20. sakausējums ir dzelzs, niķeļa un hroma sakausējums, ko ķīmisko rūpnīcu inženieri sasniedz, ja barotne ir sērskābe un ar nerūsējošā tērauda markām nepietiek. Sakausējums UNS N08020 ieņem šauru, bet ļoti izmantotu pozīciju korozijas tabulā: tas ir izturīgs pret sērskābi plašā koncentrācijas diapazonā mērenās temperatūrās, tas novērš jauktās skābes, kas pārspēj 316 l, un maksā daļu no molibdēna smagajiem niķeļa sakausējumiem.
Produktu veidlapas
Bārs un stienis
Plāksne un loksne
Spole un sloksne
Caurule un caurule
Stiprinājums: atloks, tēja, elkonis, reduktors utt.
Kalšana: gredzens, vārpsta, aplis, bloks utt.
Kur Alloy 20 atrodas korozijas tabulā
Ātrākais veids, kā saprast Alloy 20, ir tā kaimiņi. Zem tā sakausējuma satura ziņā 316 L nerūsējošā tērauda nerūsē siltā sērskābē un hlorīda vidē, jo tā molibdēna līmenis 2–3% ir pārāk zems, lai noturētu pasīvo plēvi.
Virs tā uz niķeļa bāzes sakausējumiem, piemēram, C-276, tiek piemērots pilns sērskābes nodoklis augstākās temperatūrās un koncentrācijās, taču par vairākkārt augstāku cenu. 20. sakausējums ir vidējais solis: niķelis ar 32–38% hromu, molibdēnu un varu, kas īpaši izstrādāts sērskābes izmantošanai un jauktas skābes un hlorīda vidēm, kas ķīmiskajā rūpnīcā parādās ap to.
Vara saturs ir neparasta rinda. Varš nav izplatīts sakausējums pret koroziju izturīgiem tēraudiem, taču 20. sakausējumā tas ir elements, kas izmaina korozijas izturēšanos sērskābē: tas uzlabo izturību reducējošā, atšķaidītās skābes reģionā, kur hroma oksīda plēve nav stabila, un tas darbojas kopā ar molibdēnu, lai pretotos punktveida un hlorīda plaisu gredzena uzbrukumam.
Rezultāts ir sakausējums, kura sērskābes veiktspēja sasniedz aptuveni 50% koncentrāciju temperatūrā līdz aptuveni 80–100 grādiem — apvalkā, kurā darbojas lielākā daļa skābes apstrādes cauruļvadu mēslojuma, metalurģijas un speciālās ķīmiskās rūpnīcās.
Ķīmiskais sastāvs atbilstoši ASTM B729
Tālāk norādītie sastāva ierobežojumi atbilst ASTM B729, bezšuvju cauruļu un cauruļu specifikācijai UNS N08020. Dzelzs ir līdzsvara elements.
| Elements | Sastāva ierobežojums, % |
| 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 līdz 1,0 maks |
| C | 0.07 max |
| Mn | 2.0 max |
| Si | 1.0 max |
| P | 0.045 max |
| S | 0.035 max |
| Fe | Līdzsvars |
Pircējam ir svarīgas trīs rindas. Niķelis ar 32,0–38,0% ir matrica un iemesls, kāpēc sakausējums ir daudz labāk izturīgs pret hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu nekā austenīta nerūsējošā tērauda markas. Molibdēna un vara rindas kopā nosaka sērskābes uzvedību un pretestību punktos.
Kolumbija un tantala rinda ar minimālo temperatūru 8 x C ir stabilizators: tā saista oglekli, lai sakausējumu varētu metināt un izmantot bez sensibilizācijas, kas citādi radītu hroma noplicinātu graudu robežu siltuma ietekmētajā zonā. Ar niobija stabilizētais dizains padara Alloy 20 par izgatavotājam draudzīgu materiālu — tas tiek metināts un nodots skābes lietošanai bez pēcmetināšanas termiskās apstrādes.
Mehāniskās īpašības atbilstoši ASTM B729
Sakausējums 20 caurule un cauruleir nodrošināti stabilizētā-atlaidinātā stāvoklī, un ASTM B729 pieprasa šādas minimālās mehāniskās īpašības:
| Īpašums | Minimālā vērtība (ASTM B729) |
| Stiepes izturība | 551 MPa (80 ksi) |
| Ražas izturība, 0,2% nobīde | 241 MPa (35 ksi) |
| Pagarinājums | 30% |
Tipiskās ražošanas vērtības stabilizētā-atlaidinātā stāvoklī ir aptuveni 620 MPa stiepes un 280 MPa iznākums ar 40% pagarinājumu. Stiprība ir tādā pašā diapazonā kā atkvēlinātam austenīta nerūsējošajam tēraudam, kas nozīmē, ka sakausējums tiek ražots ar tādu pašu ceha praksi: tas liecas, velmē un apstrādā tāpat kā 316. tipa marku, ar nedaudz augstāku sacietēšanas ātrumu.
