20 lydinys ir 28 lydinys: tinkamo superaustenito pasirinkimas rūgščių naudojimui

20 lydinysyra optimizuotas sieros rūgšties aptarnavimui (ypač<50°C concentrated H₂SO₄) and mixed-acid environments; Alloy 28 excels in phosphoric acid, sour gas (H₂S/CO₂/Cl⁻), and high-chloride environments. The choice depends on the dominant corrosive medium and operating temperature.

Ir 20 lydinys (UNS N08020), ir 28 lydinys (UNS Nr. 08028) yra superaustenitinio nerūdijančio plieno -nikelio-geležies- chromo lydiniai su patobulintu chromo, molibdeno ir vario priedais, kurie pranoksta standartines austenitinės kokybės rūgštis. Pagrindinis jų skirtumas slypi sudėties akcentu: 20 lydinys teikia pirmenybę vario (3–4 %) ir niobio stabilizavimui, kad būtų atsparus sieros rūgščiai, o lydinys 28 padidina chromo (26–28 %) ir molibdeno (3–4 %) kiekį, kad būtų užtikrintas didesnis atsparumas įdubimams ir fosforo / rūgščiųjų dujų aptarnavimas.

Superaustenitinio nerūdijančio plieno supratimas

Superaustenitiniai nerūdijantys plienai yra aukštesni už standartines austenitines klases (304, 316) tiek lydinio kiekiu, tiek atsparumu korozijai. Jie apibrėžiami PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) reikšmėmis, viršijančiomis 40, žymiai daugiau nei 316 nerūdijančio plieno ~25. Šiai klasei priklauso ir 20 lydinys, ir 28 lydinys, pasižymintis atsparumu agresyvioms rūgštims, chloridams ir įtempių korozijos įtrūkimams, kurių negali užtikrinti įprastiniai nerūdijantys plienai.

20 lydinys: sieros rūgšties specialistas

Lydinys 20 (UNS N08020, taip pat žinomas kaip Carpenter 20Cb-3, NS143, 0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb) buvo sukurtas 1963 m., siekiant apsaugoti nuo sieros rūgšties korozijos cheminio apdorojimo metu. Pagrindiniai jo bruožai yra vario (3–4%) pridėjimas, kad būtų atsparus sieros rūgščiai, ir niobis (Nb, didesnis arba lygus 8 × C), kad būtų atsparus jautrinimui. Tai išlieka sieros rūgšties aplinkos etalonine medžiaga.

28 lydinys: fosforo rūgšties ir rūgščių dujų čempionas

28 lydinys (UNS N08028, taip pat žinomas kaip Sanicro 28, 1.4563, 00Cr27Ni31Mo3Cu) buvo sukurtas specialiai šlapio{8} proceso fosforo rūgšties šilumokaičiams. Didesnis chromo (26–28 %) ir molibdeno (3–4 %) kiekis užtikrina išskirtinį atsparumą fosforo rūgščiai, rūgščiųjų dujų aplinkai (H₂S/CO₂/Cl⁻) ir halogenidų - turinčioms terpėms. Dėl būdingo atsparumo tarpkristalinei korozijai jo anglies kiekis ribojamas iki 0,03% arba mažesnis.

Cheminė sudėtis

20 lydinyje yra didesnis vario (3–4%) ir niobio stabilizavimas (Nb Didesnis arba lygus 8 × C), optimizuotas sieros rūgščiai. 28 lydinyje yra daugiau chromo (26–28 %, palyginti su 19–21 %) ir molibdeno (3,5 % ir 2,5 %), todėl PREN (~36 % palyginti su ~28) yra geresnis ir atsparumas taškinėms / plyšinėms korozijai.

