Legering 20 vs Legering 28 Velge den riktige superaustenittiske legeringen for fosfor- og svovelsyreservice

Å velge feil legering for en syre-håndteringstank, rørspole eller varmeveksler sløser ikke bare med budsjettet - det konverterer en aktiva på flere-tiår til en forpliktelse på flere-månedersbasis.Legering 20 (UNS N08020)og Alloy 28 (UNS N08028) er de to mest spesifiserte superaustenittiske rustfrie legeringene for svovelsyre- og fosforsyreservice, men de to blir rutinemessig forvekslet eller behandlet som utskiftbare. Det er de ikke.

Denne veiledningen svarer på spørsmålene som faktisk bestemmer utfallet - sammensetning, syrekonsentrasjonsområde, klorid- og fluoridtoleranse, temperaturgrenser og total installeringskostnad -, og starter hver del med et direkte, siterbart svar, etterfulgt av den tekniske begrunnelsen bak.

Viktige takeaways

1. Legering 20 (UNS N08020) er kobber-legert og spesialbygget- for svovelsyre over et bredt konsentrasjonsområde ved moderate temperaturer. Det er det lavere-alternativet som er mer tilgjengelig.
2. Legering 28 (UNS N08028) bærer høyere krom (26–28 %) og molybden (3–4 %) for overlegen motstand mot klorid- og fluorid-forurenset fosforsyre, pluss oksiderende eller blandede-syreforhold.
3. Alloy 28s Pitting Resistance Equivalent Number (PREN ≈ 36–41) er betydelig høyere enn Alloy 20s (PREN ≈ 26–31), noe som betyr langt bedre motstand mot gropdannelse og sprekkerangrep i klorid-lager.
4. For ren, moderat-konsentrasjon svovelsyre er Alloy 20 vanligvis det mer økonomiske valget. For våte-fordampere av fosforsyre og klorid-forurenset svovelsyre er Alloy 28 den industri-foretrukket standarden.

Hva er Alloy 20 og Alloy 28?

Alloy 20 og Alloy 28 er begge nikkel-jern-krom-austenittiske legeringer forsterket med molybden, men de ble konstruert rundt forskjellige korrosjons-bekjempende strategier: Alloy 20 er avhengig av en kobbertilsetning for å bekjempe reduserende svovelsyre, og holde på en høyere svovelsyre, mens legering 2. stabilt passivt lag over et bredere spekter av syrer og forurensninger.

Legering 20 - også solgt som Carpenter 20, 20Cb-3 eller Incoloy 20, UNS N08020 - ble utviklet på 1940-tallet spesielt for å løse svovelsyrekorrosjonsproblemer som standard 300-serie rustfritt stål ikke kunne håndtere. Jerninnholdet (omtrent 31–44%) ligger rett ved grensen mellom "rustfritt stål" og "nikkellegering", og det er derfor du vil se det markedsført under begge etikettene; funksjonelt oppfører den seg som en superaustenittisk legering uansett.

Legering 28 - selges også som Sanicro 28 eller UR 28, UNS N08028 - ble utviklet i Sverige på 1960-tallet for et tøffere problem: fosforsyre- og svovelsyrestrømmer forurenset med klorider og fluorider, der kobber alene ikke er nok. Det svarer på det problemet med mer krom, mer molybden og et ultra-lavt karboninnhold.

Hva er den viktigste komposisjonsforskjellen mellom Alloy 20 og Alloy 28?

Den definerende forskjellen er korrosjons-motstandsmekanismen hver legering lener seg på: Legering 20 bruker 3–4 % kobber som sitt primære forsvar i svovelsyre, mens Alloy 28 bruker høyere krom (26–28 %) og molybden (3–4 %), med bare sporkobber (0,6–1.}) som fjerner ultralavt innhold av kobber (0,6–1.}) behov for et stabiliserende element.

To ting følger direkte av denne tabellen. For det første er Alloy 20s kobbertilsetning en målrettet motgift mot reduserende svovelsyre, og det er grunnen til at det gjør relativt lite for fosforsyre- eller kloridholdige strømmer. For det andre bygger Alloy 28s mye større krom- og molybdenreserve en passiv film som holder seg over en bredere kombinasjon av syretype, konsentrasjon, forurensning og temperatur - på bekostning av dyrere legeringselementer.

Hvilken legering fungerer best i svovelsyreservice?