Specifikācijas mehāniskā vienkāršība - viens piegādes nosacījums, bez termiskās apstrādes matricas - ir daļa no tā, kāpēc Alloy 20 tiek uzskatīts par darba zirgu: pircējs pasūta stabilizētu-atlaidinātu, un ražotājs to metina bez īpašas procedūras kvalifikācijas, kas pārsniedz parasto sakausējuma praksi.
Fizikālās īpašības
| Īpašums | Vērtība |
| Blīvums | 8,08 g/cm³ |
| Kušanas diapazons | 1400 - 1443 grāds (aptuveni) |
| Elastības modulis | 200 GPa (aptuveni) |
| Struktūra | Austenīta, nemagnētiska |
| Siltumvadītspēja, 100 grādi | 13,5 W/m·K (aptuveni) |
Sērskābes apvalks, uzklāts
Praktiskais jautājums par katru Alloy 20 pieprasījumu ir "vai tas izturēs šo skābes nodokli?" Atbilde ir koncentrācijas un temperatūras funkcija, un zemāk esošajā tabulā ir sniegts inženiertehniskais saīsinājums, ko iekārtu dizaineri faktiski izmanto. Vērtības ir indikatīvās apkopes vadlīnijas caurulēm un caurulēm, nevis precīzas procesa vides korozijas testa aizstājējs.
| Vidēja | Koncentrācija / stāvoklis | Alloy 20 spriedums |
| Sērskābe | 0 - 50%, līdz ~80-100 grādiem | No laba līdz izcilam — pamatpakalpojuma aploksne |
| Sērskābe | Virs 50% vai vārot | Strauji sliktāk - apsveriet augstāku sakausējumu |
| Fosforskābe | Fosforskābe slapjā apstrādē | Laba - standarta izvēle mēslošanas iekārtās |
| Slāpekļskābe | Visas koncentrācijas | Labs, līdzīgs 304L saimei |
| Jauktas skābes | H2SO4 + HCl, HNO3 + HF kodināšanas vannas | Labi - kur 316L neizdodas |
| Hlorīda vide | Sālsūdens, sālījums, slapja hlora pēdas | Mērens - pretestība punktos virs 316L, zem niķeļa sakausējumiem |
| Kaustiskie šķīdumi | Atšķaidīt | Labi |
Divi praktiski noteikumi papildina attēlu. Pirmkārt, aptuveni 10–50% sērskābes kritiskajā diapazonā korozijas ātrums ir ļoti jutīgs pret temperatūru un skābē esošo oksidētāju pēdām; sajukums, kas paaugstina temperatūru par 20 grādiem, var mainīt korozijas ātrumu par lielumu, tāpēc specifikācija ir jāizstrādā, ņemot vērā sliktākā gadījuma darbības apstākļus, nevis parastos.
Otrkārt, attiecībā uz skābi, ar kuru jārīkojas karsti un koncentrēti, ekonomiska atbilde nav 20. sakausējuma siena — tas ir solis uz augstāku niķeļa sakausējumu, un lēmums jāpieņem, pamatojoties uz korozijas tabulu, nevis sienas biezumu.
Specifikācijas un produktu formas
Sakausējums 20 tiek piegādāts atbilstoši šādām specifikācijām, kas atlasītas pēc produkta formas:
- ASTM B729/ASME SB-729 — bezšuvju caurule
- ASTM B464/ASME SB-464 — metināta caurule
- ASTM B468 - metināta caurule siltummaiņiem
- ASTM B463/ASME SB-463 — plāksne, loksne un sloksne
- ASTM B473 - stieņi, stieņi un kalumi
Bezšuvju caurule zem B729 aptver NPS diapazonu līdz pat lieliem diametriem, ar grafiku cauri smagajām sienu klasēm; metinātā caurule zem B464 ir izgatavota no stabilizētas atkvēlinātas sloksnes un ir ekonomiski izdevīgs risinājums lieliem diametriem, kur šuvei tiek veikta rentgenogrāfija un savienojums tiek pieņemts. Siltummaiņa caurulei B468 regulē, un caurule tiek piegādāta taisnā garumā, kas ir gatava velmēšanai caurules loksnē. Stabilizētas atkvēlināšanas stāvoklis attiecas uz visām formām.
