Thép không gỉ là câu trả lời mặc định cho đường ống có mặt bích cho đến khi một đường ống vận chuyển axit sulfuric nóng, clo ướt hoặc nước muối giàu clorua làm nứt mối hàn 316L. Sau đó, cuộc trò chuyện chuyển sang hợp kim niken và bước giá dừng cuộc họp dự án. Nó chỉ được biện minh khi cấp độ phù hợp với dòng chảy: mặt bích C276 trong axit nitric pha loãng là một sai lầm tốn kém theo cách mà mặt bích 304 trong clo ướt là một sai lầm rẻ tiền nhưng sau này trở nên tốn kém.
Hướng dẫn này so sánh bốn loại hợp kim xuất hiện thường xuyên nhất trong các yêu cầu về mặt bích — Hợp kim 20, Hợp kim 825, Hợp kim 625 và C276 — và tập trung vào những gì quyết định xem mặt bích được giao có vượt qua kiểm tra hay không: đặc điểm kỹ thuật sản phẩm ASTM nào được áp dụng, cách ghi cấp hợp kim trên đơn đặt hàng và những gì khớp nối bu lông yêu cầu.
Chi phí rất rõ ràng: niken, molypden và crom là những yếu tố thúc đẩy giá cả, và các loại hợp kim chống lại môi trường khắc nghiệt nhất chứa nhiều cả ba. Molypden ở mức 15-17% trong C276 không phải là thẩm mỹ; nó chống lại sự ăn mòn rỗ và ăn mòn khe hở nơi lớp thụ động của thép không gỉ bị phá vỡ.
Người mua mua là khả năng chống lại một cơ chế hư hỏng cụ thể. Ăn mòn đồng đều trong axit khử, ăn mòn rỗ và ăn mòn khe hở dưới gioăng, nứt do ứng suất ăn mòn clorua và mất cường độ ở nhiệt độ là bốn vấn đề khác nhau, và không có hợp kim nào giải quyết cả bốn như nhau. Nồng độ, nhiệt độ, sục khí và tạp chất quan trọng hơn tên gọi gia đình.
Một hợp kim niken-sắt-crom Austenitic với các phụ gia đồng và molypden được thêm vào, được ổn định bằng niobi. Được phát triển xung quanh axit sulfuric, nó vẫn là một trong những giải pháp kinh tế nhất ở nồng độ và nhiệt độ vừa phải, và cũng phục vụ axit photphoric, một số hỗn hợp axit nitric, dây chuyền phân bón và tẩy rửa. Thành phần điển hình khoảng 32-38% Ni, 19-21% Cr, 3-4% Cu và 2-3% Mo. Đồng cải thiện khả năng chống ăn mòn trong axit khử; niobi làm giảm sự ăn mòn giữa các hạt trong vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn. Giới hạn của nó là dịch vụ clorua oxy hóa: clo ướt và hypochlorite không phải là lãnh thổ của nó.
Một hợp kim niken-sắt-crom được ổn định bằng titan với molypden và đồng, điển hình là 38-46% Ni, 19.5-23.5% Cr, 2.5-3.5% Mo, 1.5-3.0% Cu và 0.6-1.2% Ti. Nó chống lại axit khử và oxy hóa trong cùng một dòng chảy và hoạt động tốt chống lại nứt do ứng suất ăn mòn clorua, chế độ hỏng hóc thường xuyên của 304 và 316 trong dịch vụ clorua nóng. Molypden thấp hơn 625 hoặc C276 giới hạn khả năng chống ăn mòn rỗ trong clorua đậm đặc — thường là sự thỏa hiệp phù hợp cho các dòng chảy có tính axit, chứa clorua nhưng không có tính oxy hóa mạnh.
Một hợp kim niken-crom-molypden với niobi, điển hình là 58% Ni tối thiểu, 20-23% Cr, 8-10% Mo và 3.15-4.15% Nb+Ta. Nó kết hợp khả năng chống ăn mòn rỗ và khe hở cao trong clorua và nước biển với độ bền bất thường cao đối với vật liệu Austenitic, đó là lý do tại sao nó cũng xuất hiện trong các bộ phận giảm chấn và bu lông. Một chi tiết thường bị bỏ lỡ:ASTM B564 cung cấp 625 dưới dạng Cấp 1 (ủ, đến 1100°F / 593°C) hoặc Cấp 2 (ủ dung dịch, trên mức đó khi yêu cầu khả năng chống rão), và tình trạng này phải được ghi trên đơn đặt hàng.