PREN skaičiavimas

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N (azotas ~0,15 % abiejose klasėse):

20 lydinys PREN:20 + 3.3 × 2.5 + 16 × 0.15 = ~28.5

Lydinys 28 PREN:27 + 3.3 × 3.5 + 16 × 0.15 = ~36.5

• Lydinio 28 PREN pranašumas: ~8 punktais didesnis=žymiai geresnis atsparumas duobėms ir plyšiams korozijai.
• Pramonės slenkstis: PREN > 40 jūros vandens paslaugoms; „Alloy 28“ priartėja prie to su 36,5 reitingu.
• Lydinys 20 PREN 28.5 yra daug geresnis nei 316 (PREN ~25), bet gerokai mažesnis už 28 lydinį.

Kodėl kompozicijos skirtumai yra svarbūs

• Varis (Cu): sudaro apsauginius kompleksus su sieros rūgštimi, lėtina korozijos greitį. Būtina H₂SO₄ paslaugai.
• Niobis (Nb): apsaugo nuo chromo karbido jautrinimo suvirinant ir atliekant aukštą{0}}temperatūrą.
• Chromas (Cr): pagrindinis pasyvios plėvelės stabilumo veiksnys; didesnis=geresnis bendras atsparumas korozijai ir oksidacijai.
• Molibdenas (Mo): labai svarbus atsparumui įdubimams; žymiai pagerina atsparumą chloridui ir fosforo rūgščiai.

Fizinės ir mechaninės savybės

Abu lydiniai pasižymi visiškai austenitinėmis mikrostruktūromis ir puikiu elastingumu kambario{0}}temperatūroje. 20 lydinio tempiamasis stipris yra šiek tiek didesnis (didesnis arba lygus 550 MPa, palyginti su 500 MPa) dėl niobio sutvirtinimo, o lydinys 28 pasižymi puikiu kriogeniniu kietumu ir apdirbamumu karštuoju būdu. Nei vienas, nei kitas netinka ilgalaikiam naudojimui aukštesnėje nei 450 laipsnių temperatūroje be kruopštaus įvertinimo.

Šaltos{0}}darbinės sąlygos

• 28 lydinys, apdorotas šaltai{1}}: tempiamasis stipris iki 896 MPa, takumo riba iki 758 MPa, pailgėjimas sumažintas iki ~15 %.
• 20 lydinys: taip pat reaguoja į šaltą apdirbimą; stipris žymiai padidėja esant vidutinei deformacijai.
• Pastaba apie taikymą: aukšto{0}}slėgio vamzdžiams, kuriems reikalingas didelis stiprumas, gali būti nurodytas šaltai apdorotas 28 arba 20 lydinys.

Padidintos temperatūros apribojimai

Atsparumas korozijai

Lydinys 20 yra tinkamiausias pasirinkimas sieros rūgšties aplinkoje, ypač koncentruotame H₂SO₄ esant vidutinei temperatūrai. Lydinys 28 yra pranašesnis fosforo rūgšties, rūgščiųjų dujų (H2S/CO₂/Cl⁻) ir chlorido -turtingoje aplinkoje. Nė vienas iš jų nerekomenduojamas naudojant druskos rūgštį (HCl).

Sieros rūgštis (H2SO4)

• Mechanizmas: 20 lydinio varis sudaro apsaugines Cu₂S- tipo pasyvias plėveles, kurios veiksmingiau atsparios sieros rūgšties poveikiui nei vien tik chromo-molibdeno plėvelės.
• Temperatūros riba: abu lydiniai paprastai ribojami<50–60°C in sulfuric acid. Above this, expensive nickel alloys (Alloy 625, Alloy 825) are required.
• 20 lydinio pagrindinis privalumas: Vario pridėjimas (3–4 %) ypač pagerina atsparumą redukuojančioms rūgšties sąlygoms, tokioms kaip sieros rūgštis.

