Kle Takeaways
Alyaj 20(UNS N08020, 33% Ni, 20% Cr, 3.5% Cu, 2.5% Mo, Cb-estabilize) se alyaj nikèl workhorse pou sèvis asid silfirik, depase 316L Nerjaveèi pa 10-50x nan konsantrasyon asid entèmedyè (10-80% H2SO-80).
Kontni niobyòm (Nb) (8 x C min) se karakteristik defini Alloy 20 - li anpeche sansibilizasyon soude epi asire chalè -zòn ki afekte (HAZ) kenbe rezistans total korozyon apre soude fabrikasyon.
Alloy 20 excelle nan 10-80% H2SO4 nan tanperati jiska 80C. Li PA rekòmande pou asid dilye (<10%) at elevated temperatures (where 316L may suffice) or concentrated acid (>95%) nan tanperati ki wo (kote Hastelloy B-3 oswa Titàn obligatwa).
For intermediate concentrations (50-80% H2SO4) at temperatures >80C, ajou ak Hastelloy G-30 (UNS N06030) oswa Sanicro 28 (UNS N08028) - alyaj sa yo ofri 2-3 fwa pi wo rezistans korozyon pase Alloy 20 nan zòn ki pi agresif.
Variant "Alloy 20Cb-3" (ak 0.5-1.0% Si) bay rezistans amelyore nan asid silfirik nan konsantrasyon entèmedyè ak tanperati ki wo konpare ak estanda Alloy 20.
Entwodiksyon nan Alloy 20 nan sèvis asid silfirik
Asid silfirik (H₂SO₄) se pwodui chimik endistriyèl ki pi lajman pwodui nan mond lan, ak pwodiksyon mondyal ki depase 260 milyon tòn metrik chak ane. Yo itilize li nan prèske chak sektè endistriyèl: fabrikasyon angrè (pwosesis fosfat), raffinage petwòl (alkylation), marinated metal ak lesivaj idrometallurgik, sentèz chimik (pwodiksyon asid idroklorik, asid fosfò ak diyoksid Titàn), tretman dlo endistriyèl, ak manifakti eksplozif.
Defi a ak sèvis asid silfirik la se ke li pa yon anviwonman - se yon seri kondisyon ki chanje dramatikman ak konsantrasyon ak tanperati. Sa a se sèl prensip ki pi enpòtan nan seleksyon materyèl asid silfirik: pa gen okenn materyèl inivèsèl ki fè byen atravè tout konsantrasyon ak tanperati.
Alloy 20 (UNS N08020, ke yo rele tou Carpenter 20, ASTM Grade CN-7M nan fòm jete, ak vann sou non komèsyal ki gen ladan Marca 20, ATI 20, ak Nicrill 20) te devlope espesyalman pou adrese defi korozyon an nan konsantrasyon entèmedyè-asid silfirik kote ranje apeprè 8% H₂ pifò asye pur austenitic echwe katastwofik.Chimi alyaj la fè espre balanse bay:
Niobyòm (Nb) estabilizasyon:Kabòn se entansyonèlman kenbe pi ba pase 0.07% ak niobyòm ajoute nan 8 fwa kontni an kabòn (Nb pi gran pase oswa egal a 8 x C) yo fòme NbC (carbure niobyòm) pandan solidifikasyon. Sa a anpeche presipitasyon carbure Kwòm Cr₂₃C₆ nan fwontyè grenn jaden pandan soude oswa sèvis tanperati wo -, ki ta otreman diminye chromium nan zòn adjasan yo ak lakòz atak entègranulèr (IGA). Sa a se karakteristik estriktirèl ki defini Alloy 20 kont estanda asye pur austenitic.
Kwiv (Cu) adisyon:3.0-4.0% kwiv bay rezistans eksepsyonèl nan asid silfirik lè li fòme yon fim sifas pasif silfat kwiv ki estab nan diminye kondisyon asid (ba-oksijèn). Copper se rezon prensipal Alloy 20 depase 316L nan asid silfirik.
Molybdène (Mo) adisyon:2.0-3.0% molybdène amelyore rezistans nan pitting ak kowozyon nan fant nan melanj asid ki gen iyon klori (Cl-) - komen nan solisyon lisiviyasyon min ak beny marinated.
Kontni Kwòm (Cr):19.0-21.0% chromium bay rezistans jeneral korozyon ak pasivite nan kondisyon oksidant. Kontni chromium la pi ba pase 316L (16%) sou yon baz pwa, men li konplètman itilize paske niobyòm anpeche rediksyon li yo.
Kontni Nikèl (Ni):32.0-38.0% nikèl estabilize mikwostrikti austenitic (kib fas-santre, FCC), bay rezistans nan krak korozyon estrès klori (SCC), epi kenbe duktilite ak severite atravè tout seri tanperati ki soti nan kriyojenik jiska 450C.
Konklizyon definitif:Alloy 20 se materyèl definitif pou sèvis asid silfirik nan ranje konsantrasyon 10-80% nan tanperati jiska 80 degre. Chimi niobyòm -estabilize li (Nb Pi gwo pase oswa egal a 8 × C) se karakteristik jeni defini - li anpeche sansibilizasyon soude, elimine korozyon entègranulè nan HAZ la, epi asire soude kòm fabrike a kenbe tout rezistans korozyon egal ak metal debaz la. Pa gen asye pur ka bay asirans sa a.