Một hợp kim niken-molypden-crom với vonfram, điển hình là 14.5-16.5% Cr, 15-17% Mo và 3-4.5% W, cacbon tối đa 0.01% và silicon thấp. Thành phần hóa học đó giữ cho cacbua và kết tủa giữa các hạt dưới sự kiểm soát xung quanh mối hàn, chính xác là nơi khớp nối mặt bích với ống dễ bị tổn thương nhất. Giá trị của nó là sự đa dạng: clo ướt, đioxit clo, hypochlorite, clorua sắt và đồng, axit sulfuric và photphoric bị nhiễm bẩn, axit axetic và formic, nước biển. Nơi một nhà máy vận hành nhiều dòng chảy và muốn có một vật liệu dự phòng, C276 thường được chọn. Sự đánh đổi là chi phí, độ bền vừa phải và không phù hợp với axit nitric.
| Loại hợp kim | UNS | Thành phần chính | Nơi nó xứng đáng với chi phí | Nơi nó là lựa chọn sai |
|---|---|---|---|---|
| Hợp kim 20 | N08020 | 32-38% Ni, 19-21% Cr, 3-4% Cu, 2-3% Mo, ổn định bằng Nb | Axit sulfuric ở nồng độ và nhiệt độ vừa phải, axit photphoric, tẩy rửa | Clo ướt, hypochlorite, clorua oxy hóa mạnh |
| Hợp kim 825 | N08825 | 38-46% Ni, 19.5-23.5% Cr, 2.5-3.5% Mo, 1.5-3.0% Cu, ổn định bằng Ti | Axit khử và oxy hóa hỗn hợp, nứt do ứng suất ăn mòn clorua, dịch vụ chua | Dịch vụ ăn mòn rỗ clorua đậm đặc |
| Hợp kim 625 | N06625 | 58% Ni tối thiểu, 20-23% Cr, 8-10% Mo, 3.15-4.15% Nb+Ta | Khả năng chống ăn mòn rỗ và khe hở trong nước biển và clorua, độ bền cao, nhiệt độ cao | Axit hydrochloric và các axit khử mạnh khác |
| C276 | N10276 | 14.5-16.5% Cr, 15-17% Mo, 3-4.5% W, C tối đa 0.01% | Clo ướt, hypochlorite, đioxit clo, axit hỗn hợp, hợp nhất vật tư dự phòng | Axit nitric; các dự án không có yếu tố ăn mòn cụ thể |
Bảng này là công cụ sàng lọc, không phải quyết định lựa chọn: thu thập dữ liệu ăn mòn tương đương cho nồng độ, nhiệt độ, sục khí, vận tốc và tạp chất thực tế trước khi viết đơn đặt hàng.
Đặc điểm kỹ thuật sản phẩm ASTM kiểm soát thành phần hóa học, tính chất cơ học, xử lý nhiệt và thử nghiệm của vật rèn; tiêu chuẩn kích thước ASME kiểm soát kích thước, mặt bích, vòng bu lông, đánh dấu và định mức. Một đơn đặt hàng chỉ ghi "ASME B16.5" mô tả một hình dạng, không phải vật liệu. Cả hai chỉ định phải có trên đó, ví dụ: mặt bích cổ hàn rèn 625 theo ASTM B564 và ASME B16.5.
Phạm vi của ASTM B564 liệt kê các loại hợp kim mà nó bao gồm — bao gồm N06625, N08825, N10276, N06022 và N04400 — nhưng không bao gồm UNS N08020. Mặt bích Hợp kim 20 thường được đặt hàng theoASTM A182 cấp F20, hoặc theo ASTM B462 nơi mặt bích rèn cho dịch vụ ăn mòn được chỉ định theo tiêu chuẩn đó. Nhà cung cấp chấp nhận đơn đặt hàng "B564 Hợp kim 20" mà không có bình luận đã thay thế tài liệu hoặc không đọc phạm vi.
Số UNS loại bỏ hầu hết sự mơ hồ mà tên thương mại tạo ra, nhưng chỉ khi sử dụng đầy đủ chỉ định. Hợp kim 625 phải được đặt hàng dưới dạng Cấp 1 hoặc Cấp 2. C276 không được nhầm lẫn với C22, C2000 hoặc C4, có sự cân bằng crom và molypden khác nhau cùng với phạm vi dịch vụ.
Đánh dấu một mặt bích Lớp 150 không mang lại cho nó khả năng của mặt bích thép carbon Lớp 150. Định mức được gán cho các nhóm vật liệu ở nhiệt độ cụ thể, và hợp kim niken có ứng suất cho phép và hành vi ở nhiệt độ cao khác nhau. Nơi cấp độ không được đề cập bởi các bảng định mức của tiêu chuẩn kích thước, định mức phải được thiết lập theo quy tắc đường ống hiện hành; ASME B31.3 bao gồm điều này trong các yêu cầu thiết kế áp suất và vật liệu của nó. Nêu áp suất thiết kế, nhiệt độ thiết kế và cơ sở định mức trong yêu cầu, không chỉ lớp.
Mặt bích hợp kim niken có tính chất catốt so với thép carbon, vì vậy bu lông thép carbon hoặc hợp kim thấp trong môi trường clorua ướt sẽ bị ăn mòn và có thể đẩy nhanh sự tấn công vào các bộ phận thép lân cận. Thông thường yêu cầu bu lông có khả năng chống ăn mòn tương đương. Các hợp kim Austenitic này cũng giãn nở nhiều hơn thép carbon, do đó lực ép ban đầu thay đổi khi khớp nối đạt đến nhiệt độ hoạt động, và bu lông hợp kim niken dễ bị kẹt.
