Alloy 20 vs Alloy 28: Chwazi bon Superaustenitic pou sèvis asid - Konesans

Alyaj 20se optimize pou sèvis asid silfirik (espesyalman<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.

Alloy 20 vs Alloy 28

Tou de Alloy 20 (UNS N08020) ak Alloy 28 (UNS N08028) se superaustenitic Nerjaveèi -nikèl-fè{- alyaj Kwòm ak ajoute Kwòm, molibdèn, ak kòb kwiv mete ki depase estanda asid agresif anviwònman yo. Diferans kle yo se nan anfaz konpozisyon: Alloy 20 bay priyorite kòb kwiv mete (3-4%) ak estabilizasyon niobyòm pou rezistans asid silfirik, pandan y ap Alloy 28 maksimize chromium (26-28%) ak molybdène (3-4%) pou rezistans siperyè pitting ak sèvis gaz fosfò / tounen.

Superaustenitic Nerjaveèi okipe yon nivo pi wo pase klas estanda austenitic (304, 316) nan tou de kontni alyaj ak rezistans korozyon. Yo defini pa valè PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) ki depase 40, siyifikativman pi wo pase 316 Nerjaveèi ~ 25. Tou de Alloy 20 ak Alloy 28 fè pati klas sa a, ki ofri rezistans nan asid agresif, klori, ak krak korozyon estrès ke asye pur konvansyonèl pa ka bay.

Alloy 20: Espesyalis asid silfirik

Alloy 20 (UNS N08020, konnen tou kòm Carpenter 20Cb-3, NS143, 0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb) te devlope an 1963 espesyalman pou reziste korozyon asid silfirik nan pwosesis chimik. Karakteristik defini li yo se adisyon nan kwiv (3-4%) pou rezistans asid silfirik ak niobyòm (Nb pi gran pase oswa egal a 8 × C) pou rezistans sansibilizasyon. Li rete materyèl referans pou anviwònman asid silfirik.

Alloy 28: Asid fosfò ak chanpyon gaz tounen

Alloy 28 (UNS N08028, konnen tou kòm Sanicro 28, 1.4563, 00Cr27Ni31Mo3Cu) te devlope espesyalman pou mouye-pwosesis echanjeur chalè asid fosfò. Kontni ki pi wo a kwòm (26-28%) ak molibdèn (3-4%) li bay rezistans eksepsyonèl nan asid fosfò, anviwònman gaz tounen (H₂S/CO₂/Cl⁻), ak medya ki gen Halogen. Kontni kabòn li yo limite a mwens pase oswa egal a 0.03% pou rezistans korozyon entègranulè nannan.

Alloy 20 gen pi wo kòb kwiv mete (3-4%) ak estabilizasyon niobyòm (Nb pi gwo pase oswa egal a 8 × C), optimisé pou asid silfirik. Alloy 28 gen pi wo chromium (26-28% vs 19-21%) ak molybdène (3.5% vs 2.5%), bay PREN siperyè (~ 36 vs ~ 28) ak pi bon rezistans korozyon pitting/crevice.

Eleman	Alyaj 20 (N08020)	Alyaj 28 (N08028)	Diferans kle
Kabòn (C)	Mwens pase oswa egal a 0.07%	Mwens pase oswa egal a 0.03%	Alyaj 28: ultra-ki ba kabòn
Kwòm (Cr)	19.0–21.0%	26.0–28.0%	Alyaj 28: 7% pi wo Cr
Nikèl (Ni)	32.0–38.0%	30.0–34.0%	Alyaj 20: 2-4% pi wo Ni
Molybdène (Mo)	2.0–3.0%	3.0–4.0%	Alloy 28: ~ 40% pi wo Mo
Kwiv (Cu)	3.0–4.0%	0.6–1.4%	Alloy 20: 3 × plis kòb kwiv mete
Niobyòm (Nb)	Pi gran pase oswa egal a 0.8×C (~1.0%)	-	Alloy 20: Nb estabilize
Manganèz (Mn)	Mwens pase oswa egal a 2.0%	Mwens pase oswa egal a 2.5%	Menm jan an
Silisyòm (Si)	Mwens pase oswa egal a 1.0%	Mwens pase oswa egal a 1.0%	Menm jan an
Fè (Fe)	Balans	Balans	Menm jan an

PREN Kalkil

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N (azòt ~0.15% nan tou de klas):

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

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

Avantaj alyaj 28 PREN: ~8 pwen pi wo=siyifikativman pi bon rezistans korozyon twou ak fant.
Papòt endistri: PREN > 40 pou sèvis dlo lanmè; Alloy 28 apwòch sa a ak evalyasyon 36.5 li yo.
Alloy 20 PREN 28.5 se sibstansyèlman pi bon pase 316 (PREN ~ 25) men byen anba Alloy 28.

