فلنج های آلیاژی 20: مشخصات و فشار ASTM B462 درجه N08020{3}}رده بندی دما

• ASTM B462 N08020 (آلیاژ 20) یک آلیاژ نیوبیم{3}}نیکل تثبیت شده-آهن-کروم است که برای خدمات اسید سولفوریک-و اسید فسفریک- ساخته شده است.
• ترکیب: 32-38٪ نیکل، 19-21٪ کروم، 2-3٪ مو، 3-4٪ مس، Nb+Ta 8×C دقیقه تا حداکثر 1.0٪، تعادل آهن، با محدودیت های C/P/S پایین.
• حداقل خواص مکانیکی: کششی 551 مگاپاسکال (80 ksi)، بازدهی 241 مگاپاسکال (35 ksi)، ازدیاد طول 30 درصد، کاهش سطح 50 درصد.
• رده‌بندی‌های فشار{0}}درجه حرارت از ASME B16.5 Group 3.1 پیروی می‌کنند. در محیط، فشار کاری غیر{3}}مجاز از 20 بار (کلاس 150) تا 430.9 بار (کلاس 2500) می باشد.
• در شرایط تثبیت شده-بازپخت عرضه شده است. جوشکاری میدانی معمولاً نیازی به عملیات حرارتی پس از جوش- ندارد.
• در کلاس‌های 150-2500 به ازای هر ASME B16.5 / B16.47 به‌عنوان فلنج‌های جوشی، لغزنده-، کور، جوشی سوکت، رزوه‌دار و لبه‌دار در دسترس است.

در یک نگاه: مشخصات فلنج آلیاژی 20

فلنج آلیاژی 20اتصال استاندارد انتخابی برای خطوط لوله ای هستند که اسید سولفوریک، اسید فسفریک و سایر مواد شیمیایی تهاجمی را حمل می کنند. آنها کل اتصال را-بیشترین نشتی-بخش سیستم لوله کشی-به اندازه خود لوله در برابر خوردگی{4}}مقاوم نگه می دارند. این راهنما مشخصات ASTM B462 Grade N08020 را به زبان ساده توضیح می‌دهد: آلیاژ از چه چیزی ساخته شده است، استحکام مکانیکی آن و درجه‌بندی‌های فشاری ASME B16.5{9}}که باید هنگام اندازه‌گیری فلنج اعمال کنید. این ساختار از فرمت "عنوان سوال → نتیجه گیری → توضیح" پیروی می کند تا هر واقعیت به تنهایی خوانده شود، نقل قول شود یا استناد شود.

ASTM B462 Grade N08020 (آلیاژ 20) چیست؟

آلیاژ 20 (UNS N08020) یک آلیاژ آستنیتی -نیوبیم، نیکل{3}}آهن-کروم آستنیتی تثبیت شده با ASTM B462 برای فلنج‌ها، اتصالات و دریچه‌های لوله‌های فورج شده یا نورد شده است که برای خورنده و دمای رقیق‌شده با اسید سولفوریک بالا در نظر گرفته شده است.

ASTM B462 (و ASME SB462 دوقلوی بین‌المللی یکپارچه آن) شیمی، عملیات حرارتی و یکپارچگی مکانیکی محصولات N08020 آهنگری/نورد شده را مشخص می‌کند. ترکیب اسمی- اغلب به صورت 35Ni–35Fe–20Cr–Cb (Cb=columbium، نام قدیمی‌تر نیوبیوم) نوشته می‌شود. این آلیاژ ابتدا در سال 1951 برای جابجایی اسید سولفوریک{11}}ساخته شد.

دو ویژگی طراحی آلیاژ 20 را در این زمینه کاربردی می کند:

• مس (3-4٪) مقاومت قوی در برابر اسیدهای سولفوریک و فسفریک می دهد.
• نیوبیم (Nb) کربن را به هم متصل می کند و از رسوب کروم{0}}کاربید در مرزهای دانه در حین جوشکاری جلوگیری می کند-بنابراین فلنج در برابر خوردگی بین دانه ای مقاومت می کند و معمولاً نیازی به عملیات حرارتی پس از جوش ندارد.

ترکیب شیمیایی فلنج های آلیاژی 20 (N08020) چیست؟

در ASTM B462، آلیاژ 20 حاوی 32-38٪ نیکل، 19-21٪ کروم، 2-3٪ مولیبدن، 3-4٪ مس، نیوبیم + تانتالوم 8×C (حداقل) تا 1.0٪ (حداکثر)، آهن به عنوان تعادل، کربن سولفور و کافور محکم است.

