Lydinys 20 yra geležies, nikelio ir chromo lydinys, kurio chemijos gamyklų inžinieriai siekia, kai terpė yra sieros rūgštis ir nerūdijančio plieno rūšių nepakanka. Lydinys UNS N08020 užima siaurą, bet labai naudojamą vietą korozijos lentelėje: jis atsparus sieros rūgščiai plačiame koncentracijos diapazone esant vidutinei temperatūrai, jis pašalina mišrias rūgštis, kurios nugali 316 l, ir kainuoja tik dalį molibdeno sunkiųjų nikelio lydinių.
Produkto formos
Baras ir strypas
Plokštelė ir lakštai
Ritė ir juostelė
Vamzdis ir vamzdis
Tvirtinimas: flanšas, trišakis, alkūnė, reduktorius ir kt.
Kalimas: žiedas, velenas, apskritimas, blokas ir kt.
Kur 20 lydinys yra ant korozijos stalo
Greičiausias būdas suprasti lydinį 20 yra jo kaimynai. Žemiau jo lydinio kiekis, 316L nerūdijantis plėvelė sugenda šiltoje sieros rūgštyje ir chlorido terpėje, nes jo molibdeno lygis (2–3%) yra per mažas, kad išlaikytų pasyviąją plėvelę.
Virš jo nikelio lydiniams, tokiems kaip C-276, taikomas visas sieros rūgšties muitas esant aukštesnei temperatūrai ir aukštesnei koncentracijai, bet kelis kartus brangiau. Lydinys 20 yra vidurinis žingsnis: nikelis 32–38 % su chromu, molibdenu ir variu, sukurtas specialiai sieros rūgšties naudojimui ir mišriai rūgščių bei chlorido aplinkai, kuri susidaro aplink jį chemijos gamykloje.
Vario kiekis yra neįprasta eilutė. Varis nėra įprastas korozijai atsparaus plieno legiravimo priedas, tačiau 20 lydinyje jis yra elementas, kuris keičia korozijos elgesį sieros rūgštyje: jis pagerina atsparumą redukuojančioje, praskiestos rūgšties srityje, kur chromo oksido plėvelė nėra stabili, ir veikia kartu su molibdenu, kad atsispirtų duobių ir chlorido plyšių žiedo poveikiui.
Rezultatas yra lydinys, kurio sieros rūgšties našumas siekia maždaug 50 % koncentracijos esant maždaug 80–100 laipsnių temperatūrai.
Cheminė sudėtis pagal ASTM B729
Toliau pateiktos sudėties ribos atitinka ASTM B729, besiūlių vamzdžių ir vamzdelių specifikaciją, skirtą UNS N08020. Geležis yra pusiausvyros elementas.
| Elementas | Sudėties riba, % |
| Ni | 32.0 - 38.0 |
| Kr | 19.0 - 21.0 |
| Mo | 2.0 - 3.0 |
| Cu | 3.0 - 4.0 |
| Nb + Ta | 8 x C min iki 1,0 maks |
| C | 0.07 max |
| Mn | 2.0 max |
| Si | 1.0 max |
| P | 0.045 max |
| S | 0.035 max |
| Fe | Balansas |
Pirkėjui svarbios trys eilutės. 32,0–38,0 % nikelis yra matrica ir priežastis, dėl kurios lydinys daug geriau atsparus chlorido įtempių korozijos įtrūkimams nei austenitinės nerūdijančios medžiagos. Molibdeno ir vario eilutės kartu nustato sieros rūgšties elgesį ir atsparumą duobėms.
O kolumbo ir tantalo eilė, esant mažiausiai 8 x C temperatūrai, yra stabilizatorius: ji suriša anglį, todėl lydinį galima suvirinti ir naudoti be jautrinimo, nes kitu atveju šilumos paveiktoje zonoje susidarytų chromo išeikvota grūdelių riba. Dėl niobio stabilizuotos konstrukcijos Alloy 20 yra patogi medžiaga gamintojui – jis suvirinamas ir naudojamas rūgštiniam naudojimui be terminio apdorojimo po suvirinimo.
Mechaninės savybės pagal ASTM B729
20 lydinio vamzdis ir vamzdelisyra stabilizuotos ir atkaitintos, o ASTM B729 reikalauja šių minimalių mechaninių savybių:
| Turtas | Minimali vertė (ASTM B729) |
| Tempimo stiprumas | 551 MPa (80 ksi) |
| Išeiga, 0,2 % poslinkis | 241 MPa (35 ksi) |
| Pailgėjimas | 30% |
Įprastos gamybos vertės stabilizuoto atkaitinimo sąlygomis yra apie 620 MPa tempimo ir 280 MPa išeiga su 40% pailgėjimu. Stiprumas yra tame pačiame diapazone kaip atkaitinto austenitinio nerūdijančio plieno, o tai reiškia, kad lydinys gaminamas taikant tą pačią gamyklos praktiką: jis lankstosi, riečiasi ir apdirbamas kaip 316 tipo klasė, o kietėjimo greitis yra šiek tiek didesnis.
