Alloy 20 vs Alloy 28: Dewis y Gwasanaeth Superaustenitig Cywir ar gyfer Asid

aloi 20wedi'i optimeiddio ar gyfer gwasanaeth asid sylffwrig (yn enwedig<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.

Mae Alloy 20 (UNS N08020) ac Alloy 28 (UNS N08028) yn ddur di-staen superaustenitig-nicel{5}}haearn-aloi cromiwm gyda chromiwm, molybdenwm, a chopr ychwanegol sy'n perfformio'n well na graddau austenitig safonol mewn amgylcheddau asid ymosodol. Mae eu prif wahaniaeth yn y pwyslais cyfansoddiad: mae Alloy 20 yn blaenoriaethu sefydlogi copr (3-4%) a niobium ar gyfer ymwrthedd asid sylffwrig, tra bod Alloy 28 yn gwneud y mwyaf o gromiwm (26-28%) a molybdenwm (3-4%) ar gyfer ymwrthedd tyllu uwch a gwasanaeth nwy ffosfforig / sur.

Deall Dur Di-staen Superaustenitig

Mae duroedd di-staen superaustenitig yn meddiannu haen uwchlaw graddau austenitig safonol (304, 316) o ran cynnwys aloi a gwrthiant cyrydiad. Fe'u diffinnir gan werthoedd PREN (Rhif Cyfwerth â Gwrthiant Pitting) sy'n fwy na 40, sy'n sylweddol uwch na 316 o ddur gwrthstaen ~25. Mae Alloy 20 ac Alloy 28 yn perthyn i'r dosbarth hwn, gan gynnig ymwrthedd i asidau ymosodol, cloridau, a chracio cyrydiad straen na all dur gwrthstaen confensiynol ei ddarparu.

Aloi 20: Arbenigwr Asid Sylffwrig

Datblygwyd Alloy 20 (UNS N08020, a elwir hefyd yn Carpenter 20Cb-3, NS143, 0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb) ym 1963 yn benodol i wrthsefyll cyrydiad asid sylffwrig mewn prosesu cemegol. Ei nodweddion diffiniol yw ychwanegu copr (3-4%) ar gyfer ymwrthedd asid sylffwrig a niobium (Nb Yn fwy na neu'n hafal i 8 × C) ar gyfer ymwrthedd sensiteiddio. Mae'n parhau i fod y deunydd meincnod ar gyfer amgylcheddau asid sylffwrig.

Aloi 28: Pencampwr Asid Ffosfforig a Nwy Sour

Datblygwyd Alloy 28 (UNS N08028, a elwir hefyd yn Sanicro 28, 1.4563, 00Cr27Ni31Mo3Cu) yn benodol ar gyfer cyfnewidwyr gwres asid ffosfforig proses gwlyb. Mae ei gynnwys cromiwm uwch (26-28%) a molybdenwm (3-4%) yn darparu ymwrthedd eithriadol i asid ffosfforig, amgylcheddau nwy sur (H₂S/CO₂/Cl⁻), a halid-sy'n cynnwys cyfryngau. Mae ei gynnwys carbon wedi'i gyfyngu i Llai na neu'n hafal i 0.03% ar gyfer ymwrthedd cyrydiad intergranular cynhenid.

Cyfansoddiad Cemegol

Mae aloi 20 yn cynnwys sefydlogi copr uwch (3-4%) a niobium (Nb Yn fwy na neu'n hafal i 8 × C), wedi'i optimeiddio ar gyfer asid sylffwrig. Mae aloi 28 yn cynnwys cromiwm uwch (26-28% o'i gymharu â 19-21%) a molybdenwm (3.5% o'i gymharu â 2.5%), gan ddarparu PREN uwch (~36 vs ~28) a gwell ymwrthedd cyrydiad tyllu / agennau.

Cyfrifiad PREN

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N (nitrogen ~0.15% yn y ddwy radd):

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

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

• Mantais aloi 28 PREN: ~8 pwynt yn uwch=ymwrthedd cyrydu llawer gwell tyllu ac agennau.
• Trothwy diwydiant: PREN > 40 ar gyfer gwasanaeth dŵr môr; Mae Alloy 28 yn mynd at hyn gyda'i sgôr o 36.5.
• Mae Alloy 20 PREN 28.5 yn sylweddol well na 316 (PREN ~25) ond ymhell islaw Alloy 28.

