Flanșe din aliaj 20: ASTM B462 grad N08020 Specificații și evaluări de presiune-temperatura

• ASTM B462 N08020 (Alojul 20) este un aliaj de crom cu niobiu-nichel-fier-stabilizat pentru utilizarea acidului{-sulfuric și acid-fosforic.
• Compoziție: 32–38% Ni, 19–21% Cr, 2–3% Mo, 3–4% Cu, Nb+Ta 8×C min până la 1,0% max, echilibru Fe, cu limite scăzute C/P/S.
• Proprietăți mecanice minime: tracțiune 551 MPa (80 ksi), randament 241 MPa (35 ksi), alungire 30%, reducerea suprafeței 50%.
• Evaluările de presiune{0}}temperatură urmează ASME B16.5 Grupa 3.1; la mediul ambiant, presiunea de lucru permisă fără șoc se întinde de la 20 bari (Clasa 150) la 430,9 bari (Clasa 2500).
• Furnizat în stare stabilizată-recoace; sudarea pe teren, în general, nu necesită tratament termic post-sudare.
• Disponibil ca flanșe cu gât de sudură, cu alunecare{0}}, oarbă, prin sudură, filetate și flanșe de îmbinare în clasele 150–2500 conform ASME B16.5 / B16.47.

Dintr-o privire: Specificații flanșe din aliaj 20

Flanșe din aliaj de 20sunt conexiunea standard de alegere pentru conductele care transportă acid sulfuric, acid fosforic și alte substanțe chimice agresive. Acestea mențin întreaga îmbinare-partea cea mai predispusă la scurgeri-a unui sistem de conducte-la fel de rezistentă la coroziune-ca și conducta în sine. Acest ghid explică specificația ASTM B462 Grad N08020 într-un limbaj simplu: din ce este fabricat aliajul, rezistența sa mecanică și cotele de temperatură ASME B16.5 de presiune- pe care trebuie să le aplicați atunci când dimensionați o flanșă. Structura urmează un format „titlu de întrebare → concluzie → explicație”, astfel încât fiecare fapt să poată fi citit, citat sau citat singur.

Ce este ASTM B462 gradul N08020 (aliaj 20)?

Aliajul 20 (UNS N08020) este un aliaj austenitic cu niobiu-stabilizat, cu nichel-fier{-crom acoperit de ASTM B462 pentru flanșe, fitinguri și supape de țevi forjate sau laminate, destinate utilizării corozive, cu acid sulfuric{7}special diluat la temperatură înaltă.

ASTM B462 (și dualul său internațional unificat ASME SB462) specifică chimia, tratamentul termic și integritatea mecanică a produselor forjate/laminate N08020. Compoziția nominală-este adesea scrisă ca 35Ni–35Fe–20Cr–Cb (Cb=columbium, numele mai vechi pentru niobiu). Aliajul a fost dezvoltat inițial în 1951 pentru manipularea-acidului sulfuric.

Două caracteristici de design fac ca Alloy 20 să fie practic în domeniu:

• Cuprul (3–4%) oferă o rezistență puternică la acizii sulfuric și fosforic.
• Niobiul (Nb) leagă carbonul, prevenind precipitarea-carburei de crom la limitele granulelor în timpul sudării-, astfel încât flanșa să reziste la coroziunea intergranulară și, de obicei, nu necesită tratament termic post-sudare.

Care este compoziția chimică a flanșelor din aliaj 20 (N08020)?

Conform ASTM B462, aliajul 20 conține 32–38% nichel, 19–21% crom, 2–3% molibden, 3–4% cupru, niobiu+tantal de 8xC (minimum) până la 1,0% (maxim), fier ca echilibru, carbon și sulf bine acoperit, fosfor.

