합금 20은 매체가 황산이고 스테인리스 등급이 충분하지 않을 때 화학 공장 엔지니어가 찾는 철-니켈-크롬 합금입니다. 합금 UNS N08020은 부식 테이블에서 좁지만 많이 사용되는 위치를 차지합니다. 적당한 온도에서 넓은 농도 범위에 걸쳐 황산에 저항하고 316L을 물리치는 혼합 산을 무시하며 비용은 몰리브덴이 많은 니켈 합금의 일부에 불과합니다.
제품 형태
바 & 로드
플레이트 및 시트
코일 및 스트립
파이프 및 튜브
피팅 : 플랜지, 티, 엘보우, 리듀서 등
단조 : 링, 샤프트, 원형, 블록 등
합금 20이 부식 테이블에 있는 위치
합금 20을 이해하는 가장 빠른 방법은 이웃을 살펴보는 것입니다. 합금 함량이 그 이하인 경우 316L 스테인리스는 몰리브덴 함량이 2~3%로 부동태 피막을 유지하기에는 너무 낮기 때문에 따뜻한 황산과 염화물 매질에서 실패합니다.
그 위에는 C-276과 같은 니켈 기반 합금이 더 높은 온도와 농도에서 전체 황산 의무를 수행하지만 가격은 몇 배나 비쌉니다. 합금 20은 중간 단계입니다. 크롬, 몰리브덴, 구리가 포함된 32-38%의 니켈은 황산 서비스와 화학 공장 주변에 나타나는 혼합산 및 염화물 환경을 위해 특별히 설계되었습니다.
구리 함량은 특이한 행입니다. 구리는 내식성 강철에 일반적으로 첨가되는 합금 첨가물은 아니지만 합금 20에서는 황산의 부식 거동을 바꾸는 요소입니다. 구리는 산화크롬 피막이 불안정한 환원성 묽은 산 영역에서 저항성을 향상시키고 몰리브덴과 함께 작용하여 염화물 함유 매체의 구멍과 틈새 공격에 저항합니다.
그 결과 황산 성능이 최대 약 80~100도의 온도에서 약 50% 농도까지 확장되는 합금이 탄생했습니다. 이 온도는 비료, 야금, 특수 화학 공장의 산 처리 배관이 작동하는 곳입니다.
ASTM B729에 따른 화학 성분
아래 구성 제한은 UNS N08020의 이음매 없는 파이프 및 튜브 사양인 ASTM B729를 따릅니다. 철은 균형 요소입니다.
| 요소 | 구성 한도, % |
| 니 | 32.0 - 38.0 |
| Cr | 19.0 - 21.0 |
| 모 | 2.0 - 3.0 |
| 구리 | 3.0 - 4.0 |
| Nb + 타 | 최소 8 x C ~ 최대 1.0 |
| C | 0.07 max |
| 망 | 2.0 max |
| 시 | 1.0 max |
| P | 0.045 max |
| S | 0.035 max |
| 철 | 균형 |
구매자에게는 세 개의 행이 중요합니다. 32.0-38.0%의 니켈은 매트릭스이며 합금이 오스테나이트 스테인리스 등급보다 염화물 응력 부식 균열에 훨씬 더 잘 저항하는 이유입니다. 몰리브덴과 구리 열은 함께 황산 거동과 공식 저항을 설정합니다.
그리고 최소 8 x C의 콜럼븀과 탄탈륨 열은 안정제입니다. 탄소를 묶어 열 영향을 받는 부분에 크롬이 고갈된 결정립계를 생성하는 민감화 없이 합금을 용접하고 사용할 수 있도록 합니다. 니오븀 안정화 설계로 인해 Alloy 20은 제작업체 친화적인 소재로 만들어졌습니다. 이는 용접 후 열처리 없이 용접 및 산성 서비스에 투입됩니다.