Một mặt bích chống ăn mòn với một miếng gioăng bị suy giảm trong chất lỏng xử lý đơn giản là di chuyển vị trí hỏng. Các cấu trúc PTFE giãn nở, vòng xoắn được làm đầy PTFE và than chì linh hoạt là phổ biến, được lựa chọn theo nhiệt độ, áp suất và khả năng tương thích. Giá trị mô-men xoắn nên đến từ nhà sản xuất gioăng cho miếng gioăng cụ thể, loại bu lông và chất bôi trơn, không phải từ bảng chung theo kích thước mặt bích; chất chống kẹt được bôi lên các bộ phận giữ hợp kim niken phải khớp với hệ số ma sát giả định trong phép tính. Siết chặt theo mẫu chéo theo nhiều lượt, cộng với việc siết lại sau chu kỳ nhiệt đầu tiên, sẽ mang lại hiệu quả chống rò rỉ tốt hơn bất kỳ lựa chọn vật liệu đơn lẻ nào.
Đôi khi, trong một phạm vi hẹp về nồng độ và nhiệt độ thấp với sục khí đầy đủ, mong đợi tuổi thọ hữu hạn. Bên ngoài phạm vi đó, tốc độ ăn mòn tăng nhanh và Hợp kim 20 hoặc 825 trở thành lựa chọn thực tế. Quyết định từ dữ liệu ăn mòn tương đương cho các điều kiện chính xác.
Không. Cả hai đều là hợp kim niken-sắt-crom có đồng và molypden, nhưng 825 chứa nhiều niken hơn, được ổn định bằng titan và xử lý axit hỗn hợp với khả năng chống nứt do ứng suất ăn mòn clorua tốt hơn. Hợp kim 20 được tối ưu hóa cho axit sulfuric và thường là lựa chọn có chi phí thấp hơn nơi đó là nhiệm vụ kiểm soát.
Hợp kim 625 và C276 đều chống lại clorua tốt và được sử dụng khi thép không gỉ bị ăn mòn rỗ hoặc nứt, bao gồm cả nước biển tù đọng và đã qua xử lý clo. 316L không phải là vật liệu cho nước biển ướt trong dịch vụ tù đọng.
Nói chung là không đối với các loại hợp kim Austenitic được thảo luận ở đây, đây là một trong những lợi thế thực tế của chúng trong việc chế tạo tại chỗ. Tình trạng xử lý nhiệt của vật rèn vẫn được cố định bởi tiêu chuẩn sản phẩm, và C276 đã qua gia công nặng có thể cần ủ dung dịch. Quy tắc hiện hành và đặc điểm kỹ thuật dự án được ưu tiên.
Thông thường là tên thương mại được sử dụng thay vì số UNS, đặc điểm kỹ thuật sản phẩm ASTM sai cho cấp độ đó, hoặc thay thế giữa các hợp kim tương tự như C276 và C22. Với Hợp kim 20, hãy kiểm tra xem chứng chỉ có trích dẫn A182 F20 hay B462 thay vì B564 không.
Mặt bích hợp kim niken không phải là phiên bản cao cấp của mặt bích thép không gỉ; chúng là một câu trả lời khác cho một vấn đề ăn mòn khác. Bắt đầu từ môi trường và nồng độ, nhiệt độ, sục khí và tạp chất của nó, sau đó chọn Hợp kim 20 cho axit sulfuric, 825 cho axit hỗn hợp và nứt do clorua, 625 cho clorua và nước biển với yêu cầu về độ bền, và C276 khi nhiệm vụ hóa chất hỗn hợp đa dạng không để lại gì hẹp hơn đáng tin cậy.
Để có báo giá tương đương, yêu cầu phải bao gồm cấp độ và số UNS, đặc điểm kỹ thuật sản phẩm ASTM, tiêu chuẩn kích thước và lớp ASME, kích thước và lịch trình ống, loại và hoàn thiện mặt bích, áp suất và nhiệt độ thiết kế, chất lỏng và nồng độ, số lượng và bất kỳ yêu cầu kiểm tra NACE hoặc dự án nào. phạm vi mặt bích hợp kim thép hiển thị các tùy chọn kích thước và mặt bích, một ví dụ điển hình về mặt bích cổ hàn hợp kim niken hiển thị cách cấp độ, lớp và mặt bích kết hợp trên một mặt hàng, và ví dụ mặt bích mù hợp kim niken bao gồm các mặt hàng mù trong các cấp độ này. Gửi toàn bộ bộ dữ liệu qua trang liên hệ để cấp độ, đặc điểm kỹ thuật và cơ sở định mức có thể được xác nhận so với dịch vụ thực tế.
Bài viết này chỉ mang tính thông tin chung. Việc lựa chọn vật liệu cuối cùng phải dựa trên quy tắc hiện hành, đặc điểm kỹ thuật dự án và xác nhận bởi nhân viên kỹ thuật có trình độ.
Người liên hệ: Kelly Yang
Tel: 86-15301677597
Vietnamese