Fosforo rūgštis (H3PO4)

• 28 lydinys buvo specialiai sukurtas fosforo rūgšties gamybai šlapiuoju{1}}procesu, kai dėl fluoro ir chlorido priemaišų įprastinis nerūdijantis plienas greitai genda.
• Tyrimas (Springer, 2024): 28 lydinys 52 % P2O5 fosforo rūgštyje su oksiduojančiomis medžiagomis parodė neigiamus korozijos laipsnius (svorio padidėjimas susidarius pasyviajai plėvelei), patvirtinantis puikų pasyvumą.
• Mo kiekis (3,5%): labai svarbus atsparumui fosforo rūgščiai su F⁻/Cl⁻ priemaišomis, kurios agresyviai atakuoja pasyvias plėveles.

Rūgščių dujų ir naftos telkinių aplinka (H₂S/CO₂/Cl⁻)

28 lydinys yra žymiai pranašesnis teikiant rūgščiųjų dujų paslaugas dėl didesnio Cr ir Mo kiekio, suteikiančio PREN ~36,5, palyginti su 20 lydinio ~28,5. H₂S/CO₂/Cl⁻ aplinkoje lydinys 28 yra standartinis OCTG (naftos šalies vamzdžių gaminių) ir šilumokaičių pasirinkimas.

• 28 lydinio pritaikymas: gamybos vamzdžiai (OCTG) ir šilumokaičiai rūgščiose naftos ir dujų telkiniuose, kuriuose yra daug H₂S/CO₂/Cl⁻.
• 28 lydinio mechanizmas: Aukštas Cr sudaro stabilią pasyvią Cr₂O3 plėvelę; didelis Mo sudaro MoO₂ apsauginį sluoksnį, atsparų chlorido poveikiui esant H₂S.
• NACE MR0175/ISO 15156: Abu lydiniai gali būti įtraukti į rūgštaus naudojimo sąrašą, tačiau 28 lydinio pripažinimas yra geresnis dėl PREN.

Įdubimų ir plyšių korozija

Ko netinka nė vienas lydinys

• Vandenilio chlorido rūgštis (HCl): nei 20 lydinys, nei lydinys 28 nerekomenduojamas naudoti HCl. Naudokite B lydinį (N10001) arba 400 lydinį.
• High-Temperature (>450 laipsnių ) Oksidacinė aplinka: abu lydiniai praranda atsparumą korozijai; apsvarstykite 625 lydinį arba 800H lydinį.
• Aqua Regia (HNO₃ + HCl): nei viena rūšis neužtikrina tinkamo atsparumo.

Suvirinamumas ir gamyba

Abu lydiniai yra lengvai suvirinami naudojant standartinius austenitinio nerūdijančio plieno procesus. Lydiniui 20 reikalingas niobio -stabilizuotas užpildas (ERNiCrMo-3), kad būtų galima optimaliai naudoti aukštoje temperatūroje, o 28 lydinyje naudojamas užpildas ERNiCrMo-3 arba ER316L. Nei vienas, nei kitas nereikalauja išankstinio pašildymo.

20 lydinio suvirinimo specifikacijos

• Rekomenduojami elektrodai AWS A5.14 ERNiCrMo-3 arba AWS A5.11 ENiCrMo-3.
• Užpilde esantis niobis stabilizuoja suvirinimo metalą nuo sensibilizacijos.
• Atkaitinimas tirpalu po suvirinimo: 900-1150 laipsnių 1-2 val., greitas gesinimas oru arba vandeniu.
• Naudojant tinkamą užpildą, suvirinto metalo sudėtis atitinka pagrindinį metalą.

28 lydinio suvirinimo specifika

• ERNiCrMo-3: pageidautina suvirintoms siūlėms, kurioms -netinka korozija (H₂S/Cl⁻ aplinkoje).
• ER316L: Priimtinas standartiniam rūgšties aptarnavimui; užtikrina atitinkamą atsparumą korozijai.
• Tirpalo atkaitinimas: 1100 laipsnių yra optimalus ir mechaninėms savybėms, ir atsparumui korozijai (tyrimai-patvirtinti).
• Itin-mažas anglies kiekis (mažiau nei arba lygus 0,03 %) reiškia, kad nėra įjautrinimo pavojaus net karščio -veikiamoje zonoje (HAZ).

