Aloi 20 ialah aloi besi-nikel-kromium yang dicapai oleh jurutera loji kimia apabila medium adalah asid sulfurik dan gred tahan karat tidak mencukupi. Aloi, UNS N08020, menduduki kedudukan yang sempit tetapi banyak digunakan dalam jadual kakisan: ia menentang asid sulfurik merentasi julat kepekatan yang luas pada suhu sederhana, ia menolak asid campuran yang mengalahkan 316L, dan ia menelan kos sebahagian kecil daripada aloi nikel berat molibdenum.
Borang Produk
Bar & Rod
Pinggan & Lembaran
Gegelung & Jalur
Paip & Tiub
Pemasangan: Flange, Tee, Siku, Reducer dll.
Penempaan: Cincin, Aci, Bulatan, Blok dll.
Di mana Alloy 20 berada di dalam meja kakisan
Cara terpantas untuk memahami Alloy 20 adalah dengan jirannya. Di bawahnya dalam kandungan aloi, tahan karat 316L gagal dalam asid sulfurik hangat dan dalam media klorida kerana tahap molibdenumnya, 2-3%, terlalu rendah untuk memegang filem pasif.
Di atasnya, aloi berasaskan nikel seperti C-276 membawa kewajipan asid sulfurik penuh pada suhu dan kepekatan yang lebih tinggi, tetapi pada beberapa kali harga. Aloi 20 ialah langkah tengah: nikel pada 32-38% dengan kromium, molibdenum dan tembaga, direka bentuk khusus untuk perkhidmatan asid sulfurik dan untuk persekitaran asid campuran dan klorida yang terdapat di sekelilingnya dalam loji kimia.
Kandungan tembaga adalah baris yang luar biasa. Kuprum bukanlah tambahan pengaloian biasa kepada keluli tahan kakisan, tetapi dalam Aloi 20 ia adalah unsur yang mengubah tingkah laku kakisan dalam asid sulfurik: ia meningkatkan rintangan di kawasan asid yang berkurangan dan asid cair di mana filem kromium oksida tidak stabil, dan ia berfungsi dengan molibdenum untuk menahan serangan pitting dan celah media klorida.
Hasilnya ialah aloi yang prestasi asid sulfuriknya memanjang kepada kira-kira 50% kepekatan pada suhu sehingga kira-kira 80-100 darjah - sampul di mana sebahagian besar paip pengendalian asid dalam baja, metalurgi dan loji kimia khusus beroperasi.
Komposisi kimia setiap ASTM B729
Had komposisi di bawah mengikut ASTM B729, spesifikasi paip dan tiub lancar untuk UNS N08020. Besi adalah unsur keseimbangan.
| unsur | Had komposisi, % |
| Ni | 32.0 - 38.0 |
| Cr | 19.0 - 21.0 |
| Mo | 2.0 - 3.0 |
| Cu | 3.0 - 4.0 |
| Nb + Ta | 8 x C min hingga 1.0 maks |
| C | 0.07 max |
| Mn | 2.0 max |
| Si | 1.0 max |
| P | 0.045 max |
| S | 0.035 max |
| Fe | Baki |
Tiga baris penting untuk pembeli. Nikel pada 32.0-38.0% adalah matriks dan sebab aloi itu tahan retakan kakisan tegasan klorida jauh lebih baik daripada gred tahan karat austenit. Barisan molibdenum dan kuprum bersama-sama menetapkan kelakuan asid sulfurik dan rintangan pitting.
Dan baris columbium-plus-tantalum pada 8 x C minimum ialah penstabil: ia mengikat karbon supaya aloi boleh dikimpal dan digunakan tanpa pemekaan yang sebaliknya akan mewujudkan sempadan butiran kromium di zon terjejas haba. Reka bentuk penstabilan niobium inilah yang menjadikan Alloy 20 sebagai bahan mesra fabrikasi - ia dikimpal dan dimasukkan ke dalam perkhidmatan asid tanpa rawatan haba selepas kimpalan.