ASTM B729에 따른 기계적 특성
합금 20 파이프 및 튜브안정화된 어닐링 상태로 제공되며 ASTM B729에서는 다음과 같은 최소 기계적 특성을 요구합니다.
| 재산 | 최소값(ASTM B729) |
| 인장강도 | 551MPa(80ksi) |
| 항복 강도, 0.2% 오프셋 | 241MPa(35ksi) |
| 연장 | 30% |
안정화된 어닐링 조건의 일반적인 생산 값은 약 620MPa 인장 및 280MPa 수율(40% 연신율)을 나타냅니다. 강도는 어닐링된 오스테나이트 스테인리스와 동일한 범위에 있습니다. 이는 합금이 동일한 공장 관행으로 제조된다는 것을 의미합니다. 즉, 가공 경화 속도가 약간 더 높은 316 유형 등급과 같이 구부리고, 구르고, 기계로 가공합니다.
사양의 기계적 단순성(단일 전달 조건, 열처리 매트릭스 없음)은 합금 20이 주력 제품으로 간주되는 이유 중 하나입니다. 구매자는 안정화 어닐링을 주문하고 제작자는 일반적인 합금 관행을 넘어서는 특별한 절차 자격 없이 이를 용접합니다.
물리적 특성
| 재산 | 값 |
| 밀도 | 8.08g/cm3 |
| 녹는 범위 | 1400 - 1443도(대략) |
| 탄성 계수 | 200GPa(대략) |
| 구조 | 오스테나이트, 비자성 |
| 열전도율, 100도 | 13.5W/m·K(대략) |
황산 외피 적용
모든 Alloy 20 문의에 대한 실질적인 질문은 "이 산성 의무를 유지할 것인가?"입니다. 대답은 농도와 온도의 함수이며 아래 표는 플랜트 설계자가 실제로 사용하는 엔지니어링 약어입니다. 값은 파이프 및 튜브에 대한 서비스 지침을 나타내는 것이며 정확한 공정 매체에 대한 부식 테스트를 대체할 수는 없습니다.
| 중간 | 농도 / 상태 | 합금 20 평결 |
| 황산 | 0 - 50%, 최대 80~100도 | 우수함에서 우수함 - 핵심 서비스 범위 |
| 황산 | 50% 이상 또는 끓는점 | 급격히 악화됨 - 더 높은 합금을 고려 |
| 인산 | 습식법 인산 | 양호 - 비료 공장의 표준 선택 |
| 질산 | 모든 농도 | 좋음, 304L 계열과 비슷함 |
| 혼합산 | H2SO4 + HCl, HNO3 + HF 산세욕 | 좋음 - 316L이 실패하는 경우 |
| 염화물 매체 | 소금물, 소금물, 젖은 염소 흔적 | 보통 - 316L 이상, 니켈 합금 이하의 공식 저항 |
| 가성 솔루션 | 묽게 한 | 좋은 |
두 가지 실용적인 규칙이 그림을 완성합니다. 첫째, 약 10~50% 황산의 임계 범위에서 부식 속도는 온도와 산의 산화제 추적에 매우 민감합니다. 온도를 20도 올리면 부식 속도가 크게 변할 수 있으므로 사양은 정상적인 작동 조건이 아닌 최악의 작동 조건에 맞춰 이루어져야 합니다.
둘째, 고온 및 농축 처리해야 하는 산의 경우 경제적인 대답은 합금 20 벽이 아닙니다. 이는 니켈 함량이 높은 합금으로 한 단계 발전한 것이며 벽 두께가 아닌 부식 테이블에 따라 결정을 내려야 합니다.
사양 및 제품형태
합금 20은 제품 형태에 따라 선택된 다음 사양에 따라 공급됩니다.
- ASTM B729 / ASME SB-729 - 이음매 없는 파이프 및 튜브
- ASTM B464 / ASME SB-464 - 용접 파이프
- 열교환기용 ASTM B468 - 용접 튜브
- ASTM B463 / ASME SB-463 - 플레이트, 시트 및 스트립
- ASTM B473 - 바, 로드 및 단조품
B729 아래의 이음매 없는 파이프는 두꺼운 벽 등급을 통한 일정으로 최대 직경까지 NPS 범위를 포괄합니다. B464 하의 용접 파이프는 안정화된 어닐링 스트립으로 생산되며 이음매를 방사선 촬영하고 접합부를 승인하는 대구경에 대한 비용 효율적인 옵션입니다. 열 교환기 튜브의 경우 B468이 적용되며 튜브는 튜브 시트로 굴릴 수 있도록 직선 길이로 공급됩니다. 안정화된 어닐링 조건은 모든 형태에 적용됩니다.