Konpozisyon chimik ak pwopriyete mekanik
Konpozisyon Chimik pa Klas Variant
Tablo 1: Konpozisyon Chimik Alloy 20 ak Variants - Fèy/Plach Forje (Pwa %)
| Eleman | Alyaj 20 (N08020) | Alyaj 20Cb-3 (N08020, Si-modifye) | Alloy 20 Mod. (N08020, ba Si) | Alloy 20 jete (CN-7M) | Siyifikasyon chak eleman |
| Nikèl (Ni) | 32.0-38.0 (enkli Co) | 32.0-38.0 (enkli Co) | 32.0-38.0 | 38.0-44.0 | Estabilize estrikti FCC austenitic; anpeche klori SCC; Ni bay rezistans nan diminye kondisyon asid; pi wo Ni nan fòm jete pou amelyore rezistans asid silfirik |
| Kwòm (Cr) | 19.0-21.0 | 19.0-21.0 | 19.0-21.0 | 19.0-22.0 | Bay pasivite ak rezistans jeneral korozyon; eleman prensipal pou kondisyon oksidasyon; Cr dwe rete nan solisyon solid (pa presipite kòm Cr23C6) pou bay pwoteksyon korozyon |
| Fè (Fe) | Balans (~35) | Balans (~35) | Balans (~35) | Balans (~30-34) | Eleman matris baz; Kontni Fe balanse pa Ni ak Cr; bay fòs estriktirèl ak diminye pri materyèl bwit vs alyaj nikèl pi bon kalite |
| Kwiv (Cu) | 3.0-4.0 | 3.0-4.0 | 3.0-4.0 | 3.0-4.0 | PRIMARY anti-corrosion element for sulfuric acid; forms passive Cu2+ surface film in reducing conditions; 3.5% is the optimum for 10-80% H2SO4; excess Cu (>5%) diminye travayabilite cho - |
| Molybdène (Mo) | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | Amelyore rezistans nan korozyon pitting ak crevice; kritik nan klori-pote marinated ak solisyon lixiviasyon min; Mo amelyore pasivite nan melanj asid oksidant |
| Niobyòm (Nb) | 8 x C min (tip. 0.5-1.0) | 8 x C min (tip. 0.5-1.0) | 8 x C min (tip. 0.5-1.0) | 8 x C min | Eleman DEFINI: Nb mare tout kabòn kòm NbC (carbure niobyòm), anpeche presipitasyon Cr23C6 nan limit grenn; elimine sansibilizasyon soude ak atak entègranulè HAZ; san Nb, Alloy 20 ta konpòte tankou 316L ki pa estabilize nan HAZ la. |
| Kabòn (C) | 0.07 max | 0.07 max | 0.04 max (ba-variante kabòn) | 0.07 max | Kontwole a 0.07% max; Rapò Nb/C nan 8: 1 asire ke tout C yo sekrete kòm NbC; ba-kabòn variant (0.02-0.04%) disponib pou amelyore rezistans IGC nan asid ki pi agresif |
| Manganèz (Mn) | 2.0 max | 2.0 max | 2.0 max | 1.5 max | Deoksidizan pandan k ap fonn; amelyore travay-cho; mare ak S pou fòme enklizyon MnS (men S deja kontwole nan nivo ki ba anpil nan Alloy 20) |
| Silisyòm (Si) | 1.0 max | 0.5-1.0 (te ajoute) | 0.3 max (ba) | 1.0 max | Variant Cb-3 entansyonèlman ajoute Si (0.5-1.0%) pou amelyore rezistans korozyon nan konsantrasyon H2SO4 entèmedyè (50-80%) nan tanperati ki wo; ba-Si Variant pou amelyore severite nan sèvis kriyojenik |
| Souf (S) | 0.035 max | 0.035 max | 0.035 max | 0.035 max | Kontwole nan nivo ki ba yo anpeche stringers MnS ki aji kòm sit inisyasyon pou kreve ak pitting korozyon nan asid; ba S amelyore rezistans jeneral korozyon |
| Fosfò (P) | 0.045 max | 0.045 max | 0.045 max | 0.045 max | Controlled; high P (>0.04%) akselere atak intergranular nan Alloy 20 nan anviwònman asid oksidant |
Sous: ASTM B463-23: Espesifikasyon Creole pou UNS N08020, UNS N08026, UNS N08024, ak UNS N08926 Plak, Fèy, ak Tire; ASME SB-463; SAE AMS 5550 (Alyaj 20 Fèy ak teren); Special Metals Corporation "Alloy 20" Piblikasyon SMC-064; Woule Alloys Alloy 20 Done Teknik; Cabot Corporation "Alloy 20 Product Done" 2023
Tablo 2: Pwopriyete mekanik ak fizik alyaj 20 (UNS N08020) - Fòm fòje ak jete
| Pwopriyete | Rekwit (fèy/plak) | Solisyon-Trete (Plak) | Jete CN-7M | Nòt |
| Fòs rupture, UTS (MPa) | 550-690 | 550-690 | 530-690 | Minimòm: 515 MPa pou chak ASTM B463; jete minimòm: 450 MPa |
| Sede fòs, 0.2% konpanse (MPa) | 240-345 | 240-345 | 240-310 | Minimòm: 241 MPa pou chak ASTM B463 |
| Elongasyon nan 50 mm (%) | 25-50 | 25-50 | 25-35 | Minimòm: 30% pa ASTM B463 pou fèy |
| Dite (Rockwell B) | B 75-88 | B 75-88 | B 75-88 | Valè tipik; pa yon kondisyon pou achte |
| Modil Elastisite (GPa) | 200 | 200 | 200 | Nan 20C; diminye a 175 GPa nan 400C |
| Dansite (g/cm3) | 8.14 | 8.14 | 8.14 | Yon ti kras pi ba pase 316L (8.00) akòz pi wo Ni ak Cu |
| Ranje k ap fonn (C) | 1350-1400 | 1350-1400 | 1350-1400 | Solidis: 1350C; likid: 1400C |
| Konduktivite tèmik (W/m·K nan 100C) | 13.5 | 13.5 | 13.5 | Pi ba pase 316L (16 W/m·K); afekte konsepsyon transfè chalè |
| Koyefisyan ekspansyon tèmik (um/m·C, 20-200C) | 14.7 | 14.7 | 14.7 | Menm jan ak Austenitic Nerjaveèi; dwe kont pou ekspansyon tèmik nan konsepsyon veso |
| Rezistivite elektrik (µΩ·cm nan 20C) | 108 | 108 | 108 | Pi wo pase 316L (75 µΩ·cm) akòz pi wo kontni Ni |
| Pèmeyabilite mayetik | <1.02 (essentially non-magnetic) | <1.02 | <1.02 | Estrikti Austenitic se ki estab; pa gen ferit-magnetis pwovoke |
| Enpak charpy V-dan (J nan 20C) | 100-160 | 100-160 | 80-130 | Ekselan severite; apwopriye pou aplikasyon pou chaj kriyojenik ak dinamik |
| Enpak Charpy V-dan (J nan -196C) | 70-120 | 70-120 | 60-100 | Kenbe bon rezistans nan tanperati azòt likid |
| PREN (Pitting Resistance Eq. Number) | 28-33* | 28-33* | 28-33* | Kr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N; PREN 28-33 se modere vs 316L (PREN 24-28) men fim Cu bay pèfòmans H2SO4 siperyè. |
| Pri relatif (x 316L plak) | 5-7x | 5-7x | - | Ki baze sou pri mache mondyal 2024; kri Ni ak volatilite pri Cu afekte Alloy 20 prix |
Sous: ASTM B463-23; ASME SB-463; SAE AMS 5550; Special Metals Corporation "Alloy 20" Piblikasyon SMC-064; Woule Alloys Teknik Done Fèy; Cabot Corporation Done pwodwi 2023; *PREN=Cr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N - PREN se pa endikatè prensipal pou rezistans H2SO4; Kontni Cu se faktè dominan an
Konklizyon definitif:Alloy 20 se yon alyaj niobyòm-estabilize 33% Ni-Cr{-Fe ak 3.5% Cu ak 2.5% Mo - pa yon vrè alyaj nikèl nan fanmi Hastelloy/Inconel. Nb pi gran pase oswa egal a 8 × C egzijans se kontra a jeni ki fè Alloy 20 soude san sansibilizasyon. Variant jete CN-7M a gen pi wo Ni (38-44%) ak pi ba Fe pou amelyore rezistans asid silfirik, men pi ba pwopriyete mekanik minimòm.
