wiadomości o firmie Flansze ze stopów niklu w porównaniu: stopy 20, 825, 625 i C276 dla agresywnych mediów

Stal nierdzewna jest domyślną odpowiedzią dla rurociągów kołnierzowych, dopóki linia nie przenosi gorącego kwasu siarkowego, mokrego chloru lub solanki bogatej w chlorki, która powoduje pękanie spawów 316L. Wtedy rozmowa przechodzi na stopy niklu, a wzrost ceny zatrzymuje spotkanie projektowe. Jest to uzasadnione tylko wtedy, gdy gatunek odpowiada strumieniowi: kołnierz C276 w rozcieńczonym kwasie azotowym jest drogim błędem, tak samo jak kołnierz 304 w mokrym chlorze jest tani, który później staje się drogi.

Ten przewodnik porównuje cztery gatunki, które najczęściej pojawiają się w zapytaniach o kołnierze — Stop 20, Stop 825, Stop 625 i C276 — i koncentruje się na tym, co decyduje o tym, czy dostarczony kołnierz przejdzie inspekcję: która specyfikacja produktu ASTM ma zastosowanie, jak gatunek jest zapisany w zamówieniu i czego wymaga złącze śrubowe.

Dlaczego kołnierze ze stopów niklu kosztują więcej i rzadziej zawodzą

Koszt jest prosty: nikiel, molibden i chrom są czynnikami cenotwórczymi, a gatunki, które najlepiej znoszą najgorsze media, zawierają ich dużo. Molibden w ilości 15-17% w C276 nie jest kosmetyczny; odporny na wżery i korozję szczelinową, gdzie pasywna warstwa stali nierdzewnej ulega rozpadowi.

Kupujący kupuje odporność na określony mechanizm uszkodzenia. Korozja jednolita w kwasach redukujących, korozja wżerowa i szczelinowa pod uszczelkami, pękanie naprężeniowe pod wpływem chlorków i utrata wytrzymałości w podwyższonej temperaturze to cztery różne problemy, a żaden stop nie rozwiązuje wszystkich czterech równie dobrze. Stężenie, temperatura, napowietrzenie i zanieczyszczenia mają większe znaczenie niż nazwa rodziny.

Cztery gatunki obejmujące większość agresywnych zastosowań

Stop 20 (UNS N08020): Konik roboczy do kwasu siarkowego

Austenityczny stop niklowo-żelazowo-chromowy z celowymi dodatkami miedzi i molibdenu, stabilizowany niobem. Opracowany z myślą o kwasie siarkowym, pozostaje jedną z najbardziej ekonomicznych odpowiedzi w umiarkowanym stężeniu i temperaturze, a także służy do kwasu fosforowego, niektórych mieszanin azotowych, nawozów i linii trawiących. Typowy skład to około 32-38% Ni, 19-21% Cr, 3-4% Cu i 2-3% Mo. Miedź poprawia odporność w kwasach redukujących; niob zmniejsza międzykrystaliczne ataki w strefach wpływu ciepła spawania. Jego ograniczeniem jest służba w utleniających chlorkach: mokry chlor i podchloryn nie są jego terytorium.

Stop 825 (UNS N08825): Mieszane kwasy i pękanie pod wpływem chlorków

Stop niklowo-żelazowo-chromowy stabilizowany tytanem z molibdenem i miedzią, zazwyczaj 38-46% Ni, 19,5-23,5% Cr, 2,5-3,5% Mo, 1,5-3,0% Cu i 0,6-1,2% Ti. Jest odporny na kwasy redukujące i utleniające w tym samym strumieniu i dobrze radzi sobie z pękaniem naprężeniowym pod wpływem chlorków, częstym trybem awarii 304 i 316 w gorących usługach chlorkowych. Niższy poziom molibdenu niż w 625 lub C276 ogranicza odporność na wżery w stężonych chlorkach — często jest to właściwy kompromis dla kwaśnych, zawierających chlorki strumieni, które nie są agresywnie utleniające.