Poukisa diferans konpozisyon yo enpòtan

Copper (Cu): Fòme konplèks pwoteksyon ak asid silfirik, ralanti to korozyon. Esansyèl pou sèvis H₂SO₄.
Niobyòm (Nb): Anpeche sansibilizasyon carbure Kwòm pandan soude ak sèvis tanperati ki wo -.
Chromium (Cr): Prensipal chofè estabilite fim pasif; pi wo=pi bon rezistans jeneral korozyon ak oksidasyon.
Molybdène (Mo): Kritik pou rezistans pitting; siyifikativman amelyore klori ak asid fosfò rezistans.

Tou de alyaj yo montre mikwostrikti totalman austenitic ak ekselan duktilite tanperati chanm -. Alloy 20 gen yon ti kras pi wo fòs rupture (pi gran pase oswa egal a 550 MPa vs 500 MPa) akòz ranfòse niobyòm, pandan y ap Alloy 28 ofri siperyè severite kriyojenik ak travayabilite cho. Ni se apwopriye pou itilize soutni pi wo a 450 degre san evalyasyon atansyon.

Pwopriyete	Alyaj 20 (rekuit)	Alyaj 28 (rekuit)	Diferans
Dansite	8.08 g / cm³	8.0 g/cm³	Prèske idantik
Pwen k ap fonn	1370-1400 degre	1311-1366 degre	Alloy 28: yon ti kras pi ba
Ultim fòs Tensile	Pi gran pase oswa egal a 550 MPa	Pi gran pase oswa egal a 500 MPa	Alloy 20: ~ 10% pi wo
Fòs Sede (0.2%)	Pi gran pase oswa egal a 240 MPa	Pi gran pase oswa egal a 214 MPa	Alloy 20: ~ 12% pi wo
Allongement nan Break	Pi gran pase oswa egal a 30%	Pi gran pase oswa egal a 40%	Alyaj 28: pi bon duktilite
Dite (rekuit)	135–220 HB / 28–32 HRC	80–90 HRB / ~33 HRC	Menm jan an
Modil elastik	~200 GPa	~200 GPa	Idantik
Kondiktivite tèmik	13.5 W/m·K	~13–14 W/m·K	Menm jan an

Fwad-Kondisyon travay

Alyaj 28 frèt -te travay: Fòs rupture jiska 896 MPa, fòs sede jiska 758 MPa, elongasyon redwi a ~ 15%.
Alloy 20: Tou reponn a frèt travay; fòs ogmante siyifikativman ak deformation modere.
Nòt aplikasyon: Pou tiyo segondè -presyon ki mande gwo fòs, yo ka espesifye alyaj 28 oswa alyaj 20 ki te travay frèt-.

Limit Tanperati Elve

Kondisyon	Alyaj 20	Alyaj 28
Tanperati maksimòm sèvis kontinyèl	~ 425 degre (ak kondisyon)	~ 400-450 degre
Limit sèvis asid silfirik	<50°C for concentrated; <25°C for dilute	Siperyè nan tan modere
Sèvis asid fosforik	Bon jiska 60-80 degre	Ekselan jiska 80-100 degre
Risk presipitasyon	NbC nan 650 degre (zòn sansibilizasyon)	Pa gen presipitasyon enpòtan (<0.03% C)

Alloy 20 se chwa ki pi pito pou anviwònman asid silfirik, espesyalman konsantre H₂SO₄ nan tanperati modere. Alyaj 28 siperyè nan asid fosfò, gaz tounen (H₂S/CO₂/Cl⁻), ak anviwònman ki rich klori-. Ni yo rekòmande pou sèvis asid idroklorik (HCl).