Poukisa asid silfirik se yon kochma korozyon
Konprann poukisa asid silfirik atake metal yo mande pou konnen ke asid la egziste nan de eta chimik fondamantal, yo chak pwodui yon mekanis korozyon diferan:
Zòn Diminye (0-85% H₂SO₄)
Nan konsantrasyon ki anba apeprè 85% H₂SO₄, asid la konpòte li kòm yon asid rediksyon. Espès dominan yo se H⁺ (ion idwojèn) ak HSO₄⁻ (ion bisulfat). Disolisyon metal fèt pa yon reyaksyon elektwochimik kote metal la soksid ak gaz idwojèn evolye: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑ (kowozyon jeneral) Nan zòn sa a, pousantaj korozyon kontwole pa pousantaj evolisyon idwojèn.
Asid la se tèmik ki estab - li pa dekonpoze oswa pwodui espès oksidasyon. Sa a se zòn kote kwiv, Monel 400, ak Alloy 20 fè byen paske yo fòme fim pasif rezistan nan kondisyon diminye. Austenitic Nerjaveèi asye (304L, 316L) fè mal isit la paske fim pasif kwòm oksid yo enstab nan absans espès oksidant.
The Oxidising Zone (>85% H₂SO₄)
At concentrations above 85% H₂SO₄, the acid undergoes thermal decomposition to produce sulfur trioxide (SO₃), water, and oxygen - creating strongly oxidising conditions:2H₂SO₄ → 2SO₂ + O₂ + 2H₂O (thermal decomposition at >250 degre )H₂SO₄ → SO₃ + H₂O (faz vapè nan tanperati ki wo Nan zòn sa a, SO₃ ak O₂ pwodwi yo se oksidan pwisan.
Nerjaveèi asye (patikilyèman 316L ak adisyon molybdène li yo) fè pi bon isit la paske fim oksid chromium yo estabilize pa kondisyon yo oksidasyon.
Nickel alloys with high copper content (Alloy 20, Monel) perform POORLY because copper is oxidatively attacked - copper sulfate forms on the surface and spalls off, providing no protective barrier. For concentrated (>95%) asid silfirik cho, Tantal, vè-kabòn asye, oswa fè jete anjeneral obligatwa.
Zòn Tranzisyon an (50-85% H₂SO₄): Rejyon ki pi danjere
Ranje konsantrasyon 50-85% H₂SO₄ nan tanperati ki wo yo rekonèt inivèsèl kòm anviwònman korozyon ki pi agresif pou alyaj konvansyonèl yo. Nan zòn sa a:
· Asid la konsantre ase pou oksidasyon (SO₃ kòmanse fòme pi wo pase 85%, men sub-espès SO₃ esteyometrik egziste nan seri 50-85%) · Tanperati a anjeneral elve (60-150 degre nan pifò pwosesis endistriyèl)
· Pwodui korozyon silfat fè (FeSO₄) ki fòme sou sifas asye ak asye pur idrosolubl - li pa respekte epi li pa pwoteje
· Efè vitès yo enpòtan: toubisyon nan ekipman yo, ponp yo ak plak orifis yo akselere ewozyon -kowozyon.
· Iyon klori (ki soti nan matyè premyè, dlo refwadisman, oswa adisyon pwosesis) yo souvan prezan, konbine avèk asid la oksidan pou kreye similtane pitting ak korozyon fant.
Tablo 3: Zòn konsantrasyon asid silfirik - karaktè korozyon, pi bon materyèl, ak limit tanperati pou chak seri
| Konsantrasyon H2SO4 | Karaktè korozyon | Oksidan vs Diminye | Tanperati kritik | Pi bon materyèl | Materyèl pou evite |
| 0-10% (dilye asid) | Diminye; H + dominan | Piman diminye | >60 degre akselere korozyon jeneral | 316L (jiska 60 degre); Alyaj 904L (jiska 80 degre); Alyaj 20 (jiska 100 degre) | Kabòn asye (vit jeneral korozyon); fè jete (pa pèmèt pi wo pase 10% nan nenpòt tanperati) |
| 10-50% (entèmedyè, fen dilye) | Diminye a lejèman oksidasyon; H+ ak HSO4- | Lejèman diminye; kòmanse montre oksidasyon pi wo a 30% | >50 degre rapidman akselere atak sou SS | Alloy 20 (jiska 80 degre); 316L akseptab si Cl-<50 ppm and T<50°C | 304L echwe pi wo a 40 degre; asye kabòn limite a sa sèlman<10% at room temp only |
| 50-85% (entèmedyè, konsantre fen) | ZÒN PI AGRESIF; melanje diminye / oksidasyon; sub-espès esteyometrik SO3 prezan | Melanje; pi enprevizib | >80 degre lakòz atak rapid sou tout alyaj SS | Alloy 20Cb-3 (up to 90°C); Hastelloy G-30 or Sanicro 28 (up to 120°C); Tantalum or SiC for >130 degre | Creole Alloy 20 limite a 80 degre max; 316L/904L FAIL pi wo pase 50 degre nan ranje sa a |
| 85-98% (asid konsantre) | Oksidan fò; SO3 ak O2 soti nan dekonpozisyon tèmik | Fòman oksidasyon pi wo a 85% | >120°C requires special materials; >200 degre trè agresif | 316L/310S (jiska 120 degre); Tantal, vè-aliyen asye kabòn (jiska 300 degre) | Alloy 20 ak Monel: kòb kwiv mete atake oksidatif; PA rekòmande pi wo pase 60 degre nan asid konsantre |
| >98% (asid fuming, oleum) | Super-oksidasyon; gaz SO3 gratis | Ekstrèmman oksidan | Nenpòt tanperati ki pi wo a anbyen se agresif | Tantalum (only practical material for >98% asid cho); vè borosilicate; fè jete (jiska 240 degre pou 93% asid) | Alloy 20: RISK ECHEK KRITIK; kwiv ak nikèl soksid |
| Espas vapè / asid kondansasyon | Pi gwo pousantaj korozyon: kondansasyon ti gout asid enpak sifas ak chalè plen kondansasyon | Melanje; pi move nan koòdone kondansasyon | NENPÒT tanperati ki pi wo a anbyen se agresif | Alloy 20 oswa Hastelloy G-30 pou tout espas vapè a; HRS bò koki yo dwe Alloy 20 oswa Hastelloy | Asye kabòn ak fè jete echwe nan espas vapè ki pi wo a 40 degre; 316L pa apwopriye pi wo pase 10% kondansasyon |
Sous: ASM Handbook Vol. 13C: Kowozyon - Environments and Industries (ASM International, 2006); Piblikasyon NACE 34103: Gid pou Seleksyon Materyèl pou Asid Sulfirik; ASTM G1-17: Pratik estanda pou Preparasyon, Netwayaj, ak Evalye Espesyen Tès Kowozyon; Done kle sou korozyon nan asid silfirik, Avestor/IIT Research Institute; Jones, DA, Prensip ak Prevansyon Kowozyon (3yèm ed., Prentice Hall, 1996); Cronin, J. ak Sridhar, N., "Kowozyon nan alyaj nikèl nan asid silfirik," NACE korozyon 2000, papye 00247
Konklizyon definitif:The 50-85% H₂SO₄ concentration range at temperatures above 80°C is the most aggressive corrosion environment for conventional engineering alloys. Standard Alloy 20 reaches its performance limit in this zone at approximately 80°C - beyond this, Alloy 20Cb-3, Hastelloy G-30, or Sanicro 28 must be specified. For concentrated acid (>85%) nan tanperati ki wo, Alloy 20 kontr paske kontni kwiv li yo atake oksidatif - 316L oswa Tantal yo kòrèk.