Stop 625 (UNS N06625): Chlorki, woda morska i wytrzymałość

Stop niklowo-chromowo-molibdenowy z niobem, zazwyczaj 58% Ni minimum, 20-23% Cr, 8-10% Mo i 3,15-4,15% Nb+Ta. Łączy wysoką odporność na wżery i korozję szczelinową w chlorkach i wodzie morskiej z niezwykle wysoką wytrzymałością jak na materiał austenityczny, dlatego pojawia się również w mieszalnikach i elementach złącznych. Jedna szczegółowa uwaga, która jest rutynowo pomijana:ASTM B564 dostarcza 625 jako Klasa 1 (wyżarzony, do 593°C) lub Klasa 2 (wyżarzony roztworowo, powyżej tej temperatury, gdzie wymagana jest odporność na pełzanie), a stan powinien być podany w zamówieniu.

C276 (UNS N10276): Rozwiązywanie problemów o szerokim spektrum

Stop niklowo-molibdenowo-chromowy z wolframem, zazwyczaj 14,5-16,5% Cr, 15-17% Mo i 3-4,5% W, węgiel maksymalnie 0,01% i niski poziom krzemu. Ta chemia utrzymuje wytrącanie węglików i faz międzyfazowych pod kontrolą wokół spawów, dokładnie tam, gdzie połączenie kołnierza z rurą jest najbardziej wrażliwe. Jego wartość to szerokość zastosowania: mokry chlor, dwutlenek chloru, podchloryn, chlorki żelaza i miedzi, zanieczyszczone kwasy siarkowe i fosforowe, kwasy octowy i mrówkowy, woda morska. Tam, gdzie zakład prowadzi kilka strumieni i chce mieć jeden materiał na części zamienne, często wybierany jest C276. Kompromisem jest koszt, umiarkowana wytrzymałość i nieodpowiedniość do kwasu azotowego.

Porównanie obok siebie

Tabela jest pomocą w przesiewaniu, a nie decyzją o wyborze: uzyskaj dane izokorozyjne dla rzeczywistego stężenia, temperatury, napowietrzenia, prędkości i zanieczyszczeń przed napisaniem zamówienia.

Pułapki specyfikacji powodujące odrzucenie dostaw

Specyfikacja produktu nie jest standardem wymiarowym

Specyfikacja produktu ASTM kontroluje skład chemiczny, właściwości mechaniczne, obróbkę cieplną i testowanie odkuwki; standard wymiarowy ASME kontroluje wymiary, powierzchnię czołową, rozstaw otworów na śruby i klasę ciśnieniową. Zamówienie zawierające tylko "ASME B16.5" opisuje kształt, a nie materiał. Oba oznaczenia powinny się na nim znaleźć, na przykład kołnierz spawany z szyjką ze stopu 625 wykonany zgodnie z ASTM B564 i ASME B16.5.

Stop 20 nie jest objęty ASTM B564

Zakres ASTM B564 wymienia gatunki, które obejmuje — w tym N06625, N08825, N10276, N06022 i N04400 — ale nie UNS N08020. Kołnierze ze stopu 20 są zazwyczaj zamawiane zgodnie zASTM A182 gatunek F20, lub zgodnie z ASTM B462, gdzie odkuwka kołnierza do zastosowań korozyjnych jest określona w tym standardzie. Dostawca, który akceptuje zamówienie na "B564 Stop 20" bez komentarza, albo zastąpił dokument, albo nie przeczytał zakresu.

Gatunek i sufiksy warunków mają znaczenie

Numery UNS usuwają większość niejednoznaczności tworzonych przez nazwy handlowe, ale tylko wtedy, gdy używane jest pełne oznaczenie. Stop 625 musi być zamawiany jako Klasa 1 lub Klasa 2. C276 nie należy mylić z C22, C2000 lub C4, których równowaga chromu i molibdenu różni się wraz z zakresem zastosowania.

