات - یک شرط تحویل، بدون ماتریس عملیات حرارتی - بخشی از این است که چرا آلیاژ 20 به عنوان یک اسب بخار در نظر گرفته می شود: خریدار آنیل تثبیت شده را سفارش می دهد و سازنده آن را بدون صلاحیت رویه خاصی فراتر از روش معمول آلیاژ جوش می دهد.

خواص فیزیکی

پاکت اسید سولفوریک، اعمال می شود

سوال عملی در هر درخواست آلیاژ 20 این است که "آیا این وظیفه اسیدی را حفظ خواهد کرد؟" پاسخ تابعی از غلظت و دما است و جدول زیر مختصر مهندسی است که طراحان کارخانه در واقع از آن استفاده می کنند. مقادیر راهنمایی خدماتی برای لوله و لوله هستند، نه جایگزینی برای تست خوردگی در محیط فرآیند دقیق.

دو قانون عملی تصویر را کامل می کند. اولاً، در محدوده بحرانی تقریباً 50-10 درصد اسید سولفوریک، نرخ خوردگی به شدت به دما و ردیابی اکسید کننده‌های موجود در اسید حساس است. یک ناراحتی که دما را 20 درجه افزایش می دهد می تواند نرخ خوردگی را با یک مرتبه تغییر دهد، بنابراین مشخصات باید بر اساس بدترین شرایط عملیاتی انجام شود، نه شرایط عادی.

دوم، برای اسیدی که باید داغ و غلیظ شود، پاسخ مقرون به صرفه این است که دیوار آلیاژ 20 بیشتر نیست - این یک پله بالاتر از آلیاژ نیکل بالاتر است، و تصمیم باید بر روی جدول خوردگی گرفته شود، نه بر روی ضخامت دیوار.

مشخصات و فرم های محصول

آلیاژ 20 بر اساس مشخصات زیر، انتخاب شده بر اساس فرم محصول عرضه می شود:

• ASTM B729 / ASME SB-729 - لوله و لوله بدون درز
• ASTM B464 / ASME SB-464 - لوله جوش داده شده
• لوله جوشی ASTM B468 - برای مبدل های حرارتی
• ASTM B463 / ASME SB-463 - صفحه، ورق و نوار
• میله، میله و آهنگری ASTM B473 -

لوله بدون درز تحت B729 محدوده NPS را تا قطرهای بزرگ، با برنامه‌ریزی از طریق کلاس‌های دیوار سنگین پوشش می‌دهد. لوله جوش داده شده تحت B464 از نوار آنیل تثبیت شده تولید می شود و یک گزینه مقرون به صرفه برای قطرهای بزرگ است که در آن درز رادیوگرافی می شود و اتصال پذیرفته می شود. برای لوله مبدل حرارتی، B468 حاکم است و لوله در طول های مستقیم و آماده برای نورد شدن در صفحه لوله عرضه می شود. شرایط آنیل تثبیت شده برای همه اشکال اعمال می شود.

برنامه های کاربردی معمولی

لوله و لوله آلیاژ 20در خدمات زیر مشخص می شوند:

• خطوط انتقال و گردش مجدد اسید سولفوریک در کارخانه های شیمیایی
• اواپراتورها و لوله کشی اسید فسفریک با فرآیند مرطوب در کارخانه های کود
• مبدل های حرارتی و کندانسورهایی که محیط های اسید و کلرید را مدیریت می کنند
• لوله کشی حمام و سیستم های بازیافت اسید در کارخانه های فولادی
• لوله کشی لاستیک مصنوعی، داروسازی و فرآیندهای شیمیایی تخصصی
• پمپ، شیر و اجزای ابزار دقیق در سرویس اسید

در هر سرویس، آلیاژ پاسخ متوسط ​​اقتصادی است: شکافی را که 316L از کار می‌افتد را می‌بندد، و این کار را با قیمتی بسیار پایین‌تر از آلیاژهای مبتنی بر نیکل انجام می‌دهد. تصمیم طراحی تکرارشونده، وظیفه اسیدی - غلظت، دما، و وجود کلریدها یا اکسید کننده‌ها است - و آلیاژ 20 زمانی برنده می‌شود که وظیفه در داخل پاکت خود قرار می‌گیرد.