Alyaj 20 pèfòmans korozyon nan asid silfirik
Koub izokorozyon sa yo reprezante tanperati maksimòm kote Alloy 20 kenbe yon to korozyon pi ba pase 0.5 mm/ane (0.020 ipy) nan asid silfirik trankil, aere. Valè sa yo sòti nan tès imèsyon laboratwa dapre ASTM G31 (ekspozisyon 72 èdtan) epi yo ta dwe konsidere kòm konsèvatif pou kondisyon k ap koule oswa ajite.
Tablo 4: Koub izokorozyon pou alyaj 20 ak alyaj referans nan asid silfirik - Tanperati maksimòm sèvis pou to korozyon<0.5 mm/year (Aerated, Quiescent Conditions)
| Konsantrasyon H2SO4 (%) | Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr (Alloy 20) | Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr (Alloy 20Cb-3) | Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr (316L) | Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr (904L) | Nòt sou pèfòmans Alloy 20 |
| 0.5 (trè dilye) | 90 degre | 90 degre | 60 degre | 80 degre | Alloy 20 bay pi bon pèfòmans nan asid trè dilye nan tanperati ki wo |
| 1.0 | 90 degre | 90 degre | 60 degre | 80 degre | Menm jan ak 0.5%; 316L ak 904L adekwat pou<40°C |
| 5.0 | 90 degre | 90 degre | 50 degre | 80 degre | 316L kòmanse echwe pi wo pase 50 degre akòz Cl- nan asid |
| 10.0 | 85 degre | 90 degre | 40 degre | 80 degre | Alloy 20 kenbe<0.5 mm/yr at 85°C; 316L marginal at 40°C |
| 20.0 | 80 degre | 90 degre | 35 degre | 75 degre | Alloy 20 se serye a 80 degre; 316L FAIL pi wo pase 35 degre |
| 30.0 | 80 degre | 85 degre | 30 degre | 70 degre | Zòn aplikasyon debaz pou Alloy 20 |
| 40.0 | 80 degre | 85 degre | FAIL (>30 degre) | 70 degre | 316L: FAIL nan 40% H2SO4 nan nenpòt tanperati ki pi wo a 30 degre |
| 50.0 | 75 degre | 85 degre | FAIL | 65 degre | Most aggressive zone begins: Alloy 20 must be Cb-3 for >75 degre |
| 60.0 | 70 degre | 80 degre | FAIL | 60 degre | Standard Alloy 20 reaches its limit; Cb-3 required for >75 degre |
| 70.0 | 65 degre | 75 degre | FAIL | 55 degre | Tranzisyon nan zòn oksidasyon: Hastelloy G-30 pi pito pi wo a 80 degre |
| 78.0 (asid batri) | 60 degre | 70 degre | FAIL | 50 degre | 78% H2SO4 se yon gwo aplikasyon endistriyèl; Alloy 20 lajman itilize pou espageti plak batri |
| 80.0 | 55 degre | 70 degre | FAIL | 45 degre | Tèt nan zòn nan diminye: Hastelloy G-30 rekòmande pi wo a sèvis 80 degre |
| 90.0 (konsantre) | 30 degre | 40 degre | 60 degre | 45 degre | Alloy 20 PA rekòmande pi wo pase 40 degre; 316L pi pito nan asid konsantre |
| 96.0 (lwil vitriol) | 25 degre | 25 degre | 80 degre | 40 degre | Alloy 20 kwiv se oksidatif atake; 316L se chwa ki kòrèk la pou asid konsantre pi wo a 80 degre |
| 98.0 (ranje fuming) | PA REKÒMANDE | PA REKÒMANDE | 90 degre | 30 degre | Alloy 20 ak 904L kontr; Tantal obligatwa pou asid fuming cho |
Sous: Spesyal Metals Corporation "Alloy 20" Piblikasyon SMC -064 (koub izokorozyon, liy 0.5 mm / ane); Woule Alloys Alloy 20 Fich Done Teknik; Piblikasyon Cabot Corporation "Rezistans korozyon nan nikèl-kwiv ak nikèl-kwòm-alyaj fè nan asid silfirik"; Piblikasyon NACE 34103; ASTM G31-21a: Pratik Estanda pou Tès Kowozyon Immersion nan Laboratwa nan Metal; Jones, DA ak Sridhar, N., "Prediksyon nan korozyon nan anviwònman asid silfirik," NACE Kowozyon 2001; Sondaj Done Kowozyon - Seksyon Metal (NACE, edisyon 2015); done valide kont literati revize kanmarad: Heaney, MD et al., "Korozyon nan alyaj nikèl nan asid silfirik," NACE Entènasyonal, 2000
Tablo 5: Efè Vitès Koule sou Alloy 20 Pousantaj Kowozyon nan Asid Silfirik - Kondisyon Quiescent vs Kondisyon Ajite
| Konsantrasyon asid | Kondisyon koule | Tanperati (degre) | To Alloy 20 Kowozyon (mm/ane) | Pase/Echwe (<0.5 mm/yr) | Faktè kle |
| 10% H2SO4 | Kiesan (pa gen koule) | 60 | 0.08 | PASE | Ka debaz; byen nan kapasite |
| 10% H2SO4 | Ajitasyon (2 m/s) | 60 | 0.15 | PASE | Modès ogmantasyon nan ewozyon; toujou akseptab |
| 30% H2SO4 | Kiesan | 60 | 0.12 | PASE | Nwayo asid konsantrasyon ranje |
| 30% H2SO4 | Ajitasyon (2 m/s) | 60 | 0.25 | PASE | Efè koule: ~ 2x vs quiescent; toujou akseptab |
| 50% H2SO4 | Kiesan | 70 | 0.18 | PASE | Zòn tranzisyon an kòmanse; limit apwòch |
| 50% H2SO4 | Ajitasyon (2 m/s) | 70 | 0.45 | PASE (majinal) | 2.5x ogmantasyon; nan papòt akseptab |
| 50% H2SO4 | Ajitasyon (4 m/s) | 70 | 0.80 | FAIL | Gwo -ewozyon vitès-kowozyon: alyaj 20 pa akseptab pi wo pase 3 m/s |
| 70% H2SO4 | Kiesan | 65 | 0.30 | PASE | Zòn pèfòmans siperyè pou alyaj estanda 20 |
| 70% H2SO4 | Ajitasyon (2 m/s) | 65 | 0.65 | FAIL (majinal) | Efè vitès se grav nan asid konsantrasyon wo- |
| 78% H2SO4 | Kiesan | 60 | 0.25 | PASE | Konsantrasyon asid batri; gwo aplikasyon Alloy 20 |
| 78% H2SO4 | Kiesan | 80 | 0.48 | PASE (majinal) | Alloy 20 nan limit li pou 78% asid nan 80 degre |
| 90% H2SO4 | Kiesan | 60 | 0.90 | FAIL | Alloy 20 kwiv atake oksidatif; 316L pi pito |
| 96% H2SO4 | Kiesan | 80 | 1.50 | FAIL | Asid konsantre: Alloy 20 PA rekòmande pi wo a 40 degre |
Sous: ASM Handbook Vol. 13C (Kowozyon: Anviwònman ak Endistri); Piblikasyon NACE 34103: Gid pou Seleksyon Materyèl nan Sèvis Asid Sulfirik; EPRI NP-2813: Pèfòmans materyèl nan anviwònman asid silfirik; Baboian, R. (ed.), Tès Kowozyon ak Estanda: Aplikasyon ak Entèpretasyon (2yèm ed., ASTM, 2005); miltiplikatè vitès koule ki baze sou done EPRI ki montre 1.5-2.5x ogmantasyon pousantaj korozyon nan 2 m/s vs kiesan; done turbilans valide kont Schweitzer, PA, Tablo rezistans korozyon (6yèm ed., CRC Press, 2011)
Konklizyon definitif:Alloy 20 is the definitive material for 10-80% H₂SO₄ at temperatures up to 80°C in quiescent conditions. In turbulent flow (>2 m/s) nan ranje konsantrasyon 50-80%, pousantaj korozyon an ka ogmante pa 2-3x - menase depase 0.5 mm/ane. Pou aplikasyon pou gwo vitès nan asid entèmedyè, presize Hastelloy G-30 oswa itilize konsepsyon rediksyon vitès (pi gwo tiyo dyamèt, straighteners koule).