Mechaninis specifikacijos paprastumas – viena pristatymo sąlyga, be terminio apdorojimo matricos – yra dalis priežasčių, kodėl Alloy 20 laikomas darbiniu arkliu: pirkėjas užsako stabilizuotą-atkaitintą, o gamintojas suvirina be specialios procedūros kvalifikacijos, nei įprasta lydinio praktika.
Fizinės savybės
| Turtas | Vertė |
| Tankis | 8,08 g/cm³ |
| Lydymosi diapazonas | 1400 - 1443 laipsnis (apytiksliai) |
| Tamprumo modulis | 200 GPa (apytiksliai) |
| Struktūra | Austenitinis, nemagnetinis |
| Šilumos laidumas, 100 laipsnių | 13,5 W/m·K (apytiksliai) |
Sieros rūgšties apvalkalas, pritaikytas
Praktinis klausimas, susijęs su kiekvienu Alloy 20 užklausu, yra "ar jis išlaikys šį rūgšties mokestį?" Atsakymas yra koncentracijos ir temperatūros funkcija, o toliau pateiktoje lentelėje yra inžinerinis trumpinys, kurį iš tikrųjų naudoja įrenginių dizaineriai. Vertės yra orientacinės vamzdžių ir vamzdelių aptarnavimo gairės, o ne korozijos bandymo su tikslioje proceso terpėje pakaitalas.
| Vidutinis | Koncentracija / būklė | Lydinio 20 verdiktas |
| Sieros rūgštis | 0 - 50%, iki ~80–100 laipsnių | Nuo gero iki puikaus – pagrindinės paslaugos vokas |
| Sieros rūgštis | Virš 50 % arba verdant | Greitai blogiau – apsvarstykite aukštesnį lydinį |
| Fosforo rūgštis | Fosforo rūgštis šlapiuoju būdu | Geras – standartinis pasirinkimas trąšų augaluose |
| Azoto rūgštis | Visos koncentracijos | Geras, panašus į 304L šeimą |
| Mišrios rūgštys | H2SO4 + HCl, HNO3 + HF marinavimo vonios | Gerai - kur 316L nepavyksta |
| Chlorido terpė | Sūrus vanduo, sūrymas, šlapio chloro pėdsakai | Vidutinis – atsparumas duobėms virš 316L, mažesnis nei nikelio lydinių |
| Kaustiniai tirpalai | Praskiesti | Geras |
Dvi praktinės taisyklės užbaigia vaizdą. Pirma, kritiniame maždaug 10–50 % sieros rūgšties diapazone korozijos greitis yra labai jautrus temperatūrai ir rūgštyje esančių oksidatorių pėdsakams; 20 laipsnių temperatūros pakėlimas sutrikimas gali pakeisti korozijos greitį tam tikra tvarka, todėl specifikacija turėtų būti parengta atsižvelgiant į blogiausią, o ne įprastą veikimo sąlygą.
Antra, rūgščiai, su kuria reikia tvarkyti karštą ir koncentruotą, ekonomiškas atsakymas nėra 20 lydinio sienelė – tai žingsnis į aukštesnį nikelio lydinį, o sprendimas turėtų būti priimtas atsižvelgiant į korozijos lentelę, o ne dėl sienelės storio.
Specifikacijos ir gaminių formos
Lydinys 20 tiekiamas pagal šias specifikacijas, pasirinktas pagal gaminio formą:
- ASTM B729 / ASME SB-729 – besiūliai vamzdžiai
- ASTM B464 / ASME SB-464 – suvirintas vamzdis
- ASTM B468 - suvirintas vamzdis šilumokaičiams
- ASTM B463 / ASME SB-463 – plokštė, lakštas ir juostelė
- ASTM B473 - strypai, strypai ir kaltiniai
Besiūlis vamzdis po B729 apima NPS diapazoną iki didelio skersmens, su grafikais pagal sunkių sienų klases; suvirintas vamzdis pagal B464 yra pagamintas iš stabilizuotos atkaitintos juostos ir yra ekonomiškas pasirinkimas dideliems skersmenims, kai siūlė yra rentgenograma ir sujungimas priimamas. Šilumokaičio vamzdžiui B468 valdo, o vamzdis tiekiamas tiesiais ilgiais, paruoštas susukti į vamzdžio lakštą. Stabilizuoto atkaitinimo sąlyga taikoma visoms formoms.