Sifat mekanikal setiap ASTM B729
Aloi 20 paip dan tiubdilengkapi dalam keadaan anil stabil, dan ASTM B729 memerlukan sifat mekanikal minimum berikut:
| Harta benda | Nilai minimum (ASTM B729) |
| Kekuatan tegangan | 551 MPa (80 ksi) |
| Kekuatan hasil, 0.2% offset | 241 MPa (35 ksi) |
| Pemanjangan | 30% |
Nilai pengeluaran biasa dalam keadaan anil stabil berjalan kira-kira 620 MPa tegangan dan hasil 280 MPa dengan pemanjangan 40%. Kekuatannya berada dalam julat yang sama seperti tahan karat austenit anil, yang bermaksud aloi itu mengarang dengan amalan kedai yang sama: ia membengkok, bergulung dan mesin seperti gred jenis 316, dengan kadar pengerasan kerja yang lebih tinggi sedikit.
Kesederhanaan mekanikal spesifikasi - satu syarat penghantaran, tiada matriks rawatan haba - adalah sebahagian daripada sebab Alloy 20 dianggap sebagai kuda kerja: pembeli memesan stabil-anil dan fabrikasi mengimpalnya tanpa kelayakan prosedur khas melebihi amalan aloi biasa.
Sifat fizikal
| Harta benda | Nilai |
| Ketumpatan | 8.08 g/cm³ |
| Julat lebur | 1400 - 1443 darjah (lebih kurang) |
| Modulus keanjalan | 200 GPa (lebih kurang) |
| Struktur | Austenit, bukan magnet |
| Kekonduksian terma, 100 darjah | 13.5 W/m·K (lebih kurang) |
Sampul asid sulfurik, digunakan
Soalan praktikal pada setiap pertanyaan Alloy 20 ialah "adakah ia akan memegang tugas asid ini?" Jawapannya ialah fungsi kepekatan dan suhu, dan jadual di bawah ialah trengkas kejuruteraan yang sebenarnya digunakan oleh pereka tumbuhan. Nilai adalah panduan perkhidmatan indikatif untuk paip dan tiub, bukan pengganti ujian kakisan pada medium proses yang tepat.
| Sederhana | Kepekatan / keadaan | Alloy 20 keputusan |
| Asid sulfurik | 0 - 50%, sehingga ~80-100 darjah | Baik hingga cemerlang - sampul perkhidmatan teras |
| Asid sulfurik | Di atas 50%, atau mendidih | Lebih teruk - pertimbangkan aloi yang lebih tinggi |
| Asid fosforik | Asid fosforik proses basah | Baik - pilihan standard dalam tumbuhan baja |
| Asid nitrik | Semua kepekatan | Bagus, serupa dengan keluarga 304L |
| Asid campuran | Rendaman penjerukan H2SO4 + HCl, HNO3 + HF | Baik - di mana 316L gagal |
| Media klorida | Air garam, air garam, kesan klorin basah | Sederhana - rintangan pitting melebihi 316L, di bawah aloi nikel |
| Penyelesaian kaustik | cairkan | bagus |
Dua peraturan praktikal melengkapkan gambar. Pertama, dalam julat kritikal kira-kira 10-50% asid sulfurik, kadar kakisan sangat sensitif terhadap suhu dan untuk mengesan pengoksida dalam asid; gangguan yang menaikkan suhu 20 darjah boleh mengubah kadar kakisan mengikut urutan magnitud, jadi spesifikasi harus dibuat terhadap keadaan operasi terburuk, bukan keadaan biasa.
Kedua, untuk asid yang mesti dikendalikan panas dan pekat, jawapan yang menjimatkan adalah tidak lebih Alloy 20 dinding - ia adalah satu langkah ke atas aloi nikel yang lebih tinggi, dan keputusan harus dibuat pada jadual kakisan, bukan pada ketebalan dinding.
Spesifikasi dan bentuk produk
Aloi 20 dibekalkan mengikut spesifikasi berikut, dipilih mengikut bentuk produk:
- ASTM B729 / ASME SB-729 - paip dan tiub lancar
- ASTM B464 / ASME SB-464 - paip dikimpal
- ASTM B468 - tiub dikimpal untuk penukar haba
- ASTM B463 / ASME SB-463 - plat, helaian dan jalur
- ASTM B473 - bar, rod dan penempaan
Paip lancar di bawah B729 meliputi julat NPS sehingga diameter besar, dengan jadual melalui kelas dinding berat; paip yang dikimpal di bawah B464 dihasilkan daripada jalur anil terstabil dan merupakan pilihan kos efektif untuk diameter besar di mana jahitan diradiografi dan sambungan diterima. Untuk tiub penukar haba, B468 mengawal dan tiub dibekalkan dalam panjang lurus sedia untuk digulung ke dalam helaian tiub. Keadaan anil terstabil terpakai untuk semua bentuk.