چرا هر عنصر مهم است:

1. نیکل (32-38%): ساختار آستنیتی پایه و تقریباً{2}}ایمنی در برابر تنش کلرید{3}}ترک خوردگی-به مراتب بهتر از ضد زنگ 316L ایجاد می‌کند.
2. کروم (19-21%) + مولیبدن (2-3%): یک فیلم غیرفعال{5} خود ترمیم شونده بسازید که در برابر خوردگی حفره و شکاف مقاومت می کند.
3. مس (3-4%): افزودنی مشخص که حمله اسیدهای سولفوریک و فسفریک را کند می کند.
4. نیوبیم (بیشتر یا مساوی 8×C): آلیاژ را تثبیت می کند تا جوشکاری آن را حساس نکند.
5. C/P/S پایین: ناخالصی ها را از آسیب رساندن به مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت جوش محافظت می کند.

خواص مکانیکی فلنج های ASTM B462 N08020 چیست؟

در دمای اتاق، فلنج های ASTM B462 N08020 باید حداقل استحکام کششی 551 مگاپاسکال (80 ksi)، حداقل استحکام تسلیم 241 مگاپاسکال (35 ksi)، حداقل 30٪ ازدیاد طول و حداقل 50٪ کاهش سطح را داشته باشند. فلنج ها در حالت تثبیت شده-آنیل شده ارائه می شوند.

اینها حداقل دمای اتاق{0}} هستند. آلیاژ 20 همچنین استحکام و چقرمگی مفیدی را در دماهای نسبتاً بالا حفظ می‌کند، به همین دلیل است که ASME اجازه استفاده از طراحی را تا 538 درجه (1000 درجه فارنهایت) تحت بخش VIII، بخش 1 می‌دهد. نوردهی طولانی‌تر از تقریباً 427 درجه (800 درجه فارنهایت) می‌تواند تنش مجاز را به دلیل درجه‌بندی دما آهسته برای تغییرات ریز ساختاری پایین‌تر داشته باشد{8} مفصل تحت فشار

رده‌بندی فشار-فلنج‌های آلیاژ 20 (گروه 3.1 ASME B16.5) چیست؟

فلنج های آلیاژی 20 به گروه 3.1 ASME B16.5 اختصاص داده شده است. حداکثر فشار کاری غیر ضربه ای مجاز در دمای محیط (29- تا 38 درجه / 20- تا 100 درجه فارنهایت) 20.0 بار (290 psig) برای کلاس 150 است و تا 430.9 بار (6250 psig) برای کلاس 2500 افزایش می یابد.

دو جدول زیر رتبه‌بندی رسمی گروه 3.1 ASME B16.5 است که در واحدهای متریک (درجه / بار) و امپراتوری (درجه F / psig) بیان می‌شود. مقادیر حداکثر فشارهای کاری غیر{3}}مجاز هستند. دماهای میانی ممکن است با درون یابی خطی پیدا شوند.

جدول 1 - فشار-رتبه بندی دما، متریک (درجه / بار سنج)

جدول 2 - فشار-رتبه بندی دما، امپریال (درجه F / psig)

نحوه خواندن این جداول: ردیف را برای دمای کاری خود و ستون را برای کلاس فلنج خود انتخاب کنید. تقاطع بالاترین فشار کاری ایمن (بدون{1}}شوک) برای آن ترکیب است. مثال: فلنج کلاس 300 آلیاژی 20 در 200 درجه ممکن است حدود 47.2 بار (690 psig) را حمل کند. در 400 درجه، حد به 36.5 بار (530 psig) کاهش می یابد. رتبه‌بندی‌ها برای فلنج‌ها، اتصالات فلنجی و شیرهای فلنجی کلاس ذکر شده اعمال می‌شود. برای خدمات زیر 29- درجه (-20 درجه فارنهایت)، برای محدودیت های خاص مواد، به نسخه فعلی ASME B16.5 مراجعه کنید.

کدام انواع و استانداردهای فلنج برای ASTM B462 N08020 اعمال می شود؟

فلنج های آلیاژی 20 در هر نوع متداول-گردنه جوشی، لغزنده-روی، کور، جوش سوکتی، رزوه ای، اتصال لبه ای و موارد دیگر-در کلاس های 150 تا 2500، با ابعاد ASME B16.5 (NPS ½-24) B16.5 (NPS) و ½-24 A.S. قطرها، با یک گزینه{9}}بر اساس صفحه تحت ASTM B463.

نکته برای تعیین کننده ها: فلنج های گردن جوش بهترین استحکام و عمر خستگی را تحت فشار و چرخه حرارتی ارائه می دهند. فلنج‌ها{0}}هزینه کمتری دارند اما در همان رتبه‌بندی ضعیف‌تر هستند. نوع را انتخاب کنید که با وظیفه مکانیکی اتصال مطابقت داشته باشد، نه فقط با کلاس فشار.

