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Alliage 20 (également connu sous le nom de Carpenter 20 ou UNS N08020)etAlliage 31 (UNS N08031)sont deux alliages importants-résistants à la corrosion. Grâce à leurs excellentes performances globales, ils sont devenus des matériaux clés permettant à l’industrie de faire face aux défis extrêmes de corrosion. Ils présentent des différences significatives dans la conception de la composition, les caractéristiques de performance et les scénarios d'application. HT PIPE est unTuyau sans soudure en alliage 20fournisseur avec 15+ expérience en exportation.Contactez-nouspour plus d'informations et devis gratuits !
alliage 20 et alliage 31 Structure métallurgique et stabilité de phase
QuandAlliage 20est exposé à une plage de température de 650 à 900 degrés pendant une longue période, la précipitation de la phase σ ou du carbure peut entraîner une diminution de la ténacité et une sensibilité accrue à la corrosion intergranulaire. Surtout dans la plage de température moyenne (telle que la zone de soudage affectée par la chaleur), la précipitation de carbures de chrome (Cr23C6) le long des joints de grains provoquera une « sensibilisation ».
Alliage 31inhibe efficacement la cinétique de précipitation de la phase intermétallique par ajout d'azote. Les atomes d'azote occupent des positions interstitielles dans le réseau, réduisant le taux de diffusion d'éléments tels que le chrome et le molybdène, retardant ainsi la précipitation de phases nocives telles que la phase σ et la phase χ. Cette fonctionnalité lui confère une meilleure stabilité organisationnelle dans la plage de températures de fonctionnement courante des équipements chimiques (300 -600 degrés) et convient aux environnements de service à haute température à long-terme.
alliage 20 alliage 31 comparaison de la composition chimique
| éléments | Alliage 20 | Alliage 31 |
|---|---|---|
| Ni | 32.0-38.0 | 30.0-32.0 |
| Cr | 19.0-21.0 | 26.0-28.0 |
| Mo | 2.0-3.0 | 6.0-7.0 |
| Cu | 3.0-4.0 | 1.0-1.4 |
| N | - | 0.15-0.25 |
| Nb | 8×C-1.0 | - |
| Fe | reste | reste |
| C | Inférieur ou égal à 0,07 | Inférieur ou égal à 0,015 |
uns n08031 n08020 Propriétés mécaniques et physiques
| Propriété | Alliage 20 | Alliage 31 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 550 à 620 MPa | 650-750 MPa |
| Limite d'élasticité | 240 à 300 MPa | 300 à 350 MPa |
| Élongation | 40–45% | 35–40% |
| Dureté (HB) | 150–180 | 180–220 |
| Résistance aux chocs | Supérieur ou égal à 80 J (-196 degrés) | Supérieur ou égal à 100 J (-196 degrés) |
uns n08020 et uns n08031 Performance globale contre la corrosion
Alliage 20fonctionne bien dans un environnement d'acide sulfurique à concentration moyenne-(40-60 %,<50°C), thanks to the synergistic effect of its 3-4% copper content. The copper element promotes the formation of a protective copper sulfide film on the surface, which significantly reduces the corrosion rate. However, under higher concentration or temperature conditions, its protective film is easily destroyed and the corrosion rate rises sharply.
Alliage 31présente un spectre de résistance aux acides plus large, en particulier dans les environnements d'acide phosphorique, d'acide mixte et d'acide sulfurique à forte concentration-. Par exemple, dans un environnement d'acide sulfurique à 95 degrés et 60 %, le taux de corrosion de l'alliage 31 est inférieur à 0,1 mm/an, tandis que celui de l'alliage 20 dépasse 0,5 mm/an. Cela est dû au film passif stable formé par sa teneur élevée en molybdène (6-7 %), qui peut résister à la corrosion des milieux fortement réducteurs.
charpentier 20 et charpentier 31 Résistance à la corrosion localisée
Les performances des deux alliages sont plus différentes dans les environnements contenant du chlorure-.Alliage 31, avec sa conception à haute teneur en chrome-molybdène-azote, a une valeur équivalente de résistance aux piqûres (PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) d'un étonnant 45 ou plus, dépassant de loin le PREN 30-35 deAlliage 20.
alliage de nickel 20 et alliage de nickel 31 Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC)
Alliage 20 is at risk of stress corrosion cracking in chloride-containing hot water (>60 degrés) et les environnements sulfurés, en particulier dans les zones travaillées à froid ou dans les zones de contraintes résiduelles de soudage.
Alliage 31améliore considérablement sa résistance au SCC grâce à une teneur élevée en nickel et à un alliage d'azote. Les données expérimentales montrent que dans une solution bouillante à 42 % de chlorure de magnésium, le temps de fracture de l'alliage 31 est deux ordres de grandeur plus long que celui de l'alliage 20.
Tuyaux en acier allié 20 et tuyaux en acier allié 31 Sensibilité à la corrosion intergranulaire
La limite supérieure deAlliage 20'Sa teneur en carbone (0,07 %) le rend sensible à la sensibilisation après soudage ou travail à chaud, c'est-à-dire que les carbures précipitent le long des joints de grains, entraînant une diminution de la résistance à la corrosion. Par conséquent, les équipements à parois épaisses-nécessitent souvent un traitement avec une solution de soudage après-(trempe à l'eau à environ 1 120 degrés) pour restaurer les performances.
La conception à très faible-carbone (inférieur ou égal à 0,015 %) deAlliage 31combiné à l'effet stabilisant de l'azote, il lui permet de maintenir une excellente résistance à la corrosion intergranulaire même à l'état soudé et de passer avec succès le test de la méthode ASTM G28 A. Cette fonctionnalité simplifie grandement le processus de fabrication et de maintenance sur-site.
Seuils d’application industrielle
Choisissez l'alliage 20 pour :Lignes dédiées au décapage à l'acide sulfurique, fabrication pharmaceutique, transformation d'acides organiques de qualité alimentaire-, production de caoutchouc synthétique et-réservoirs de mélange de produits chimiques à basse température où les halogénures sont minimes.
Choisissez l'alliage 31 pour :Épurateurs de désulfuration des gaz de combustion (FGD), usines d'évaporation d'acide phosphorique, canalisations de pétrole et de gaz offshore traitant du gaz acide, usines de blanchiment de pâte et papier utilisant du dioxyde de chlore et extraction de saumure géothermique à haute salinité.
FAQ technique
L'alliage 31 peut-il remplacer l'alliage 20 dans les conduites d'acide sulfurique ?
Oui. L'alliage 31 offre des performances de corrosion supérieures sur une limite de température et de concentration plus large que l'alliage 20. Il constitue un excellent atout de mise à niveau pour les pipelines en proie à une défaillance localisée prématurée ou à des pics de température de fonctionnement.
Quels métaux d'apport sont recommandés pour le soudage de l'alliage 20 et de l'alliage 31 ?
Les composants en alliage 20 sont généralement soudés à l'aide de fils d'apport ER320LR correspondants pour atténuer les risques de fissuration à chaud. Pour l'alliage 31, les métaux d'apport à base de nickel suralliés-comme l'alliage 59 (ERNiCrMo-13) ou l'alliage C-276 (ERNiCrMo-4) sont une pratique courante pour compenser la ségrégation élémentaire dans la zone de soudure du métal fondu et garantir une résistance maximale à la corrosion.