Numer klasy sam w sobie nie jest klasyfikacją ciśnieniową

Oznaczenie kołnierza Klasa 150 nie nadaje mu zdolności kołnierza ze stali węglowej Klasy 150. Klasy ciśnieniowe są przypisywane grupom materiałowym w określonych temperaturach, a stopy niklu mają różne dopuszczalne naprężenia i zachowanie w podwyższonych temperaturach. Tam, gdzie gatunek nie jest objęty tabelami klasyfikacji standardu wymiarowego, klasa musi być ustalona zgodnie z obowiązującym kodem rurociągów; ASME B31.3 obejmuje to w swoich wymaganiach dotyczących projektowania ciśnieniowego i materiałowego. Podaj ciśnienie projektowe, temperaturę projektową i podstawę klasyfikacji w zapytaniu, a nie tylko klasę.

Śruby, uszczelki i montaż złącza

Śruby są częścią systemu korozyjnego

Kołnierze ze stopów niklu są katodowe w stosunku do stali węglowej, więc śruby ze stali węglowej lub niskostopowej w wilgotnym środowisku chlorkowym będą korodować i mogą przyspieszyć atak na pobliskie elementy stalowe. Zazwyczaj wymagane są śruby o porównywalnej odporności na korozję. Te stopy austenityczne rozszerzają się również bardziej niż stal węglowa, więc wstępne naprężenie zmienia się, gdy złącze osiąga temperaturę roboczą, a śruby ze stopów niklu łatwo się zacierają.

Uszczelki i montaż

Odporny na korozję kołnierz z uszczelką, która degraduje się w płynie procesowym, po prostu przenosi awarię. Powszechnie stosowane są konstrukcje z ekspandowanego PTFE, spiralne wypełnione PTFE i elastycznej grafitu, wybierane w zależności od temperatury, ciśnienia i kompatybilności. Wartości momentu obrotowego powinny pochodzić od producenta uszczelki dla konkretnej uszczelki, gatunku śrub i smarowania, a nie z ogólnej tabeli według rozmiaru kołnierza; pasta antyadhezyjna nakładana na elementy złączne ze stopów niklu musi odpowiadać współczynnikowi tarcia przyjętemu w obliczeniach. Dokręcanie krzyżowe w kilku przejściach, plus ponowne dokręcanie po pierwszym cyklu termicznym, robi więcej dla szczelności niż jakikolwiek pojedynczy wybór materiału.

Lista kontrolna inspekcji i dokumentacji

• Identyfikacja materiału na gotowej części. Stopy te wyglądają identycznie; fluorescencja rentgenowska rozróżnia stosunki Ni, Cr i Mo, ale nie może mierzyć węgla, więc gatunki o niskiej zawartości węgla wymagają techniki, która to potrafi.
• Certyfikat EN 10204 3.1 z możliwością śledzenia do numeru wytopu i odkuwki, sprawdzone z gatunkiem i numerem UNS w oznaczeniu.
• Weryfikacja twardości i stanu tam, gdzie ma zastosowanie NACE MR0175 / ISO 15156; dopuszczalność zależy od gatunku, temperatury i ciśnienia cząstkowego, a nie od rodziny stopów.
• Inspekcja wymiarowa i powierzchni czołowej zgodnie z obowiązującym standardem ASME, w tym wykończeniem powierzchni czołowej i wyrównaniem otworów na śruby.
• Badania nieniszczące tam, gdzie są określone, z metodą i kryteriami akceptacji wpisanymi do zamówienia.

Najczęściej zadawane pytania

Czy kołnierz 316L może być używany w rozcieńczonym kwasie siarkowym?