일반적인 애플리케이션
합금 20 파이프 및 튜브다음 서비스에 걸쳐 지정됩니다.
- 화학 공장의 황산 이송 및 재순환 라인
- 비료 공장의 습식 공정 인산 증발기 및 배관
- 산성 및 염화물 매체를 처리하는 열교환기 및 응축기
- 제철소의 산세척조 배관 및 산 회수 시스템
- 합성고무, 의약품, 특수화학공정 배관
- 산성 서비스의 펌프, 밸브 및 계측 구성 요소
각 서비스에서 합금은 경제적인 중간 답변입니다. 즉, 316L이 실패하는 격차를 줄이고 니켈 기반 합금보다 훨씬 낮은 가격으로 이를 수행합니다. 반복되는 설계 결정은 산성 의무(농도, 온도, 염화물이나 산화제의 존재)이며, 의무가 범위 내에 있을 때 합금 20이 승리합니다.
용접 및 제작
합금 20은 GTAW 및 GMAW의 경우 AWS A5.9에 따라 ER320 또는 ER320LR, SMAW의 경우 AWS A5.4에 따라 E320 또는 E320LR과 같은 동일한 제품군의 적합한 필러로 용접되며 예열 또는 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다. 화학적 성질이 안정화된다는 것은 열 영향부가 용접된 상태에서 내식성을 유지한다는 것을 의미하며, 이는 합금을 상점에서 선호하게 만드는 실질적인 이점입니다.
용접 방식은 깨끗한 접합 표면, 제어된 열 입력, 낮은 층간 온도 등 오스테나이트 규율을 따릅니다. 합금 냉간 성형은 316L보다 다소 빠르게 가공 경화되지만 표준 관행과 날카로운 공구로 가공됩니다.
주문에 명시할 사항
합금 20 문의를 깨끗하게 유지하려면 다음을 명시하십시오.
- 표준 및 형식: "ASTM B729, UNS N08020에 따른 이음매 없는 파이프" 또는 "ASTM B464에 따른 용접 파이프"
- 크기: NPS + 파이프 일정, OD x 튜브 벽(밀리미터)
- 조건: 안정화-어닐링
- 길이 및 끝 마감: 고정 또는 임의 길이, 일반 끝 또는 베벨
- 인증서: 열화학 및 인장 결과가 포함된 EN 10204 3.1
FAQ
Q: 합금 20은 어떤 용도로 사용되나요?
A: 주로 황산 서비스(화학, 비료 및 야금 공장의 이송 라인, 열 교환기 및 공정 배관)와 316L이 작동하지 않는 혼합산 및 염화물 환경에 사용됩니다.
Q: 합금 20과 316L의 차이점은 무엇입니까?
A: 합금 20은 316L의 약 3배에 달하는 니켈과 3-4% 구리 및 콜럼븀 안정화를 포함합니다. 그 결과 더 높은 가격으로 황산 및 염화물 응력 부식 균열에 대한 저항성이 훨씬 향상되었습니다.
Q: 합금 20은 20Cb-3과 동일합니까?
A: 이름은 일반적으로 동일한 화학 계열에 사용됩니다. 합금 20, UNS N08020은 표준 안정화 등급입니다. 20Cb-3은 동일한 재료의 역사적인 상표명입니다.
질문: 할 수 있어요합금 20 파이프용접되나요?
A: 예, ER320/ER320LR 필러를 사용하고 예열 및 용접 후 열처리가 없습니다. 콜럼븀 안정화는 용접된 상태에서 용접 열영향부의 부식 방지를 유지합니다.
Q: 합금 20의 최대 사용 온도는 얼마입니까?
A: 구조적 서비스의 경우 약 500-600도 정도이며 강도가 급격히 감소합니다. 산성 부식 서비스의 경우 실제 한계는 금속 온도만으로는 설정되지 않고 산 농도 및 온도 범위에 따라 설정됩니다.
Q: 합금 20의 밀도는 얼마입니까?
A: 약 8.08g/cm3, 오스테나이트계 스테인리스 등급에 가깝습니다. 따라서 파이프 중량은 표준 스테인리스 계수 0.02466 x (OD - WT) x WT(kg/미터)로 계산됩니다.