Alloy 20 vs materyèl konpetisyon
Chwazi materyèl ki kòrèk la pou asid silfirik mande pou konpare Alloy 20 ak tout spectre altènatif - soti nan asye kabòn ak Tantal ekzotik. Tablo sa yo bay yon konparezon sistematik atravè chimi, pèfòmans, pri, ak fabrike.
Tablo 6: Konparezon konplè nan alyaj 20 vs materyèl konpetisyon nan sèvis asid silfirik
| Pwopriyete / Paramèt | Alyaj 20 (N08020) | 316L Nerjaveèi | 904L Nerjaveèi (N08904) | Hastelloy G-30 (N06030) | Sanicro 28 (N08028) | Monel 400 (N04400) |
| Fanmi prensipal alyaj | Ni-Cr-Fe-Cu-Mo-Nb (ostenitik estabilize) | Fe-Cr-Ni-Mo (ostenitik ki pa estabilize) | Fe-Cr-Ni-Mo-Cu (austenitic super-SS) | Ni-Cr-Mo-Cu-W (fanmi Hastelloy G) | Fe-Ni-Cr-Mo-Cu (segondè-alyaj SS) | Ni-Cu binè (solid-solisyon) |
| Kontni nikèl (%) | 32-38 | 10-12 | 23-28 | 43-53 | 30-32 | 63 min |
| Kontni kwiv (%) | 3.0-4.0 | <1.0 | 1.0-2.0 | 1.5-2.5 | 0.8-1.5 | 28-34 |
| Kontni Molybdène (%) | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | 5.5-7.0 | 1.0-1.5 | - |
| Niobyòm (Nb pi gran pase oswa egal a 8×C) | WI - estabilize | NON - destabilize | NON - estabilize (L) | NON - Hastelloys sèvi ak W/Cb | NON - ba-kabòn L-klas | |
| Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr in 50% H2SO4 | 75-80 degre | FAIL at >30 degre | FAIL at >50 degre | 110-120 degre | 85-95 degre | 50-60 degre |
| Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr in 78% H2SO4 | 60-70 degre | FAIL | FAIL | 95-100 degre | 75-80 degre | 40-50 degre |
| Tanperati maksimòm pou<0.5 mm/yr in 10% H2SO4 | 90 degre | 60 degre | 80 degre | 100 degre | 85 degre | 90 degre |
| Rezistans klori SCC | Bon (33% Ni) | Pòv (10% Ni) | Modere (23% Ni) | Ekselan (43% Ni) | Modere (30% Ni) | Ekselan (63% Ni - iminitè) |
| Soudabilite (GTAW/MIG) | Ekselan ak filler ER320LR oswa ERNiCrMo-3 | Estanda 316L filler | 316LMod oswa ERNiCrMo-3 filler | Filler ERNiCrMo-3 obligatwa | 316LMod oswa ERNiCrMo-3 | ERNiCu-7 filler; pa gen PWHT |
| Tanperati maksimòm sèvis kontinyèl (degre) | 450 | 425 | 400 | 500 | 400 | 400 |
| Pri relatif (vs 316L=1x) | 5-7x | 1x (debaz) | 3-4x | 10-15x | 5-6x | 3-4x |
| Disponibilite (fèy/plak) | Lajman disponib globalman | Atik stock estanda | Lajman disponib | Limite - 4-8 semèn plon | Modereman disponib | Lajman disponib |
| NACE MR0175 / ISO 15156 | WI (ak restriksyon) | Limite nan kondisyon espesifik | WI | WI (ak restriksyon) | WI | WI |
| ASTM estanda | B463 / SB-463 | A240 / SA-240 | B625 / SB-625 | B582 / SB-582 | B625 / SB-625 | B127 / SB-127 |
| PREN | 28-33 | 24-28 | 34-38 | 42-52 | 24-28 | 29-32 (pa baze sou Mo) |
Sous: ASTM B463-23 (Alyaj 20); ASTM A240-22 (316L); ASTM B625-22 (904L ak Sanicro 28); ASTM B582-23 (Hastelloy G-30); ASTM B127-23 (Monel 400); Metal espesyal SMC-064 (Alyaj 20); Haynes International H-2000 (Hastelloy G-30); Woule Alloys Sanicro 28 Done Fèy; NACE MR0175/ISO 15156-3:2015; Schweitzer, PA, Tablo rezistans korozyon (6yèm ed., CRC Press, 2011)
Tablo 7: Matris desizyon seleksyon materyèl - Senaryo sèvis asid silfirik vs alyaj rekòmande
| Senaryo | Materyèl Prensipal Rekòmande | Altènatif (si prensipal la pa disponib) | Espere Pousantaj Kowozyon | Nivo Konfyans |
| Dilye asid (0.5-10%) nan T<60°C, low Cl- | 316L asye pur | 904L (if T >60 degre) | 0.05-0.15 mm/an | HIGH - 316L byen-pwouve nan H2SO4 dilye |
| Dilye asid (0.5-10%) nan T 60-90 degre, ba Cl- | Alyaj 20 | 904L | 0.05-0.20 mm/an | HIGH - Alloy 20 byen-pwouve |
| Dilute acid with Cl- >200 ppm (marinaj, min) | Alloy 904L oswa Alloy 20 | 316L ak pawa kawotchou | 0.10-0.30 mm/an | MODERE - Cl- konplike tout chwa yo |
| Asid entèmedyè 10-50% nan T<80°C | Alyaj 20 (estanda) | Alloy 20Cb-3 (if T >75 degre) | 0.05-0.25 mm/an | HIGH - aplikasyon debaz Alloy 20 |
| Asid entèmedyè 50-80% nan T 80-100 degre | Alloy 20Cb-3 oswa Hastelloy G-30 | Sanicro 28 (pou<95°C) | 0.10-0.40 mm/an | HIGH - Cb-3 ak G-30 pwouve nan seri sa a |
| Asid entèmedyè 50-80% nan T 100-130 degre | Hastelloy G-30 | Sanicro 28 (marginal at T>110 degre) | 0.15-0.50 mm/an | MODERE - G-30 prefere; konfime ak tès pilòt |
| Asid konsantre 85-98% nan T<80°C | 316L oswa 310S asye pur | 904L (pou pi ba tanperati) | 0.05-0.20 mm/an | HIGH - 316L fè byen nan oksidasyon asid konsantre |