Pam mae'r Gwahaniaethau Cyfansoddiad yn Bwysig

• Copr (Cu): Yn ffurfio cyfadeiladau amddiffynnol gydag asid sylffwrig, gan arafu cyfradd cyrydiad. Hanfodol ar gyfer gwasanaeth H₂SO₄.
• Niobium (Nb): Yn atal sensiteiddio cromiwm carbid yn ystod weldio a gwasanaeth tymheredd uchel.
• Cromiwm (Cr): Prif yrrwr sefydlogrwydd ffilm goddefol; uwch=gwell ymwrthedd cyrydiad ac ocsidiad cyffredinol.
• Molybdenwm (Mo): Hanfodol ar gyfer ymwrthedd i dyllu; yn gwella ymwrthedd clorid ac asid ffosfforig yn sylweddol.

Priodweddau Corfforol a Mecanyddol

Mae'r ddau aloi yn arddangos microstrwythurau cwbl austenitig gyda -hydwythedd tymheredd ystafell rhagorol. Mae gan Alloy 20 gryfder tynnol ychydig yn uwch (Yn fwy na neu'n hafal i 550 MPa yn erbyn 500 MPa) oherwydd cryfhau niobium, tra bod Alloy 28 yn cynnig caledwch cryogenig uwch ac ymarferoldeb poeth. Nid yw'r naill na'r llall yn addas ar gyfer defnydd parhaus uwchlaw 450 gradd heb werthuso gofalus.

Oer{0}}Cyflwr Gweithio

• Alloy 28 oer-gweithio: Cryfder tynnol hyd at 896 MPa, cryfder cynnyrch hyd at 758 MPa, elongation wedi gostwng i ~15%.
• Alloy 20: Hefyd yn ymateb i weithio oer; cryfder yn cynyddu'n sylweddol gydag anffurfiad cymedrol.
• Nodyn cais: Ar gyfer{0}}pibellau pwysedd uchel sy'n gofyn am gryfder uchel, mae'n bosibl y bydd Alloy 28 neu Alloy 20 wedi'i weithio'n oer yn cael eu nodi.

Cyfyngiadau Tymheredd Uchel

Gwrthsefyll Cyrydiad

Alloy 20 yw'r dewis a ffefrir ar gyfer amgylcheddau asid sylffwrig, yn enwedig H₂SO₄ crynodedig ar dymheredd cymedrol. Mae aloi 28 yn well mewn amgylcheddau cyfoethog asid ffosfforig, nwy sur (H₂S/CO₂/Cl⁻), a chlorid. Nid yw'r naill na'r llall yn cael ei argymell ar gyfer gwasanaeth asid hydroclorig (HCl).

Asid Sylffwrig (H₂SO₄)

• Mecanwaith: Mae Copr mewn Alloy 20 yn ffurfio ffilmiau goddefol math Cu₂S sy'n gwrthsefyll ymosodiad asid sylffwrig yn fwy effeithiol na ffilmiau molybdenwm cromiwm yn unig.
• Terfyn tymheredd: Mae'r ddau aloi yn gyfyngedig yn gyffredinol i<50–60°C in sulfuric acid. Above this, expensive nickel alloys (Alloy 625, Alloy 825) are required.
• Aloi 20 Mantais Allweddol: Mae ychwanegu copr (3-4%) yn benodol yn gwella ymwrthedd i leihau amodau asid fel asid sylffwrig.

Asid Ffosfforig (H₃PO₄)

• Datblygwyd Alloy 28 yn benodol ar gyfer cynhyrchu asid ffosfforig proses wlyb, lle mae amhureddau fflworid a chlorid yn gwneud i ddur di-staen confensiynol fethu'n gyflym.
• Ymchwil (Springer, 2024): Dangosodd aloi 28 mewn 52% o asid ffosfforig P₂O₅ gydag asiantau ocsideiddio gyfraddau cyrydiad negyddol (cynnydd pwysau o ffurfio ffilm goddefol), gan gadarnhau goddefedd rhagorol.
• Cynnwys Mo (3.5%): Hanfodol ar gyfer gwrthsefyll asid ffosfforig ag amhureddau F⁻/Cl⁻ sy'n ymosod yn ymosodol ar ffilmiau goddefol.