Alloy 20 er fortsatt det mer kostnadseffektive-kode-utprøvde valget for ren svovelsyre i det meste av konsentrasjonsområdet ved moderate temperaturer. Alloy 28 trekker frem når klorider, oksiderende stoffer eller høyere temperaturer kommer inn i bildet.

Legering 20 var spesialbygget- for svovelsyre, og kobbertilsetningen undertrykker korrosjonshastigheten ved å redusere, stort sett klorid-fri svovelsyre fra fortynnede konsentrasjoner opp til nesten 100 %, forutsatt at temperaturen holder seg innenfor legeringens isokorrosjonsgrenser for den konsentrasjonen. Dette er den klassiske "sweet spot" som gjorde Alloy 20 til den historiske arbeidshesten for svovelsyrerør, syltetanker og generelt prosessutstyr.

Fordelen til Alloy 28 viser seg utenfor det søte stedet. Uavhengige isokorrosjonsdata som sammenligner Alloy 28 med Alloy 904L og standard austenittiske og dupleks rustfrie kvaliteter viser at Alloy 28 opprettholder god motstand mot klorid-forurenset svovelsyre, og til og med overgår super-duplekskvalitet 2507 over omtrent 20 % svovelsyrekonsentrasjon. I praksis: spesifiser Alloy 20 for ren, moderat{11}}temperatur svovelsyre; flytt til Alloy 28 når prosessstrømmen bærer klorider, oksiderende forurensninger eller blir varmere enn Alloy 20s nominelle konvolutt for den konsentrasjonen.

Hvilken legering fungerer best i fosforsyreservice?

Alloy 28 er industriens benchmark for våt-prosessfosforsyre -, spesielt fordamperrør og varmevekslere - fordi kommersiell fosforsyre aldri er ren; den bærer klorid- og fluorurenheter fra fosfatbergarten, og Alloy 28s høyere krom og molybden motstår denne kombinasjonen langt bedre enn Alloy 20. Alloy 20 forblir et fornuftig,-lavere kostnadsvalg for en renere, termisk-prosess eller renset fosforsyre med minimal forurensning.

Fosforsyre i våt -prosess produseres ved å reagere fosfatbergart med svovelsyre, og den resulterende syren frakter uunngåelig fluor- og kloridrester fra malmen. Denne kombinasjonen er akkurat miljøet Alloy 28 ble konstruert for: det har blitt det mest brukte metalliske materialet for fordamperrør i våt-prosessen av fosforsyreindustrien, og erstatter i stor grad eldre grafittvarmevekslere som har hatt hyppige rørfeil. Alloy 20 kan fortsatt være et rimelig-alternativ for fosforsyrestrømmer med lavt halogenidinnhold og moderat temperatur, men det er ikke førstevalget for aggressiv våt-prosess.

Hvordan er Alloy 20 og Alloy 28 sammenlignet med hensyn til grop-, sprekker- og kloridmotstand?

Legering 28 har et betydelig høyere ekvivalent tall for gropmotstand (PREN ≈ 36–41) enn legering 20 (PREN ≈ 26–31), noe som direkte oversetter seg til bedre motstand mot grop- og sprekkkorrosjon uansett hvor klorider er tilstede - den vanligste årsaken til at svovelsyre- eller fosforsyre svikter.

En rask,-ingeniørvennlig formel

PREN er et forenklet, men mye brukt screeningnummer: PREN=%Cr + 3.3 × %Mo (nitrogen er ubetydelig i begge disse legeringene, så det kan utelates fra formelen her). Bruk av hver legerings sammensetningsområde:

Legering 20 (UNS N08020): Cr 19–21 %, Mo 2–3 % → PREN ≈ 26 – 31

Legering 28 (UNS N08028): Cr 26–28 %, Mo 3–4 % → PREN ≈ 36 – 41

En høyere PREN betyr en sterkere, mer stabil passiv oksidfilm i nærvær av kloridioner - mekanismen bak lokaliserte gropdannelser og sprekkerangrep. Det er nettopp derfor Alloy 28 er foretrukket der hvor klorider og fluorider dukker opp sammen med svovel- eller fosforsyre, og hvorfor Alloy 20 er best reservert for bekker der kloridinnholdet forblir lavt og kontrollert. Alloy 28s høyere nikkel-til--forhold gir den også bedre motstand mot kloridpåkjenning-korrosjonssprekker, en vanlig feilmodus for lavere- rustfri nikkelkvaliteter som 316L.