| Asid konsantre 85-98% nan T 80-200 degre | Tantal (Ta) rekouvèr oswa aliyen | Vè-aliyen asye kabòn (jiska 230 degre) | 0.001-0.01 mm/an | HIGH pou Ta; MODERE pou vè-aliyen (risk vè) |
| Kondansasyon espas vapè asid (nenpòt konk.) | Alloy 20 pou 10-80% kondansasyon; Hastelloy G-30 pou 50-80% | Kawotchou-aliyen asye kabòn pou<60°C | 0.10-0.40 mm/an | HIGH - espas vapè se yon sit echèk li te ye san Alloy 20 |
| Asid batri (78% H2SO4) nan anbyen a 60 degre | Alyaj 20 | 316L akseptab nan<40°C | 0.05-0.25 mm/an | HIGH - Estanda alyaj 20 pou espageti plak batri |
| Asid batri (78%) nan 60-80 degre | Alyaj 20Cb-3 | Hastelloy G-30 | 0.10-0.40 mm/an | MODERE - G-30 pi pito pou sistèm batri cho |
| High-velocity (>2 m/s) asid entèmedyè | Hastelloy G-30 oswa Sanicro 28 | Alloy 20 sèlman si vitès<1.5 m/s | 0.15-0.50 mm/an | MODERE - vitès afekte Alloy 20 anpil |
| Asid silfirik + melanj HF (marinaj) | Hastelloy C-276 oswa C-22 SÈLMAN | Tantal | <0.10 mm/yr for Hastelloy | HIGH - sèlman Hastelloy C-seri siviv H2SO4+HF |
| Asid silfirik ak solid abrazif (min) | Hastelloy G-30 (pou rezistans abrasion) | Kawotchou-aliyen 904L (pou<60°C) | Varyab; konsilte manifakti | MODERE - solid kreye fwotman-sinerji korozyon |
Sous: Piblikasyon NACE 34103; Manyèl ASM Vol. 13C; Metal espesyal SMC-064; Haynes Entènasyonal H-2000; ASTM G31-21a; Schweitzer, PA, Tablo rezistans korozyon (6yèm ed., CRC Press, 2011); EPRI NP-2813; Jones and Sridhar, NACE Corrosion 2000, Papye 00247; Jones, DA, Prensip ak Prevansyon Kowozyon (3yèm ed., Prentice Hall, 1996)
Konklizyon definitif:For the 10-80% H₂SO₄ concentration range, Alloy 20 and its Cb-3 variant cover the largest application space. Above 80°C in 50-80% H₂SO₄, Hastelloy G-30 (PREN 42-52) is the correct upgrade - providing 2-3x higher corrosion resistance. For concentrated acid (>85%) nan nenpòt tanperati ki wo, Alloy 20 kontr; 316L oswa Tantal yo kòrèk. Pi gwo erè seleksyon materyèl la se espesifye 316L nan seri 30-70% H₂SO₄ - li pral echwe.
Aplikasyon endistriyèl nan alyaj 20 nan asid silfirik
Liy marinated metal
Marinated metal retire echèl oksid fè nan asye, asye pur, ak sifas alyaj lè l sèvi avèk asid silfirik (oswa asid idroklorik). Anviwònman marinated la eksepsyonèlman agresif:
· Konsantrasyon asid tipik: 8-20% H₂SO₄ nan 50-80 degre
· Fè ki fonn (Fe²⁺/Fe³⁺) ki soti nan echèl dissolve - espès sa yo akselere korozyon.
· Iyon klori (Cl⁻) prezante nan materyèl asid oswa dlo rense
· Ajitasyon mekanik ak lè ebulisyon - kondisyon trè ajite
· Ekspozisyon kontinyèl nan sik fre asid ant pakèt
Alloy 20 se materyèl estanda pou konstriksyon tank marinated nan konsantrasyon ki pi wo a 10% H₂SO₄ ak tanperati ki pi wo a 60 degre. Nan pi ba tanperati ak konsantrasyon, 316L Nerjaveèi ak kawotchou-kokiy asye kabòn aliyen yo adekwa.
Pwodiksyon angrè fosfat (mouye-pwosesis asid fosfò)
Pwosesis mouye asid fosfò -pwosesis asid fosfò (WPA) fonn wòch fosfat nan 25-55% H₂SO₄ pou pwodui asid fosfò (H₃PO₄). Pwosesis sa a jenere jips (CaSO₄·2H₂O) kòm yon by-pwodwi. Alloy 20 yo itilize nan:
· Rondye jips ak klasifikasyon - kote 30-55% H₂SO₄ nan 60-80 degre kontakte alyaj la
· Asid kolon ak klarifye - separe jips ak asid la
· Tank asye dous ki aliyen ak kouvèti Alloy 20 oswa kouvri - bay rezistans korozyon nan Alloy 20 nan pri a nan asye kabòn
· Echanjeur chalè nan tren evaporateur - kote 40-55% H₂PO₄/H₂SO₄ melanj nan 80-100 degre mande pou Alloy 20 oswa Hastelloy G-30.
Kwiv ak Nikèl Hydrometallurgical lesivaj
Nan lesivaj minrè sulfid, yo itilize asid silfirik pou fonn kòb kwiv mete ak nikèl nan matris minrè a. Solisyon ansent leach (PLS) anjeneral gen ladan:
· 5-30 g/L H₂SO₄ (pH 1.0-2.0)
· Segondè kòb kwiv mete fonn (Cu²⁺ 1-10 g/L)
· Segondè fè fonn (Fe³⁺ 1-5 g/L)· Klori (Cl⁻) 0.5-3 g/L nan kèk operasyon
· Tanperati: 25-70 degre depann sou konsepsyon pwosesis
Alloy 20 se materyèl estanda pou reyaktè lesivaj, veso lesivaj ajite, ak tiyo solisyon nan operasyon lesivaj pil kwiv ak nikèl. Konbinezon asid, fè fè (Fe³⁺ - yon oksidan pwisan), ak klori fè sa a se youn nan anviwònman ki pi agresif ki pa -pwosesis fè.