آلیاژ 20 چگونه با 316L، آلیاژ 825 و Hastelloy C276 مقایسه می شود؟

آلیاژ 20 متخصص مقرون به صرفه برای اسید سولفوریک و فسفریک و مقاومت در برابر ترک خوردگی{2}}است. در سرویس اسیدی از 316L بهتر عمل می کند، برای اسیدهای اکسید کننده و دمای بالا یک پله پایین تر از آلیاژ 825 است، و برای تهاجمی ترین-وظیفه اسیدی مخلوط- بسیار کمتر از Hastelloy C276 است، اما با کسری از هزینه C276.

قانون عملی عملی: اگر سیال عمدتاً اسید سولفوریک یا فسفریک باشد و ترک خوردگی استرس کلرید یک خطر است، آلیاژ 20 معمولاً پاسخ اقتصادی مناسبی است. اگر محیط به شدت اکسید کننده است (مثلاً غنی از اسید نیتریک) یا بسیار گرم است، به سمت آلیاژ 825 بروید.

کاربردهای معمول فلنج های آلیاژی 20 چیست؟

فلنج‌های آلیاژ 20 در هر جایی که لوله‌کشی باید در برابر اسیدها و کلریدهای قوی دوام بیاورد استفاده می‌شود: کارخانه‌های اسید سولفوریک{1}، خطوط اسید فسفریک- و کود، راکتورهای شیمیایی، مبدل‌های حرارتی، دارویی و غذایی{3}}سیستم‌های اسیدی، آلودگی‌ها{5}کنترل آلودگی-خطوط پاک‌سازی و پاکسازی.

• سیستم های غلظت، رقیق سازی، ذخیره سازی و انتقال اسید سولفوریک
• تولید اسید فسفریک و کود
• راکتورهای شیمیایی، همزن‌ها و کانال‌های مبدل حرارتی{0}
• فرآوری اسید دارویی و غذایی{0}در جایی که تمیزی با خوردگی روبرو می شود
• کنترل آلودگی: اسکرابر، انباشته-تمیز کردن گاز، تصفیه فاضلاب
• خطوط پتروشیمی و پالایشگاه حامل جریان‌های اسیدی یا کلرید-
• خدمات محدود ترش (H2S) به ازای NACE MR0175 / ISO 15156، مشروط به سختی و محدودیت H2S

سوالات متداول

س: آیا آلیاژ 20 همان فولاد ضد زنگ است؟

خیر. آلیاژ 20 آلیاژی مبتنی بر نیکل- با حدود 35 درصد نیکل است، در حالی که فولادهای زنگ نزن معمولی مانند 316L تنها حاوی حدود 12 درصد نیکل هستند. محتوای نیکل بالاتر به علاوه مس و مولیبدن آلیاژ 20 مقاومت بسیار بهتری در برابر اسیدهای سولفوریک و فسفریک و در برابر تنش های کلرید{8}}ترک خوردگی دارد.

س: آیا فلنج های آلیاژی 20 به عملیات حرارتی پس از جوش{1}}نیاز دارند؟

به طور کلی خیر تثبیت نیوبیوم از ایجاد حساسیت در حین جوشکاری جلوگیری می کند، بنابراین جوش های میدانی مقاومت در برابر خوردگی خود را بدون بازپخت{1}پست جوش برای اکثر خدمات حفظ می کنند. همیشه شرایط خدمات خاص و کد مربوطه را تأیید کنید.

س: فلنج کلاس 300 آلیاژی 20 چه فشاری را می تواند تحمل کند؟

در دمای محیط (29- تا 38 درجه) تا 51.7 بار (750 psig) بدون ضربه-. درجه بندی با دما-در حدود 47.2 بار در 200 درجه و 36.5 بار در 400 درجه کاهش می یابد. از جداول رتبه بندی بالا استفاده کنید و بین دماهای فهرست شده را به صورت خطی درون یابی کنید.

س: آیا می توان از آلیاژ 20 در سرویس ترش (H2S) استفاده کرد؟

در NACE MR0175 / ISO 15156 برای خدمات ترش محدود، مشروط به سختی و محدودیت فشار جزئی H2S فهرست شده است. قبل از استفاده از استاندارد فعلی و مشخصات مواد پروژه اطمینان حاصل کنید.

س: آلیاژ 20، آلیاژ 825، یا هاستلوی C276 - کدام را انتخاب کنم؟

آلیاژ 20 انتخاب ارزشی برای اسید سولفوریک/فسفریک و کلرید SCC است. آلیاژ 825 اسید اکسید کننده-و قابلیت دمای بالاتر- را اضافه می‌کند. Hastelloy C276 تهاجمی ترین اسیدهای مخلوط را اما با بالاترین هزینه پوشش می دهد. آلیاژ را با محیط شیمیایی واقعی مطابقت دهید، نه با برچسب عمومی "مقاوم در برابر خوردگی".