ASTM B729 UNS N08020 โลหะผสมนิกเกิล 20 ท่อไร้รอยต่อ
โลหะผสมประสิทธิภาพสูงระดับพรีเมียม
ASTM B729 UNS N08020 โลหะผสมนิกเกิล 20 ท่อไร้รอยต่อ & หลอด
คู่มือทางเทคนิคขั้นสูงสุด, คุณสมบัติทางกล, องค์ประกอบทางเคมี, มาตรฐาน, ความคลาดเคลื่อน, และการใช้งานทางอุตสาหกรรมของช่างไม้ที่ทนต่อการกัดกร่อน 20 ซุปเปอร์อัลลอย.
ดัชนีทางเทคนิคด่วน & ตัวชี้วัดที่สำคัญ
1. ภาพรวมที่ครอบคลุมของ ASTM B729 UNS N08020
ASTM B729 UNS N08020, เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางว่าเป็น โลหะผสม 20 หรือ ช่างไม้ 20, เป็นออสเทนนิติก, โลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียม-โมลิบดีนัม-ทองแดง ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อความต้านทานสูงสุดต่อการโจมตีของกรด, โดยเฉพาะกรดซัลฟูริก. ซูเปอร์อัลลอยด์ระดับพรีเมียมนี้มีมูลค่าสูงในสภาพแวดล้อมการประมวลผลทางเคมีซึ่งมักพบตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง. การเติมทองแดง, พร้อมด้วยโมลิบดีนัม, ให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนทั่วไปได้ดีเยี่ยม, บ่อ, และการกัดกร่อนตามรอยแยกในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่มีคลอไรด์, กรดซัลฟิวริก, กรดฟอสฟอริก, และกรดไนตริก.
ท่อไร้ตะเข็บและท่อที่ผลิตภายใต้ ข้อกำหนด ASTM B729 แสดงถึงจุดสุดยอดของความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความน่าเชื่อถือ. ท่อไร้ตะเข็บเหล่านี้สามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นได้ด้วยการทำงานแบบเย็นหรือการตกแต่งแบบร้อน, ตามด้วยการบำบัดความร้อนที่สำคัญ เช่น การหลอมที่เสถียรหรือการหลอมสารละลาย เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุได้รับคุณสมบัติทางกลที่เหมาะสมที่สุดและความเสถียรของเม็ด. สถานะที่เสถียรจะป้องกันการแพ้ในระหว่างการเชื่อมหรือรอบความร้อนในภายหลัง, รักษาความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้ดีกว่า.
2. ข้อมูลจำเพาะของท่อ ASTM B729 & พารามิเตอร์
เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับข้อกำหนดทางวิศวกรรมอย่างสมบูรณ์, ASTM B729 สรุปเกณฑ์ที่เข้มงวด. ด้านล่างนี้เป็นเมทริกซ์ข้อกำหนดหลักสำหรับท่อและท่อไร้ตะเข็บ ASTM B729 UNS N08020.
| พารามิเตอร์ | รายละเอียดข้อกำหนดทางเทคนิค |
|---|---|
| ข้อกำหนดมาตรฐาน | มาตรฐาน ASTM B729 / ASME SB729 |
| เกรดวัสดุ & เรา | สหรัฐอเมริกา N08020 (โลหะผสม 20 / ช่างไม้ 20) |
| กระบวนการผลิต | การทำงานแบบไม่มีรอยต่อแบบเย็นหรือแบบร้อนสำเร็จรูป |
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (ของ) พิสัย | 6 มม. ถึง 610 มม (1/8 นิ้วถึง 30 ขนาดที่ระบุนิ้ว) |
| ความหนาของผนัง (วท) พิสัย | 0.5 มม. ถึง 30 มม (SCH 5S, 10ส, 40ส, 80ส, เอ็กซ์เอส, XXS, สช 160) |
| สถานะการตกแต่งพื้นผิว | อบอ่อนสดใส (ปริญญาตรี), โซลูชันอบอ่อน & ดอง (ap), ขัดเงา |
| สิ้นสุดการกำหนดค่า | ปลายธรรมดา (วิชาพลศึกษา), ปลายเอียง (เป็น), เกลียว, ควบคู่ |
3. องค์ประกอบทางเคมี & การพังทลายของโลหะวิทยา
สมรรถนะของอัลลอยด์ 20 ถูกกำหนดอย่างหนักด้วยการผสมผสานองค์ประกอบโลหะผสมที่เป็นเอกลักษณ์และแม่นยำ. มีความเข้มข้นของนิกเกิลสูง (ตั้งแต่ 32.0% ถึง 38.0%) ป้องกันการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นที่เกิดจากคลอไรด์ (เอสซีซี), ในขณะที่การเติมโครเมียมและทองแดงรับประกันการปกป้องที่โดดเด่นในสภาพแวดล้อมลดกรด. ตารางด้านล่างแสดงช่วงองค์ประกอบที่กำหนดโดย ASTM B729.