Alloy 20 Corrosion Resistance

Asid silfirik (H₂SO₄)

H₂SO₄ Konsantrasyon	Alyaj 20	Alyaj 28	Rekòmande
<10% (dilute), <50°C	Ekselan	Ekselan	Swa
10–60%, <50°C	Trè bon	Bon	Alyaj 20
60-85% (konk.),<50°C	Ekselan	Bon	Alyaj 20
>85%, tanperati ki wo.	Bon (limite pa tanperati)	Bon	Alyaj 20
Asid melanje (H₂SO₄+HNO₃)	Trè bon	Bon	Alyaj 20
H₂SO₄ ak Cl⁻	Modere	Bon	Alyaj 28

Mekanis: Copper nan Alloy 20 fòme fim pwoteksyon Cu₂S-tip pasif ki reziste atak asid silfirik pi efikas pase fim kwòm-molybdène pou kont yo.
Limit Tanperati: Tou de alyaj yo jeneralman limite a<50–60°C in sulfuric acid. Above this, expensive nickel alloys (Alloy 625, Alloy 825) are required.
Avantaj kle Alloy 20: adisyon kwiv (3-4%) espesyalman amelyore rezistans nan diminye kondisyon asid tankou asid silfirik.

Asid fosforik (H₃PO₄)

H₃PO₄ Kondisyon	Alyaj 20	Alyaj 28	Rekòmande
Mouye-pwosesis (ak enpurte F⁻/Cl⁻), RT	Trè bon	Ekselan	Alyaj 28
Konsantrasyon tèmik (52% P₂O₅), elve	Bon	Ekselan	Alyaj 28
Pi H₃PO₄,<80°C	Bon	Trè bon	Swa
H₃PO₄ + kontaminan halogen	Modere	Ekselan	Alyaj 28

Alloy 28 te espesyalman devlope pou pwodiksyon mouye-pwosesis asid fosfò, kote fliyò ak enpurte klori fè asye pur konvansyonèl yo echwe rapidman.
Rechèch (Springer, 2024): Alloy 28 nan 52% P₂O₅ asid fosfò ak ajan oksidan te montre pousantaj korozyon negatif (pran pwa nan fòmasyon fim pasif), konfime pasivite ekselan.
Kontni Mo (3.5%): Kritik pou reziste asid fosfò ak enpurte F⁻/Cl⁻ ki agresif atak fim pasif.

Anviwònman gaz ak lwil oliv (H₂S/CO₂/Cl⁻)

Alloy 28 se siyifikativman siperyè pou sèvis gaz tounen akòz pi wo kontni Cr ak Mo bay PREN ~ 36.5 vs Alloy 20 a ~ 28.5. Nan anviwònman H₂S/CO₂/Cl⁻, Alloy 28 se chwa estanda pou OCTG (peyi lwil oliv pwodwi tubulaires) ak echanjeur chalè.

Anviwònman	Alyaj 20	Alyaj 28	Nòt
H₂S sèlman (<100 ppm), <150°C	Bon	Trè bon	Alyaj 28 pi pito
H₂S + CO₂ + Cl⁻	Modere	Ekselan	Alloy 28 klèman siperyè
High Cl⁻ (>1000 ppm)	Limite (PREN ~ 28.5)	Bon (PREN ~ 36.5)	Alyaj 28 obligatwa
Sèvis dlo lanmè	Pa rekòmande	Apwopriye (PREN 36.5)	Alyaj 28
Sulfid estrès fann	Bon	Ekselan	Alyaj 28

Aplikasyon Alloy 28: Pwodiksyon tib (OCTG) ak echanjeur chalè nan jaden lwil oliv ak gaz ki gen gwo kontni H₂S/CO₂/Cl⁻.
Alloy 28 mekanis: Segondè Cr fòme fim Cr₂O₃ pasif ki estab; segondè Mo fòme kouch pwoteksyon MoO₂ ki reziste atak klori anba H₂S.
NACE MR0175/ISO 15156: Tou de alyaj yo ka nan lis pou sèvis tounen, men pi laj akseptasyon Alloy 28 a soti nan PREN siperyè.

Pitting ak Kowozyon Crevice

Kondisyon	Alyaj 20	Alyaj 28	Gayan
Valè PREN	~28.5	~36.5	Alyaj 28 (+28%)
Kritik Pitting Temp (CPT) nan 3.5% NaCl	~ 20 degre	~ 40-45 degre	Alloy 28 siyifikativman pi bon
Rezistans korozyon fant	Modere	Trè bon	Alyaj 28
Krak Kowozyon estrès (Cl⁻)	Bon	Ekselan	Alyaj 28

Ki sa ki pa ni alyaj manch byen

Asid idroklorik (HCl): Ni Alloy 20 ni Alloy 28 rekòmande pou sèvis HCl. Sèvi ak Alloy B (N10001) oswa Alloy 400.
High-Temperature (>450 degre) Anviwònman oksidan: Tou de alyaj pèdi rezistans korozyon; konsidere Alloy 625 oswa Alloy 800H.
Aqua Regia (HNO₃ + HCl): Ni klas pa bay bon jan rezistans.