De ce contează fiecare element:

1. Nichel (32–38%): oferă structura austenitică de bază și aproape-imunitate la stresul de clorură-fisurarea coroziunii-mult mai bune decât inoxidabilul 316L.
2. Crom (19–21%) + Molibden (2–3%): construiți o peliculă pasivă cu auto--vindecare, care rezistă la coroziune cu sâmburi și fisuri.
3. Cupru (3–4%): adiția semnătură care încetinește atacul acizilor sulfuric și fosforic.
4. Niobiu (mai mare sau egal cu 8×C): stabilizează aliajul, astfel încât sudarea să nu-l sensibilizeze.
5. C/P/S scăzut: împiedică impuritățile să afecteze rezistența la coroziune și sudarea.

Care sunt proprietățile mecanice ale flanselor ASTM B462 N08020?

La temperatura camerei, flanșele ASTM B462 N08020 trebuie să îndeplinească o rezistență minimă la tracțiune de 551 MPa (80 ksi), o limită de curgere minimă de 241 MPa (35 ksi), o alungire de cel puțin 30% și o reducere de cel puțin 50% a suprafeței. Flanșele sunt furnizate în stare stabilizată-recoace.

Acestea sunt temperaturi-minime ale camerei. Aliajul 20 păstrează, de asemenea, rezistența și tenacitatea utilă la temperaturi moderat ridicate, motiv pentru care ASME permite utilizarea de proiectare până la 538 de grade (1000 de grade F) în secțiunea VIII, Diviziunea 1. Expunerea lungă peste aproximativ 427 de grade (800 de grade F) poate scădea stresul admis din cauza modificărilor microstructurale lente, astfel încât presiunea nominală a îmbinării trebuie utilizată sub presiune.

Care sunt valorile presiunii{0}}de temperatură ale flanselor din aliaj 20 (ASME B16.5 Grupa 3.1)?

Flanșele din aliaj 20 sunt alocate ASME B16.5 Grupa 3.1. Presiunea maximă admisă de lucru fără șoc la temperatura ambiantă (-29 până la 38 grade / -20 până la 100 grade F) este de 20,0 bar (290 psig) pentru Clasa 150 și crește la 430,9 bar (6250 psig) pentru Clasa 2500. Presiunea admisibilă scade constant pe măsură ce temperatura scade.

Cele două tabele de mai jos sunt evaluările oficiale ASME B16.5 Grupa 3.1, exprimate în unități metrice (grad/bar) și imperiale (grad F/psig). Valorile sunt presiunile maxime permise de lucru fără șoc; temperaturile intermediare pot fi găsite prin interpolare liniară.

Tabelul 1 - Presiune-Evaluări de temperatură, metric (grad/bar)

Tabelul 2 - Presiune-Evaluări de temperatură, Imperial (grad F / psig)

Cum să citiți aceste tabele: alegeți rândul pentru temperatura dvs. de funcționare și coloana pentru clasa dvs. de flanșă. Intersecția este cea mai mare presiune de lucru sigură (fără-șoc) pentru acea combinație. Exemplu: o flanșă din aliaj clasa 300 20 la 200 de grade poate transporta aproximativ 47,2 bari (690 psig); la 400 de grade limita scade la 36,5 bar (530 psig). Evaluările se aplică flanselor, fitingurilor cu flanșă și supapelor cu flanșă din clasa menționată. Pentru service sub -29 de grade (−20 de grade F), consultați ediția actuală ASME B16.5 pentru limitele specifice-materialului.

Ce tipuri de flanșe și standarde se aplică ASTM B462 N08020?

Flanșele din aliaj 20 sunt produse în fiecare tip comun-gât de sudură, alunecare-, oarbă, sudură prin mușcă, filetat, îmbinare prin suprapunere și multe altele-în clasele 150 până la 2500, dimensionate conform ASME B16.5 (NPS ½–24) și ASME B16 cu diametre mari, cu diametre mari a/B. opțiune bazată pe placă- conform ASTM B463.

Sfat pentru specificatori: flanșele gâtului de sudură oferă cea mai bună rezistență și viață la oboseală sub presiune și cicluri termice; alunecare-pe flanșe costă mai puțin, dar sunt mai slabe la aceeași valoare. Alegeți tipul care se potrivește cu sarcina mecanică a îmbinării, nu doar cu clasa de presiune.

Cum se compară aliajul 20 cu 316L, aliajul 825 și Hastelloy C276?