Tipiski pielietojumi
Sakausējums 20 caurule un cauruleir norādīti šādos pakalpojumos:
- Sērskābes pārvades un recirkulācijas līnijas ķīmiskajās rūpnīcās
- Slapjā procesa fosforskābes iztvaicētāji un cauruļvadi mēslojuma rūpnīcās
- Siltummaiņi un kondensatori, kas apstrādā skābju un hlorīdu vidi
- Kodināšanas vannas cauruļvadi un skābes reģenerācijas sistēmas tērauda rūpnīcās
- Sintētiskā kaučuka, farmaceitiskie izstrādājumi un speciālo ķīmisko procesu cauruļvadi
- Sūkņu, vārstu un instrumentu sastāvdaļas skābes apkalpošanā
Katrā servisā sakausējums ir ekonomiskā vidējā atbilde: tas novērš plaisu, kur 316L sabojājas, un tas tiek darīts par cenu, kas ir krietni zemāka par niķeļa sakausējumiem. Atkārtots dizaina lēmums ir skābes daudzums — koncentrācija, temperatūra un hlorīdu vai oksidētāju klātbūtne —, un sakausējums 20 uzvar, kad pienākums atrodas tā apvalkā.
Metināšana un izgatavošana
Sakausējums 20 ir metināts ar atbilstošu vienas saimes pildvielu — ER320 vai ER320LR uz AWS A5.9 GTAW un GMAW, un E320 vai E320LR pēc AWS A5.4 SMAW — un nav nepieciešama priekšsildīšana vai pēcmetināšanas termiskā apstrāde. Stabilizētā ķīmija nozīmē, ka karstuma ietekmētā zona saglabā izturību pret koroziju metinātā stāvoklī, kas ir praktiskā priekšrocība, kas padara sakausējumu par iecienītu veikalu.
Metināšanas praksē tiek ievērota austenīta disciplīna: tīras savienojuma virsmas, kontrolēta siltuma padeve un zema starpplūsmas temperatūra. Sakausējums auksti veidojas viegli, lai gan tas sacietē nedaudz ātrāk nekā 316 l, un tas tiek apstrādāts ar standarta praksi un asiem instrumentiem.
Kas jānorāda pasūtījumā
Lai Alloy 20 vaicājums būtu tīrs, norādiet tālāk norādīto.
- Standarts un forma: "bezšuvju caurule atbilstoši ASTM B729, UNS N08020" vai "metināta caurule atbilstoši ASTM B464"
- Izmērs: NPS + grafiks caurulei, OD x siena milimetros caurulei
- Stāvoklis: stabilizēts-rūdīts
- Garums un gala apdare: fiksēts vai nejaušs garums, gluds gals vai slīps
- Sertifikāts: EN 10204 3.1 ar siltuma ķīmijas un stiepes rezultātiem
FAQ
J: Kam tiek izmantots sakausējums 20?
A: Galvenokārt sērskābes pakalpojumi — pārvades līnijas, siltummaiņi un procesa cauruļvadi ķīmijas, mēslojuma un metalurģijas rūpnīcās, kā arī jauktās skābes un hlorīdu vidēs, kur 316L neizdodas.
J: Kāda ir atšķirība starp Alloy 20 un 316L?
A: Sakausējums 20 satur aptuveni trīs reizes lielāku niķeli nekā 316L plus 3–4% vara un kolumbija stabilizācijas. Rezultāts ir daudz labāka izturība pret sērskābes un hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu par augstāku cenu.
J: Vai sakausējums 20 ir tāds pats kā 20Cb-3?
A: Nosaukumi parasti tiek lietoti vienai un tai pašai ķīmijas grupai. Sakausējums 20, UNS N08020, ir standarta stabilizētā klase; 20Cb-3 ir tā paša materiāla vēsturisks tirdzniecības nosaukums.
J: VarSakausējums 20 caurulebūt metinātam?
A: Jā, ar ER320/ER320LR pildvielu, bez priekšsildīšanas un bez metināšanas termiskās apstrādes. Kolumbija stabilizācija saglabā karstuma ietekmēto zonu izturīgu pret koroziju metinātā stāvoklī.
J: Kāda ir sakausējuma 20 maksimālā apkalpošanas temperatūra?
A: Strukturālam darbam aptuveni 500–600 grādi ar krasi samazinātu izturību. Skābes korozijas izmantošanai praktisko robežu nosaka skābes koncentrācija un temperatūras diapazons, nevis tikai metāla temperatūra.
J: Kāds ir sakausējuma 20 blīvums?
A: Aptuveni 8,08 g/cm³, tuvu austenīta nerūsējošā tērauda šķirnēm, tāpēc caurules svars tiek aprēķināts ar standarta nerūsējošā tērauda koeficientu 0,02466 x (OD - WT) x WT kg uz metru.