Tou de alyaj yo fasilman soude lè l sèvi avèk pwosesis estanda asye pur austenitic. Alloy 20 mande pou ranplir niobyòm-estabilize (ERNiCrMo-3) pou sèvis pi wo-tanperati, pandan y ap Alloy 28 itilize filler ERNiCrMo-3 oswa ER316L. Ni mande pou prechofaj.

Paramèt	Alyaj 20	Alyaj 28
Soudabilite	Ekselan	Ekselan
Prechofe	Pa obligatwa	Pa obligatwa
Tanperati Interpass	<175°C (350°F)	<175°C (350°F)
Post-tretman chalè soude (PWHT)	Pa obligatwa (estabilize)	Pa obligatwa (ultra-ba C)
Rekòmande Filler Metal	ERNiCrMo-3 (Alyaj 625 filler)	ERNiCrMo-3 oswa ER316L
Pwoteksyon gaz	Ar + 2–3% CO₂	Ar + 2–3% CO₂
Machinability	san Patipri (menm jan ak 316)	San Patipri (yon ti kras pi difisil akòz Mo)
Fwad Fwad	Ekselan	Ekselan
Cho Workability	Bon (970-1065 degre)	Bon (950-1100 degre)

Alloy 20 spesifik soude

AWS A5.14 ERNiCrMo-3 oswa AWS A5.11 ENiCrMo-3 elektwòd rekòmande.
Niobyòm nan filler la estabilize metal la soude kont sansibilizasyon.
Recuit solisyon apre soude: 900-1150 degre pou 1-2 èdtan, rapid lè oswa dlo etenn.
Konpozisyon metal soude matche ak metal paran lè w ap itilize filler apwopriye.

Alloy 28 spesifik soude

ERNiCrMo-3: Prefere pou gwo -korozyon-sèvis soude (anviwònman H₂S/Cl⁻).
ER316L: Akseptab pou sèvis asid estanda; bay matche rezistans korozyon.
Recuit solisyon: 1100 degre se pi bon pou tou de pwopriyete mekanik ak rezistans korozyon (rechèch -konfime).
Ultra-kabòn ki ba (mwens pase oswa egal a 0.03%) vle di pa gen okenn risk sansibilizasyon menm nan zòn ki afekte chalè-(HAZ).

Alloy 28 se jeneralman 10-25% pi chè pase Alloy 20 akòz pi wo kontni chromium ak molybdène. Sepandan, nan aplikasyon pou asid fosfò ak gaz tounen, rezistans siperyè korozyon Alloy 28 a delivre pi ba pri total lavi atravè lavi ekipman pwolonje ak antretyen redwi.

Faktè Pri	Alyaj 20	Alyaj 28	Nòt
Pri materyèl bwit	Referans (1.0×)	1.1–1.25×	Pi wo Cr/Mo nan alyaj 28
Ni enpak kontni	32-38% Ni	30-34% Ni	Ni pri se chofè pri prensipal
Enpak kontni Cu	3-4% Cu (pi chè)	0.6-1.4% Cu	Cu pasyèlman konpanse Cr / Mo pri
Disponibilite (Pak/Fèy)	Bon	Bon	Tou de lajman estoke
Disponibilite (Tubular)	Bon	Bon	Konfòmite ASTM B729/B668
Tan plon (Fòm Customize)	4-8 semèn	6-10 semèn	Alloy 28 ka pran plis tan
Weld Filler Pri	ERNiCrMo-3	ERNiCrMo-3 oswa ER316L	Alloy 20: Nb filler obligatwa
Pri sik lavi (aplikasyon sib)	Pi ba si sèvis H₂SO₄	Pi ba si sèvis H₃PO₄/H₂S	Koresponn ak aplikasyon an

Lè pri ki pi wo nan Alloy 28 jistifye

Asid fosfò ak enpurte fliyò / klori: Alloy 20 pral soufri atak akselere; Alloy 28 dire siyifikativman pi lontan.
Gaz tounen ak segondè H₂S/CO₂/Cl⁻: OCTG ak echèk wellhead ak Alloy 20 ta byen lwen depase ekonomi pri materyèl.
Sèvis dlo lanmè: Alloy 20's PREN ~ 28.5 pa apwopriye; Alloy 28 (PREN ~ 36.5) bay sèvis serye.