Amgylcheddau Nwy Sour a Maes Olew (H₂S/CO₂/Cl⁻)

Mae Alloy 28 yn sylweddol well ar gyfer gwasanaeth nwy sur oherwydd bod cynnwys Cr a Mo uwch yn darparu PREN ~36.5 vs Alloy 20's ~28.5. Mewn amgylcheddau H₂S/CO₂/Cl⁻, Alloy 28 yw'r dewis safonol ar gyfer OCTG (nwyddau tiwbaidd gwlad olew) a chyfnewidwyr gwres.

• Cais aloi 28: Tiwbiau cynhyrchu (OCTG) a chyfnewidwyr gwres mewn meysydd olew a nwy sur gyda chynnwys H₂S/CO₂/Cl⁻ uchel.
• Mecanwaith aloi 28: Cr Uchel yn ffurfio ffilm Cr₂O₃ goddefol sefydlog; mae Mo uchel yn ffurfio haen amddiffynnol MoO₂ sy'n gwrthsefyll ymosodiad clorid o dan H₂S.
• NACE MR0175 / ISO 15156: Gellir rhestru'r ddau aloi ar gyfer gwasanaeth sur, ond mae derbyniad ehangach Alloy 28 yn deillio o PREN uwchraddol.

Pitting and Agennau Cyrydiad

Yr hyn nad yw aloi na'r llall yn ei drin yn dda

• Asid Hydroclorig (HCl): Nid yw Alloy 20 nac Alloy 28 yn cael ei argymell ar gyfer gwasanaeth HCl. Defnyddiwch Alloy B (N10001) neu Alloy 400.
• High-Temperature (>450 gradd) Amgylcheddau Ocsideiddio: Mae'r ddau aloi yn colli ymwrthedd cyrydiad; ystyried Alloy 625 neu Alloy 800H.
• Aqua Regia (HNO₃ + HCl): Nid yw'r naill radd na'r llall yn darparu ymwrthedd digonol.

Weldability a Ffabrigo

Mae'r ddau aloi yn hawdd eu gweld gan ddefnyddio prosesau dur di-staen austenitig safonol. Mae angen llenwad sefydlog niobium ar Alloy 20 (ERNiCrMo-3) ar gyfer y gwasanaeth tymheredd uchel gorau posibl, tra bod Alloy 28 yn defnyddio llenwad ERNiCrMo-3 neu ER316L. Nid oes angen cynhesu'r naill na'r llall.

Alloy 20 Manylion Weldio

• Argymhellir electrodau AWS A5.14 ERNiCrMo-3 neu AWS A5.11 ENiCrMo-3.
• Mae niobium yn y llenwad yn sefydlogi'r metel weldio yn erbyn sensiteiddio.
• Anelio datrysiad ar ôl weldio: 900-1150 gradd am 1-2 awr, diffodd aer neu ddŵr cyflym.
• Mae cyfansoddiad metel Weld yn cyfateb i fetel rhiant wrth ddefnyddio llenwad priodol.

Alloy 28 Manylion Weldio

• ERNiCrMo-3: Wedi'i ffafrio ar gyfer weldiadau gwasanaeth cyrydiad uchel (amgylcheddau H₂S/Cl⁻).
• ER316L: Derbyniol ar gyfer gwasanaeth asid safonol; yn darparu ymwrthedd cyrydiad cyfatebol.
• Anelio datrysiad: 1100 gradd sydd orau ar gyfer priodweddau mecanyddol a gwrthiant cyrydiad (ymchwil-wedi ei gadarnhau).
• Mae'r carbon isel iawn (Llai na neu'n hafal i 0.03%) yn golygu nad oes unrhyw risg sensiteiddio hyd yn oed yn y parth yr effeithir arno gan wres (HAZ).