Aliajul 20 este specialistul-eficient din punct de vedere al costurilor pentru acid sulfuric și fosforic și pentru rezistența la cracare la stres-cloruric. Depășește 316L în serviciul cu acid, este cu un pas sub aliajul 825 pentru acizi oxidanți și temperatură ridicată și este cu mult sub Hastelloy C276 pentru cea mai agresivă sarcină-acide- mixtă, dar la o fracțiune din costul C276.

Regula practică: dacă fluidul este în mare parte acid sulfuric sau fosforic, iar fisurarea la stres cu clorură este un risc, aliajul 20 este de obicei răspunsul economic potrivit. Dacă mediul este puternic oxidant (de exemplu, bogat în acid azotic) sau foarte fierbinte, treceți la aliajul 825. Rezervați Hastelloy C276 pentru cazurile în care nimic altceva nu supraviețuiește.

Care sunt aplicațiile tipice ale flanșelor din aliaj 20?

Flanșele din aliaj 20 sunt folosite oriunde conductele trebuie să supraviețuiască acizilor și clorurilor puternice: instalații de-acid sulfuric, linii de acid-fosforic și de îngrășăminte, reactoare chimice, schimbătoare de căldură, sisteme de acizi-farmaceutice și alimentare, linii de curățare- de control al poluării-selecționării de servicii.

• Sisteme de concentrare, diluare, depozitare și transfer a acidului sulfuric
• Producția de acid fosforic și îngrășăminte
• Reactoare chimice, agitatoare și canale-schimbătoare de căldură
• Prelucrarea acizilor-farmaceutice și alimentare unde curățenia se întâlnește cu coroziunea
• Controlul poluării: epuratoare, curățarea-gazelor de coș, tratarea apelor uzate
• Linii petrochimice și de rafinărie care transportă fluxuri de acizi sau clorură-
• Serviciu limitat de acru (H₂S) conform NACE MR0175 / ISO 15156, supus limitelor de duritate și H₂S

Întrebări frecvente

Î: Este aliajul 20 la fel cu oțelul inoxidabil?

Nu. Aliajul 20 este un aliaj pe bază de nichel-cu aproximativ 35% nichel, în timp ce oțelurile inoxidabile obișnuite, cum ar fi 316L, conțin doar aproximativ 12% nichel. Conținutul mai mare de nichel plus cupru și molibden conferă aliajului 20 o rezistență mult mai bună la acizii sulfuric și fosforic și la fisurarea prin coroziune prin stres-cloruric.

Î: Flansele din aliaj 20 au nevoie de tratament termic post-sudare?

In general nu. Stabilizarea niobiului previne sensibilizarea în timpul sudării, astfel încât sudurile pe teren își păstrează rezistența la coroziune fără o recoacere post-sudare pentru majoritatea serviciilor. Confirmați întotdeauna condițiile specifice de service și codul aplicabil.

Î: Ce presiune poate susține o flanșă din aliaj 20 din clasa 300?

La temperatura ambiantă (de la −29 la 38 de grade) până la 51,7 bar (750 psig) fără șoc. Evaluarea scade cu temperatura-aproximativ 47,2 bar la 200 de grade și 36,5 bar la 400 de grade . Utilizați tabelele de rating de mai sus și interpolați liniar între temperaturile enumerate.

Î: Poate fi folosit aliajul 20 în serviciul acru (H₂S)?

Este listat în NACE MR0175 / ISO 15156 pentru un serviciu acru limitat, supus durității și limitelor de presiune parțială-H₂S. Verificați conform standardului actual și a specificațiilor materialelor proiectului înainte de utilizare.

Î: Aliaj 20, aliaj 825 sau Hastelloy C276 - pe care aleg?

Aliajul 20 este alegerea valorii pentru acid sulfuric/fosforic și clorură SCC. Aliajul 825 adaugă-acid oxidant și capacitate de-temperatură mai ridicată. Hastelloy C276 acoperă cei mai agresivi acizi amestecați, dar la cel mai mare cost. Potriviți aliajul cu mediul chimic real, nu cu o etichetă generică „rezistent-la coroziune”.