Kritè	Alyaj 20 (N08020)	Alyaj 28 (N08028)	Gayan
asid silfirik (<50°C, concentrated)	Ekselan	Bon	Alyaj 20
Asid silfirik (dilye, ak Cl⁻)	Modere	Bon	Alyaj 28
Asid fosforik (pi)	Bon	Trè bon	Alyaj 28
Asid fosfò (F⁻/Cl⁻ kontamine)	Modere	Ekselan	Alyaj 28
Gaz tounen (H₂S/CO₂/Cl⁻)	Bon	Ekselan	Alyaj 28
Dlo lanmè / Segondè Cl⁻	Pa Apwopriye	Bon	Alyaj 28
Asid melanje (H₂SO₄+HNO₃)	Trè bon	Bon	Alyaj 20
Pitting Rezistans (PREN)	~28.5	~36.5	Alyaj 28 (+28%)
Rezistans sansibilizasyon (soude)	Ekselan (Nb estabilize)	Ekselan (ultra-ba C)	Egal
Fòs mekanik (UTS)	Pi gran pase oswa egal a 550 MPa	Pi gran pase oswa egal a 500 MPa	Alyaj 20
Duktilite (elongasyon)	Pi gran pase oswa egal a 30%	Pi gran pase oswa egal a 40%	Alyaj 28
Soudabilite	Ekselan	Ekselan	Egal
Machinability	san Patipri	san Patipri	Egal
Pri	Pi ba (referans)	Pi wo (10-25%)	Alyaj 20
Asid fosfò espesifik orijin	Pa devlope pou sa	Devlope pou sa	Alyaj 28
Asid silfirik orijin espesifik	Devlope pou sa	Pa devlope pou sa	Alyaj 20

Desizyon an Alloy 20 vs Alloy 28 se fondamantalman kondwi pa mwayen an korozivite dominan nan aplikasyon an. Tou de se asye pur superaustenitic ak ekselan rezistans korozyon, men diferan anfaz konpozisyon yo fè chak pi bon pou anviwònman sèvis diferan:

Alyaj 20(N08020, 0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb) se espesyalis sid sulfurique. Anplis 3–4% kòb kwiv mete li yo kreye yon rezistans inik fim pasif kont H₂SO₄ ke Alloy 28 pa ka matche. Devlope espesyalman pou aplikasyon pou pwosesis chimik ki enplike asid silfirik, asid melanje, ak netwayaj asid, Alloy 20 rete estanda jeni pou sèvis H₂SO₄ anba 50 degre. Sèvi ak li lè pwosesis ou a se asid silfirik-dominan ak ekonomi an favorize yon kwiv-pote superaustenitic sou nikèl-alyaj ki baze sou.

Alyaj 28(N08028, 00Cr27Ni31Mo3Cu) se chanpyon asid fosfò ak gaz tounen. 26-28% Kwòm li yo ak 3.5% molybdène bay PREN ~ 36.5, ki ofri dramatikman pi bon pitting ak rezistans korozyon fant pase Alloy 20. Okòmansman devlope pou rezoud pwosesis mouye-echèk echanjeur chalè asid fosfò, Alloy 28 te vin estanda pwodiksyon lwil oliv ak gaz. (H₂S/CO₂/Cl⁻), sèvis dlo lanmè, ak sistèm FGD. Sèvi ak li lè menas la se asid fosfò ki kontamine ak halogen-, gaz tounen, oswa nenpòt anviwònman kote PREN segondè ak rezistans nan korozyon lokalize detèmine lavi ekipman yo.

Pou enjenyè akizisyon yo: kwaze-referans prensipal menas korozyon ak tanperati maksimòm opere ak tablo konparezon ki anwo yo. Pou enjenyè pwosesis: konfime ke alyaj la chwazi yo te teste nan konsantrasyon espesifik asid, tanperati, ak pwofil enpurte nan kouran pwosesis ou a. Lè w gen dout, konsilte fèy done alyaj yo ak direktiv NACE/ASME BPVC pou kondisyon sèvis ki enpòtan yo.