Cost ac Argaeledd y Farchnad

Mae Alloy 28 yn gyffredinol 10-25% yn ddrytach nag Alloy 20 oherwydd cynnwys cromiwm a molybdenwm uwch. Fodd bynnag, mewn cymwysiadau asid ffosfforig a nwy sur, mae ymwrthedd cyrydiad uwch Alloy 28 yn darparu cyfanswm cost cylch bywyd is trwy oes offer estynedig a llai o waith cynnal a chadw.

Pan Gyfiawnheir Cost Uwch Alloy 28

• Asid ffosfforig gydag amhureddau fflworid / clorid: Bydd Alloy 20 yn dioddef ymosodiad cyflym; Mae aloi 28 yn para gryn dipyn yn hirach.
• Nwy sur gyda H₂S/CO₂/Cl⁻ uchel: Byddai OCTG a methiannau pen ffynnon gydag Alloy 20 yn llawer mwy na'r arbedion cost materol.
• Gwasanaeth dŵr môr: Mae PREN Alloy 20 ~ 28.5 yn annigonol; Mae Alloy 28 (PREN ~36.5) yn darparu gwasanaeth dibynadwy.

Crynodeb Cymharu Cyfeirnod Cyflym

Casgliad

Mae penderfyniad Alloy 20 vs Alloy 28 yn cael ei yrru'n sylfaenol gan y cyfrwng cyrydol amlycaf yn y cais. Mae'r ddau yn ddur di-staen superaustenitig gydag ymwrthedd cyrydiad rhagorol, ond mae eu pwyslais cyfansoddiadol gwahanol yn golygu bod pob un yn optimaidd ar gyfer amgylcheddau gwasanaeth gwahanol:

aloi 20(N08020, 0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb) yw'r arbenigwr asid sylffwrig. Mae ei ychwanegiad copr 3-4% yn creu ymwrthedd ffilm goddefol unigryw yn erbyn H₂SO₄ na all Alloy 28 ei gydweddu. Wedi'i ddatblygu'n benodol ar gyfer cymwysiadau prosesu cemegol sy'n cynnwys asid sylffwrig, asidau cymysg, a glanhau asid, mae Alloy 20 yn parhau i fod y safon beirianneg ar gyfer gwasanaeth H₂SO₄ o dan 50 gradd. Defnyddiwch ef pan fydd eich proses yn dominyddu asid sylffwrig a'r economeg yn ffafrio copr sy'n cario uwch-austenitig dros aloion sy'n seiliedig ar nicel.

aloi 28(N08028, 00Cr27Ni31Mo3Cu) yw'r hyrwyddwr asid ffosfforig a nwy sur. Mae ei 26-28% o gromiwm a 3.5% molybdenwm yn darparu PREN ~36.5, gan gynnig ymwrthedd cyrydiad tyllu a hollt llawer gwell nag Alloy 20. Wedi'i ddatblygu'n wreiddiol i ddatrys methiannau cyfnewidydd gwres asid ffosfforig gwlyb prosesu, mae Alloy 28 wedi dod yn safon ar gyfer cynhyrchu olew sur a nwy (H₂₂, systemau gwasanaeth dŵr a F.C, a D∂S⁂) a dŵr môr, F. Defnyddiwch ef pan fo'r bygythiad yn halid-asid ffosfforig wedi'i halogi, nwy sur, neu unrhyw amgylchedd lle mae PREN uchel ac ymwrthedd i gyrydiad lleol yn pennu bywyd offer.

Ar gyfer peirianwyr caffael: croesgyfeiriwch y prif fygythiad cyrydiad a'r tymheredd gweithredu uchaf yn erbyn y tablau cymharu uchod. Ar gyfer peirianwyr proses: cadarnhewch fod yr aloi a ddewiswyd wedi'i brofi ym mhroffil crynodiad asid, tymheredd ac amhuredd penodol eich llif proses. Pan fyddwch yn ansicr, edrychwch ar y taflenni data aloi a chanllawiau NACE/ASME BPVC ar gyfer yr amodau gwasanaeth perthnasol.