Tipiškos programos
20 lydinio vamzdis ir vamzdelisyra nurodytos šiose paslaugose:
- Sieros rūgšties perpylimo ir recirkuliacijos linijos chemijos gamyklose
- Fosforo rūgšties garintuvai ir vamzdynai trąšų gamyklose šlapiuoju būdu
- Šilumokaičiai ir kondensatoriai, tvarkantys rūgštines ir chloridines terpes
- Marinavimo vonios vamzdynai ir rūgšties regeneravimo sistemos plieno gamyklose
- Sintetinės gumos, vaistų ir specialių cheminių procesų vamzdynai
- Siurblio, vožtuvo ir prietaisų komponentai rūgščių aptarnavimo srityje
Kiekvienoje paslaugoje lydinys yra ekonominis vidurinis atsakymas: jis užpildo spragą, kur sugenda 316L, ir tai daroma už kainą, gerokai mažesnę nei nikelio lydinių. Pasikartojantis projektavimo sprendimas yra rūgšties našta – koncentracija, temperatūra ir chloridų ar oksidatorių buvimas – ir lydinys 20 laimi, kai pareiga patenka į jo apvalkalą.
Suvirinimas ir gamyba
Lydinys 20 suvirinamas su atitinkamu tos pačios šeimos užpildu – ER320 arba ER320LR pagal AWS A5.9, skirtą GTAW ir GMAW, ir E320 arba E320LR pagal AWS A5.4, skirtą SMAW – ir nereikia išankstinio pašildymo ar terminio apdorojimo po suvirinimo. Stabilizuota chemija reiškia, kad karščio paveikta zona išlaiko atsparumą korozijai suvirintoje būsenoje, o tai yra praktinis pranašumas, dėl kurio lydinys yra mėgstamiausias parduotuvėse.
Suvirinimo praktika vadovaujasi austenitine disciplina: švarūs jungčių paviršiai, kontroliuojamas šilumos tiekimas ir žema praėjimo temperatūra. Lydinys lengvai formuojasi šaltai, nors jis sukietėja šiek tiek greičiau nei 316 l, ir apdirbamas naudojant standartinę praktiką ir aštrius įrankius.
Ką nurodyti užsakyme
Norėdami, kad Alloy 20 užklausa būtų švari, nurodykite:
- Standartas ir forma: „besiūlis vamzdis pagal ASTM B729, UNS N08020“ arba „suvirintas vamzdis pagal ASTM B464“
- Dydis: NPS + vamzdžio grafikas, vamzdžio OD x sienelė milimetrais
- Būklė: stabilizuotas-atkaitintas
- Ilgis ir galo apdaila: fiksuotas arba atsitiktinis ilgis, lygus galas arba nuožulnus
- Sertifikatas: EN 10204 3.1 su šilumos chemijos ir tempimo rezultatais
DUK
Kl .: Kam naudojamas 20 lydinys?
A: Visų pirma sieros rūgšties paslauga – perdavimo linijos, šilumokaičiai ir proceso vamzdynai chemijos, trąšų ir metalurgijos gamyklose, taip pat mišrios rūgšties ir chlorido aplinkoje, kur 316L sugenda.
K: Kuo skiriasi lydinys 20 ir 316L?
A: 20 lydinys turi maždaug tris kartus daugiau nei 316 l nikelio ir 3–4 % vario ir kolumbio stabilizavimo. Rezultatas – daug geresnis atsparumas sieros rūgšties ir chlorido įtempių korozijos įtrūkimams už didesnę kainą.
Klausimas: Ar lydinys 20 yra tas pats kaip 20Cb-3?
A: Pavadinimai dažniausiai naudojami tai pačiai chemijos grupei. 20 lydinys, UNS N08020, yra standartinė stabilizuota klasė; 20Cb-3 yra istorinis tos pačios medžiagos prekės pavadinimas.
Klausimas: Gali20 lydinio vamzdisbūti suvirintas?
A: Taip, su ER320/ER320LR užpildu, be išankstinio pašildymo ir be suvirinimo terminio apdorojimo. Kolumbo stabilizavimas išlaiko suvirinimo karščio paveiktą zoną atsparią korozijai suvirintoje būsenoje.
Kl .: kokia yra maksimali 20 lydinio naudojimo temperatūra?
A: Struktūriniam aptarnavimui, maždaug 500–600 laipsnių su smarkiai sumažintu stiprumu. Rūgštinės korozijos atveju praktinę ribą nustato rūgšties koncentracija ir temperatūros ribos, o ne vien metalo temperatūra.
Kl .: koks yra 20 lydinio tankis?
A: Maždaug 8,08 g/cm³, artimas austenitinėms nerūdijančio plieno rūšims, todėl vamzdžio svoris apskaičiuojamas naudojant standartinį nerūdijančio plieno koeficientą 0,02466 x (OD – WT) x WT kg vienam metrui.