جوشکاری و ساخت

آلیاژ 20 با پرکننده منطبق از همان خانواده - ER320 یا ER320LR در هر AWS A5.9 برای GTAW و GMAW و E320 یا E320LR در هر AWS A5.4 برای SMAW - جوش داده می شود - و نیازی به عملیات حرارتی پیش گرم یا پس از جوش نیست. شیمی تثبیت شده به این معنی است که منطقه متاثر از حرارت مقاومت در برابر خوردگی خود را در شرایط جوش داده شده حفظ می کند، که این مزیت عملی است که آلیاژ را مورد علاقه فروشگاه ها قرار می دهد.

عمل جوش از نظم آستنیتی پیروی می کند: سطوح اتصال تمیز، ورودی حرارت کنترل شده و دمای بین گذر پایین. آلیاژ سرد به آسانی تشکیل می شود، اگرچه تا حدودی سریعتر از 316 لیتر سخت می شود، و با روش های استاندارد و ابزار تیز ماشین کاری می شود.

چه چیزی در سفارش مشخص شود

برای تمیز نگه داشتن استعلام آلیاژ 20، موارد زیر را بیان کنید:

• استاندارد و شکل: "لوله بدون درز به ASTM B729، UNS N08020" یا "لوله جوش داده شده به ASTM B464"
• اندازه: NPS + برنامه برای لوله، OD x دیوار به میلی متر برای لوله
• وضعیت: تثبیت شده - آنیل شده
• طول و پایان: طول ثابت یا تصادفی، انتهای ساده یا اریب
• گواهی: EN 10204 3.1 با نتایج شیمی حرارتی و کششی

سوالات متداول

س: آلیاژ 20 برای چه استفاده می شود؟
A: خدمات در درجه اول اسید سولفوریک - خطوط انتقال، مبدل های حرارتی، و لوله کشی فرآیند در کارخانه های شیمیایی، کود، و متالورژی - به علاوه محیط های مخلوط اسید و کلرید که در آن 316L از کار می افتد.

س: تفاوت بین آلیاژ 20 و 316L چیست؟
A: آلیاژ 20 تقریباً سه برابر نیکل 316L به اضافه 3-4٪ مس و کلمبیوم تثبیت کننده دارد. نتیجه مقاومت بسیار بهتر در برابر ترک خوردگی تنش خوردگی اسید سولفوریک و کلرید با قیمت بالاتر است.

س: آیا آلیاژ 20 همان 20Cb-3 است؟
A: نام ها معمولا برای همان خانواده شیمی استفاده می شود. آلیاژ 20، UNS N08020، درجه تثبیت شده استاندارد است. 20Cb-3 یک نام تجاری تاریخی برای همان ماده است.

س: می تواندلوله آلیاژی 20جوش داده شود؟
پاسخ: بله، با پرکننده ER320/ER320LR، بدون پیش گرم کردن، و بدون عملیات حرارتی پس از جوش. تثبیت کلمبیوم ناحیه متاثر از حرارت جوش را در برابر خوردگی در شرایط جوشکاری مقاوم نگه می دارد.

س: حداکثر دمای سرویس آلیاژ 20 چقدر است؟
A: برای خدمات ساختاری، تقریبا 500-600 درجه با کاهش شدید مقاومت. برای خدمات خوردگی اسیدی، حد عملی توسط غلظت اسید و پوشش دما تعیین می شود، نه تنها با دمای فلز.

س: چگالی آلیاژ 20 چقدر است؟
A: تقریباً 8.08 گرم بر سانتی‌متر مربع، نزدیک به درجه‌های زنگ‌نگیر آستنیتی، بنابراین وزن لوله با ضریب استاندارد ضد زنگ 0.02466 x (OD - WT) x WT بر حسب کیلوگرم بر متر محاسبه می‌شود.

اکنون تماس بگیرید