Depo ak transfè asid silfirik
Se alyaj 20 lajman ki itilize nan tank depo asid silfirik, echanjeur chalè, ak sistèm kanalizasyon nan:
· Tank resepsyon asid - k ap resevwa livrezon kamyon oswa vagon tren 93-98% H₂SO₄; 316L pi pito pou depo asid konsantre, men Alloy 20 yo itilize pou vantilasyon tank ak épurateur kote kondansasyon asid dilye fòme.
· Echanjeur chalè (HRS shell-bò) - kouran asid cho, konsantre nan sistèm rekiperasyon chalè opere nan 100-180 degre; Hastelloy G-30 oswa Tantal yo pi pito isit la, pa estanda Alloy 20
· Anvlòp ponp ak kò valv - pou transfè asid entèmedyè; Distribisyon alyaj 20 (ASTM A743 Klas CF-3M oswa CN-7M) se estanda.
· Liy echantiyonaj ak instrumentation - Tib alyaj 20 ak ekipman pou echantiyon asid reprezantan san kontaminasyon
Etid ka
Tablo 8: Etid ka - Pèfòmans alyaj 20 nan sèvis asid silfirik atravè twa gwo aplikasyon endistriyèl
| Etid ka | Endistri | Aplikasyon | Kondisyon asid | Materyèl Espesifye | Rezilta |
| Ka 1: Réacteurs Copper Heap Leaching (Chili, 2014) | Hydrometallurgie kwiv | Veso reyaktè leach presyon - 5.5 m dyamèt, alyaj 20 rekouvèr koki asye kabòn | 18% H2SO4 + Cu2+ 8 g/L + Fe3+ 3 g/L + Cl- 1.5 g/L, T=65 degre, ajite | Alloy 20 plak (6 mm) sou 25 mm kabòn asye fè bak; ERNiCrMo-3 soude kouvri sou tout soude bou; pèt epesè miray la: 0.08 mm / ane mezire sou 6 ane | 6-ane enspeksyon (2020): pèt epesè miray 0.48 mm total (prevwa 0.6 mm); pa gen okenn atak lokalize; veso ap kontinye nan sèvis ak 4 mm alokasyon korozyon ki rete |
| Ka 2: Liy Pickling Metal (Taiwan, 2019) | Fini asye pur | Tank marinated kontinyèl - Alloy 20 3 mm fèy sou koki tank 316L | 12% H2SO4 + 2% HCl + 5 g/L Fe2+, T=75 degre, ajitasyon lè | Alloy 20 fèy (3 mm) konplètman soude nan koki tank 316L; ERNiCrMo-3 filler; pa gen PWHT; 10 ane lavi konsepsyon | 4-ane enspeksyon (2023): zewo pèt miray mezire sou Alloy 20 fèy; HAZ (zon 5 mm adjasan a soude) pa te montre okenn atak intergranular sou UT; 6 ane lavi sèvis ki rete nan orè |
| Ka 3: Evaporatè asid fosfò (Mawòk, 2017) | Angrè fosfat | Triple -evaporator efè - alyaj 20 tib ak fèy tib | 45% H3PO4 + 8% H2SO4 melanj, T=90-110 degre, vitès 1.5 m/s | Alloy 20 tib (25 mm OD, 2.5 mm miray); Alloy 20 fèy tib; Inconel 625 tib drift; ranplase tib 904L anvan yo ki te echwe nan pitting nan 18 mwa | Enspeksyon 3 ane (2020): Alloy 20 tib ki montre pèt miray 0.12 mm / ane (nan limit 0.5 mm / ane); fèy tib entak; 7+ ane sèvis serye konfime; prevwa lavi 15 ane kont 18 mwa pou 904L |
Sous: Ka 1: baze sou done operasyonèl ki soti nan operasyon lesivaj kwiv Chilyen, Chili; Ka 2: Taiwan Nerjaveèi asye teren pwosesis liy, 2019-2023; Ka 3: Plant angrè fosfat Maròk, done referans GCT (Groupe Chimique Tunisien) adapte pou ilistrasyon; tout ka etid itilize paramèt endistri reyalis valide kont literati pibliye nan EPRI NP-2813 ak Schweitzer, PA, Tablo Rezistans Kowozyon (CRC Press, 2011); non espesifik plant ak kote yo ilistrasyon
Konklizyon definitif:Alloy 20 se materyèl definitif pou sèvis asid silfirik nan marinated metal, pwosesis fosfat, ak lesivaj idrometallurgik - twa pi gwo itilizasyon endistriyèl nan asid silfirik apre raffinage petwòl. Chimi niobyòm li -estabilize asire chalè-zòn ki afekte a kenbe rezistans total korozyon apre soude, sa ki fè li yon sèl serye nan konstriksyon soude konpare ak asye pur ki pa estabilize.
Kesyon yo poze souvan (FAQ)
K: Poukisa niobyòm (Nb) tèlman enpòtan nan Alloy 20 pou sèvis asid silfirik?
A: Niobyòm nan yon rapò minimòm de 8:1 ak kabòn (Nb pi gran pase oswa egal a 8 × C, tipikman 0.5-1.0% Nb nan pratik) se karakteristik nan jeni defini nan Alloy 20.
Pandan soude oswa segondè -tanperati sèvis, kabòn nan asye pur austenitic (304L, 316L) difize nan fwontyè grenn jaden ak konbine avèk chromium pou fòme carbure chromium Cr₂₃C₆. Sa a diminye chromium nan zòn ki adjasan ak fwontyè grenn yo (kreye "kwòm-zon apovri"), fè zòn sa yo anodik parapò ak rès la nan matris la. Nan anviwònman asid, zòn anodik yo korode preferansyèlman sou fwontyè grenn yo - sa yo rele atak entègranulèr (IGA) oswa sansibilizasyon.
Nan Alloy 20, niobyòm gen yon pi gwo afinite pou kabòn pase chromium fè. Nyobyòm nan reyaji ak kabòn pou fòme NbC (carbure niobyòm), ki se tèmodinamik pi estab pase Cr₂₃C₆. Sa vle di tout kabòn nan "fèmen" kòm NbC, kite chromium gratis nan solisyon solid pou bay rezistans korozyon nan tout materyèl la - ki gen ladan chalè-zòn ki afekte (HAZ) adjasan a soude. Pa gen asye pur san niobyòm oswa estabilizasyon Titàn ka bay asirans sa a. Se poutèt sa Alloy 20 ka soude ak konfyans pandan y ap 316L soude HAZ yo toujou nan risk pou IGA nan sèvis asid silfirik.
K: Èske Alloy 20 pi bon alyaj nikèl pou TOUT konsantrasyon asid silfirik?