Czasami, w wąskim zakresie niskiego stężenia i temperatury z odpowiednim napowietrzeniem, oczekując skończonej żywotności. Poza tym zakresem szybko rośnie tempo korozji, a Stop 20 lub 825 staje się praktycznym wyborem. Decyduj na podstawie danych izokorozyjnych dla dokładnych warunków.

Czy Stop 20 jest tym samym co Stop 825?

Nie. Oba są stopami niklowo-żelazowo-chromowymi z miedzią i molibdenem, ale 825 zawiera więcej niklu, jest stabilizowany tytanem i lepiej radzi sobie z mieszanymi kwasami z lepszą odpornością na pękanie naprężeniowe pod wpływem chlorków. Stop 20 jest zoptymalizowany do kwasu siarkowego i jest zazwyczaj tańszą opcją tam, gdzie jest to dominujące zastosowanie.

Jaki gatunek należy określić dla wody morskiej?

Stop 625 i C276 dobrze znoszą chlorki i są używane tam, gdzie stale nierdzewne ulegają wżerom lub pękaniu, w tym w stojącej i chlorowanej wodzie morskiej. 316L nie jest materiałem do kontaktu z wodą morską w służbie stojącej.

Czy kołnierze ze stopów niklu wymagają obróbki cieplnej po spawaniu?

Generalnie nie dla omawianych tutaj gatunków austenitycznych, co jest jedną z ich praktycznych zalet w fabrication w terenie. Stan obróbki cieplnej odkuwki jest nadal ustalany przez standard produktu, a mocno odkształcony C276 może wymagać wyżarzania roztworowego. Obowiązujący kod i specyfikacja projektu mają pierwszeństwo.

Dlaczego certyfikat nie odpowiada zamówionemu gatunkowi?

Zazwyczaj nazwa handlowa użyta zamiast numeru UNS, niewłaściwa specyfikacja produktu ASTM dla danego gatunku lub zamiana między podobnymi stopami, takimi jak C276 i C22. W przypadku Stopu 20 sprawdź, czy certyfikat podaje A182 F20 lub B462 zamiast B564.

Wniosek: Najpierw określ medium, potem gatunek

Kołnierze ze stopów niklu nie są wersją premium kołnierzy ze stali nierdzewnej; są inną odpowiedzią na inny problem korozyjny. Zacznij od medium i jego stężenia, temperatury, napowietrzenia i zanieczyszczeń, a następnie wybierz Stop 20 dla kwasu siarkowego, 825 dla mieszanych kwasów i pękania pod wpływem chlorków, 625 dla chlorków i wody morskiej z wymaganiami wytrzymałościowymi, a C276 tam, gdzie szerokie zastosowanie w mieszanych chemikaliach nie pozostawia nic węższego, co byłoby niezawodne.

Dla porównywalnej wyceny, zapytanie powinno zawierać gatunek i numer UNS, specyfikację produktu ASTM, standard wymiarowy ASME i klasę, rozmiar i harmonogram rur, typ i wykończenie powierzchni czołowej, ciśnienie i temperaturę projektową, płyn i stężenie, ilość oraz wszelkie wymagania dotyczące badań NACE lub projektu. zakres kołnierzy ze stali stopowej pokazuje opcje wymiarowe i powierzchni czołowych, reprezentatywny kołnierz spawany z szyjką ze stopu niklu pokazuje, jak gatunek, klasa i powierzchnia czołowa łączą się w jednym elemencie, a kołnierz zaślepiający ze stopu niklu przykład obejmuje elementy zaślepiające w tych gatunkach. Prześlij pełny zestaw danych za pośrednictwem strony kontaktowej, aby gatunek, specyfikacja i podstawa klasyfikacji mogły zostać potwierdzone w odniesieniu do rzeczywistej służby.

Ten artykuł zawiera jedynie ogólne informacje. Ostateczny wybór materiału musi być oparty na obowiązującym kodzie, specyfikacji projektu i potwierdzeniu przez wykwalifikowany personel inżynieryjny.