Aplikasi biasa
Aloi 20 paip dan tiubditentukan merentas perkhidmatan berikut:
- Pemindahan asid sulfurik dan garis edaran semula dalam loji kimia
- Penyejat asid fosforik proses basah dan paip dalam tumbuhan baja
- Penukar haba dan pemeluwap mengendalikan media asid dan klorida
- Sistem paip mandi penjerukan dan pemulihan asid di kilang keluli
- Getah sintetik, farmaseutikal dan paip proses kimia khusus
- Komponen pam, injap dan instrumentasi dalam perkhidmatan asid
Dalam setiap perkhidmatan aloi adalah jawapan pertengahan ekonomi: ia menutup jurang di mana 316L gagal, dan ia melakukannya pada harga jauh di bawah aloi berasaskan nikel. Keputusan reka bentuk berulang ialah kewajipan asid - kepekatan, suhu, dan kehadiran klorida atau pengoksida - dan Aloi 20 menang apabila tugas itu berada di dalam sampulnya.
Kimpalan dan fabrikasi
Aloi 20 dikimpal dengan pengisi padan bagi keluarga yang sama - ER320 atau ER320LR setiap AWS A5.9 untuk GTAW dan GMAW, dan E320 atau E320LR setiap AWS A5.4 untuk SMAW - dan tiada rawatan haba prapanas atau selepas kimpalan diperlukan. Kimia yang stabil bermakna zon yang terjejas haba mengekalkan rintangan kakisannya dalam keadaan yang dikimpal, yang merupakan kelebihan praktikal yang menjadikan aloi kegemaran kedai.
Amalan kimpalan mengikut disiplin austenit: permukaan sambungan bersih, input haba terkawal, dan suhu interpass yang rendah. Aloi sejuk mudah terbentuk, walaupun ia berfungsi-mengeras agak cepat daripada 316L, dan ia dimesin dengan amalan standard dan perkakasan yang tajam.
Perkara yang perlu dinyatakan pada pesanan
Untuk memastikan pertanyaan Alloy 20 bersih, nyatakan perkara berikut:
- Standard dan bentuk: "paip lancar ke ASTM B729, UNS N08020" atau "paip dikimpal ke ASTM B464"
- Saiz: NPS + jadual untuk paip, OD x dinding dalam milimeter untuk tiub
- Keadaan: stabil-anil
- Panjang dan kemasan hujung: panjang tetap atau rawak, hujung biasa atau serong
- Sijil: EN 10204 3.1 dengan hasil kimia haba dan tegangan
Soalan Lazim
S: Alloy 20 digunakan untuk apa?
J: Perkhidmatan asid sulfurik terutamanya - saluran pemindahan, penukar haba, dan paip proses dalam loji kimia, baja dan metalurgi - ditambah dengan persekitaran asid campuran dan klorida di mana 316L gagal.
S: Apakah perbezaan antara Aloi 20 dan 316L?
A: Aloi 20 membawa kira-kira tiga kali ganda nikel 316L ditambah 3-4% tembaga dan penstabilan kolumbium. Hasilnya ialah rintangan yang lebih baik terhadap asid sulfurik dan retakan kakisan tegasan klorida, pada harga yang lebih tinggi.
S: Adakah Aloi 20 sama dengan 20Cb-3?
J: Nama biasanya digunakan untuk keluarga kimia yang sama. Aloi 20, UNS N08020, ialah gred stabil standard; 20Cb-3 ialah nama dagangan sejarah untuk bahan yang sama.
S: BolehAloi 20 paipdikimpal?
J: Ya, dengan pengisi ER320/ER320LR, tiada prapanas, dan tiada rawatan haba selepas kimpalan. Penstabilan columbium memastikan zon kimpalan terjejas tahan kakisan dalam keadaan dikimpal.
S: Apakah suhu perkhidmatan maksimum untuk Alloy 20?
A: Untuk perkhidmatan struktur, kira-kira 500-600 darjah dengan kekuatan berkurangan secara mendadak. Untuk perkhidmatan kakisan asid had praktikal ditetapkan oleh kepekatan asid dan sampul suhu, bukan oleh suhu logam sahaja.
S: Apakah ketumpatan Aloi 20?
A: Kira-kira 8.08 g/cm³, hampir dengan gred tahan karat austenit, jadi berat paip dikira dengan faktor tahan karat standard 0.02466 x (OD - WT) x WT dalam kg per meter.