Kaina ir prieinamumas rinkoje

28 lydinys paprastai yra 10–25 % brangesnis nei 20 lydinys dėl didesnio chromo ir molibdeno kiekio. Tačiau naudojant fosforo rūgštį ir rūgščiąsias dujas, Alloy 28 aukščiausios kokybės atsparumas korozijai užtikrina mažesnes bendras gyvavimo ciklo sąnaudas, nes pailgėja įrangos eksploatavimo laikas ir sumažinama priežiūra.

Kai didesnė 28 lydinio kaina yra pagrįsta

• Fosforo rūgštis su fluoro / chlorido priemaišomis: 20 lydinys bus greičiau paveiktas; 28 lydinys tarnauja žymiai ilgiau.
• Rūgščios dujos su dideliu H2S/CO₂/Cl⁻: OCTG ir šulinio galvutės gedimai naudojant 20 lydinį gerokai viršytų medžiagų sąnaudas.
• Jūros vandens aptarnavimas: Alloy 20's PREN ~28,5 yra netinkamas; Alloy 28 (PREN ~36,5) užtikrina patikimą aptarnavimą.

Greitos nuorodos palyginimo santrauka

Išvada

Sprendimą 20 lydinys prieš 28 lydinį iš esmės lemia dominuojanti korozinė terpė. Abu yra superaustenitiniai nerūdijantys plienai, pasižymintys puikiu atsparumu korozijai, tačiau dėl skirtingo sudėtinio akcento kiekvienas yra optimalus skirtingoms eksploatavimo aplinkoms:

20 lydinys(N08020, 0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb) yra sieros rūgšties specialistas. Jo 3–4 % vario priedas sukuria unikalų pasyvios plėvelės atsparumą H₂SO₄, kurio 28 lydinys negali prilygti. Sukurtas specialiai cheminiam apdorojimui, susijusiam su sieros rūgštimi, mišriomis rūgštimis ir rūgštiniu valymu, Alloy 20 išlieka inžineriniu standartu H2SO₄ aptarnavimui žemesnėje nei 50 laipsnių temperatūroje. Naudokite jį, kai jūsų procese dominuoja sieros rūgštis, o ekonomika teikia pirmenybę vario-superaustenitiniam guoliui, o ne nikelio{16}}lydiniams.

28 lydinys(N08028, 00Cr27Ni31Mo3Cu) yra fosforo rūgšties ir rūgščių dujų čempionas. Jame esantis 26–28 % chromo ir 3,5 % molibdeno sudaro PREN ~36,5, o tai žymiai geriau nei 20 lydinys. Iš pradžių sukurtas fosforo rūgšties šilumokaičio šlapiojo proceso gedimams pašalinti, 28 lydinys nuo tada tapo rūgščios alyvos ir dujų gamybos standartu. (H2S/CO₂/Cl⁻), jūros vandens paslauga ir FGD sistemos. Naudokite jį, kai grėsmė yra halogenidais{14}}užterštos fosforo rūgštis, rūgščiosios dujos arba bet kokia aplinka, kurioje didelis PREN ir atsparumas vietinei korozijai lemia įrangos eksploatavimo laiką.

Pirkimo inžinieriams: pirminės korozijos grėsmės{0}}nurodymas ir maksimali darbo temperatūra, palyginti su anksčiau pateiktomis palyginimo lentelėmis. Proceso inžinieriams: patvirtinkite, kad pasirinktas lydinys buvo išbandytas atsižvelgiant į jūsų proceso srauto specifinę rūgšties koncentraciją, temperatūrą ir priemaišų profilį. Jei kyla abejonių, atitinkamų paslaugų sąlygų ieškokite lydinio duomenų lapuose ir NACE/ASME BPVC gairėse.