Hvordan sammenlignes Alloy 20 og Alloy 28 i pris, tilgjengelighet og produktformer?

Alloy 20 koster betydelig mindre enn Alloy 28 fordi den bruker mindre nikkel og molybden, og den er tilgjengelig i et bredere spekter av produktformer - inkludert støpegods (betegnet CN7M) - støttet av flere tiår med ASME- og ASTM-kodehistorie. Alloy 28s høyere legeringsinnhold gir en prispremie som er berettiget når den forlenger levetiden i mer aggressiv bruk.

Hvordan sammenlignes Alloy 20 og Alloy 28 i sveising og fabrikasjon?

Begge legeringene er lett sveisbare med matchede fyllmetaller, men Alloy 20 trenger niobstabilisering for å forhindre sensibilisering og intergranulært angrep nær sveiser, mens Alloy 28s ultra-lave karboninnhold (0,02 % maksimum) motstår sensibilisering alene, uten et stabiliserende element.

Alloy 20's niobium (columbium)-tilsetning - kilden til "Cb-3"-navnet - binder karbon som stabile karbider, slik at det ikke kan utfelles ved korngrensene under sveising, noe som ellers ville gjøre den varme-berørte sonen sårbar for intergranulær korrosjon. Alloy 28 omgår dette problemet ved kilden: karboninnholdet holdes så lavt (0,02 % maks, mot 0,07 % maks for Alloy 20) at skadelig karbidutfelling er usannsynlig uavhengig av varmetilførsel, noe som forenkler kvalifiseringen av sveiseprosedyren. Begge legeringene er kompatible med matchende fyllmetall (vanligvis forbruksvarer av typen ERNiCrMo- eller ER320-typen) og standard GTAW/GMAW-praksis som brukes for austenittiske og nikkelrike legeringer.

Hvilken legering bør du velge?

Standard til Alloy 20 når syrestrømmen er ren svovelsyre ved moderat temperatur; flytt til Alloy 28 når klorider, fluorider, oksiderende forurensninger eller forhøyet temperatur er en del av driftskonvolutten.

Når forholdene faller mellom disse linjene - for eksempel, moderat kloridinnhold ved bare lett forhøyet temperatur -, kommer det riktige kallet vanligvis til å lese isokorrosjonsdiagrammet for din spesifikke konsentrasjon og temperatur og veie det opp mot det akseptable inspeksjonsintervallet og konsekvensen av feil for det aktuelle utstyret.

Ofte stilte spørsmål

Er Alloy 20 et rustfritt stål eller en nikkellegering?

Begge merkene brukes i praksis. Legering 20s jerninnhold (omtrent 31–44%) ligger rett ved den tradisjonelle grensen mellom de to kategoriene; ASTM-klassifiseringen lener seg mot nikkellegering, mens mange leverandører markedsfører den som et rustfritt stål. Funksjonelt fungerer den som en super austenittisk legering uavhengig av etiketten.

Hva er den maksimale svovelsyrekonsentrasjonen Alloy 20 kan håndtere?

Alloy 20 kan håndtere nesten hele konsentrasjonsområdet på 0–100 % i fravær av klorider og oksiderende forurensninger, men den sikre driftstemperaturen synker når konsentrasjonen beveger seg gjennom mellomområdet.- Sjekk alltid isokorrosjonsdiagrammet for nøyaktig konsentrasjon og temperatur før du fullfører en spesifikasjon.

Kan Alloy 20 brukes i fosforsyre?

Ja, for renere strømmer med lavere-halogenid fosforsyre ved moderat temperatur. For våt-prosessfosforsyre med fluor- og kloridforurensning, tilbyr Alloy 28 vesentlig bedre langtids-ytelse og er det mer vanlige bransjevalget.

Hva betyr "Cb" i Alloy 20Cb-3?

"Cb" står for columbium, det eldre amerikanske navnet for niob. Den tilsettes Alloy 20 for å stabilisere legeringen mot karbidutfelling under sveising og varmebehandling.

Er Alloy 28 det samme som Sanicro 28?

Ja. Alloy 28, Sanicro 28 og UR 28 er alle handelsnavn for den samme legeringen, registrert under UNS N08028.

Hvilken legering koster mer, Alloy 20 eller Alloy 28?

Alloy 28 koster mer, fordi den inneholder en høyere andel krom og molybden og et lavere jerninnhold enn Alloy 20.