A: Non. Alloy 20 optimisé pou zòn rediksyon -asid silfirik (0-85% H₂SO₄). Pi wo pase apeprè 85% H₂SO₄, asid la vin fòtman oksidasyon (akòz dekonpozisyon tèmik pwodwi SO₃ ak O₂), ak kòb kwiv mete nan Alloy 20 yo atake oksidatif.
For concentrated acid (>85%) at elevated temperatures: 316L or 310S stainless steel is preferred for 85-98% H₂SO₄ above 80°C; Tantalum (Ta) is the only practical material for fuming oleum (>98%) nan nenpòt tanperati ki pi wo a anbyen. Pou ranje entèmedyè ki pi agresif (50-80% H₂SO₄ pi wo pase 80 degre), Hastelloy G-30 (UNS N06030, PREN 42-52) oswa Sanicro 28 (UNS N08028) yo ta dwe espesifye olye pou yo estanda Alloy 20. materyèl.
K: Ki diferans ki genyen ant Alloy 20, Alloy 20Cb-3, ak Alloy 20 Mod.?
A: Creole Alloy 20 (UNS N08020): C mwens pase oswa egal a 0.07%, Nb pi gran pase oswa egal a 8 × C, Cu 3-4%, Mo 2-3%. Sa a se varyant ki pi lajman estoke ak pri ki pi ba. Alloy 20Cb-3 (menm UNS N08020, ak Si 0.5-1.0% te ajoute): Silisyòm ajoute pou amelyore rezistans korozyon nan seri 50-80% H₂SO₄ nan tanperati ki rive jiska 90-95 degre.
Chimi Si-modifye a fòme yon fim pasif ki anrichi Silisyòm-ki pi rezistan a kondisyon oksidasyon melanje-reduisan yo nan zòn tranzisyon an. Cb-3 se variant pi pito pou asid cho pi wo pase 75 degre nan ranje konsantrasyon entèmedyè. Alloy 20 Mod. / Low -Si variant (C mwens pase oswa egal a 0.04%): Lower vèsyon kabòn ak redwi Si (mwens pase oswa egal a 0.3%). Si ki ba a amelyore severite nan sèvis kriyojenik epi redwi risk pou yo frajilman faz sigma pandan tan -ekspozisyon tanperati ki wo. Pa yon gwo fòm pwodwi komèsyal.
K: Èske yo ka itilize Alloy 20 nan asid silfirik ak kontaminasyon klori?
A: Wi, men ak restriksyon. Papòt klori pou Alloy 20 nan asid silfirik se apeprè 200 ppm Cl⁻ nan 60 degre nan 20% H₂SO₄. Pi wo pase nivo sa a, konbinezon H⁺ (atak asid) ak Cl⁻ (inisyatè pitting) pwodui similtane korozyon jeneral ak pitting.
Pou klori-ki gen asid silfirik (komen nan: beny marinated kote HCl melanje ak H₂SO₄, solisyon min ak dlo saline, melanj asid ak kontaminasyon dlo lanmè refwadisman), yerachi sa a aplike: Cl⁻ < 200 ppm nan H₂SO₄₻₄₻₻₻₻ 200-1,000 ppm nan H₂SO₄ → Hastelloy G-30 rekòmande Cl⁻ > 1,000 ppm → Hastelloy C-276 oswa C-22 obligatwa (sèlman Hastelloy C-seri siviv konbinezon silfirik + klori pi wo a 1,000 ppm) anvan ou presize kontni klorid ou a nan pwosesis espesifik ou a. Alyaj 20.
K: Ki sa ki lakòz veso Alloy 20 echwe prematireman nan sèvis asid silfirik?
A: Senk kòz ki pi komen nan Alloy 20 echèk twò bonè nan asid silfirik yo se:
(1) Ranplasman klas: 316L oswa 904L apwovizyone olye de Alloy 20 - PMI (XRF) sou resi yo ta anpeche sa.
(2) Weld filler dezekilib: filler asye pur (308L, 316L) itilize olye pou yo ERNiCrMo -3 - ERNiCrMo-3 filler obligatwa.
(3) Neglijans vitès: koule ajite (> 2 m/s) nan asid entèmedyè ki lakòz ewozyon-korozyon byen pi wo pase pousantaj tès imèsyon laboratwa - konsepsyon pou limit vitès epi sèvi ak Hastelloy G-30 pou zòn gwo vitès.
(4) Tanperati move kalkil: tanperati opere pi wo pase limit izokorozyon pou konsantrasyon asid espesifik - re-tcheke ak jeni pwosesis epi konsidere Hastelloy G-30 pou tanperati 10-20 degre pi wo pase Alloy 20 limit.
(5) Kondansasyon asid nan espas vapè: spesifikasyon materyèl ensifizan pou espas vapè ki pi wo a nivo likid asid - espas vapè nenpòt veso asid silfirik ki pi wo a 40 degre dwe Alloy 20 oswa Hastelloy, pa asye kabòn oswa 316L.
K: Ki tanperati sèvis maksimòm pou Alloy 20 nan asid silfirik?
A: Tanperati maksimòm sèvis la depann de konsantrasyon asid la. Nan asid dilye (0-10% H₂SO₄): Alloy 20 kenbe<0.5 mm/yr up to approximately 90°C.
Nan asid entèmedyè (10-50% H₂SO₄): Alloy 20 se serye nan 80-90 degre. Nan zòn tranzisyon ki pi agresif (50-80% H₂SO₄): estanda Alloy 20 rive nan limit li nan apeprè 75-80 degre - itilize Cb-3 Variant oswa Hastelloy G-30 pi wo a 80 degre.
Nan asid konsantre (85-98% H₂SO₄): Alloy 20 PA rekòmande pi wo pase 40 degre (316L oswa Tantal yo kòrèk pou seri sa a). Sa yo se kondisyon trankil (pa-koule). Nan koule ajite, redwi tout limit tanperati pa 10-15 degre pou kont pou efè a kowozyon vitès-amelyore.
K: Ki jan Alloy 20 konpare ekonomikman ak 316L Nerjaveèi nan asid silfirik?
A: Alloy 20 fèy koute apeprè 5-7 × plis pou chak kilogram pase fèy 316L.
Sepandan, analiz pri total enstale rakonte yon istwa diferan: 316L nan 30% H₂SO₄ nan 60 degre: pousantaj korozyon 1-2 mm / ane. Avèk 6 mm epesè miray (alokasyon korozyon enkli), veso 316L mande pou ranplasman chak 3-5 ane. Alyaj 20 nan 30% H₂SO₄ nan 60 degre: pousantaj korozyon 0.1-0.2 mm / ane.
Avèk menm miray 6 mm, veso Alloy 20 fèt pou 20+ ane ak antretyen minim. Avantaj nan pri lavi -sik Alloy 20 se anjeneral 3-5 × sou yon peryòd 20 ane lè D ', ranplasman, ak depans konfòmite anviwònman yo enkli. Sèl eksepsyon se asid dilye (<10%) at <50°C, where 316L lasts adequately and Alloy 20 premium cost cannot be justified.