| องค์ประกอบ | เครื่องหมาย | เนื้อหาขั้นต่ำ (%) | เนื้อหาสูงสุด (%) |
|---|---|---|---|
| นิกเกิล | ใน | 32.00 | 38.00 |
| โครเมียม | Cr | 19.00 | 21.00 |
| โมลิบดีนัม | โม | 2.00 | 3.00 |
| ทองแดง | ลูกบาศ์ก | 3.00 | 4.00 |
| ไนโอเบียม + แทนทาลัม | ไม่มี + เผชิญหน้า | 8 x ซี | 1.00 |
| คาร์บอน | ค | – | 0.07 |
| แมงกานีส | มน | – | 2.00 |
| ซิลิคอน | และ | – | 1.00 |
| ฟอสฟอรัส | ป | – | 0.045 |
| กำมะถัน | ส | – | 0.035 |
4. เครื่องกล & สมรรถภาพทางกาย
โลหะผสม 20 คงคุณสมบัติทางกลที่โดดเด่นตลอดช่วงอุณหภูมิที่กว้าง. มันยังคงมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งแม้ในสภาวะการประมวลผลที่รุนแรง. ให้เราตรวจสอบคุณสมบัติทางกลขั้นต่ำที่กำหนดโดย ASTM B729.
| พารามิเตอร์ทางกล | หน่วยเมตริก (และ) | หน่วยอิมพีเรียล (เรา) |
|---|---|---|
| ความต้านแรงดึง (ขั้นต่ำ) | 551 MPa | 80,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (80 ksi) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (0.2% ออฟเซ็ต, นาที) | 241 MPa | 35,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (35 ksi) |
| การยืดตัวใน 2 นิ้ว (นาที) | 30.0 % | 30.0 % |
| ความแข็งของบริเนล (HBW, สูงสุด) | 217 HBW | – |
| ความแข็งแบบร็อกเวลล์ (HRB, สูงสุด) | 95 HRB | – |
5. ความเท่าเทียมกันของอุตสาหกรรมทั่วโลก
โลหะผสม 20 ได้รับการจดทะเบียนข้ามรายการและได้รับการยอมรับตามข้อกำหนดเฉพาะระดับสากลที่สำคัญ. สิ่งนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการจัดซื้อจัดจ้างและมาตรฐานการออกแบบระดับโลก:
| ระบบมาตรฐาน | การกำหนดวัสดุ | หมายเลขวัสดุ |
|---|---|---|
| มาตรฐานสหรัฐอเมริกา (เรา) | สหรัฐอเมริกา N08020 | 2.4660 |
| มาตรฐาน (ยุโรป) | NiCr20CuMo | 2.4660 |
| อัฟนอร์ (ฝรั่งเศส) | Z2NCUD31-20AZ | – |
| ชื่อสามัญ | โลหะผสม 20 / ช่างไม้ 20 | – |
6. การประมวลผลด้วยความร้อน & แนวทางการหลอม
เพื่อรักษาคุณสมบัติโครงสร้างจุลภาคและการกัดกร่อนที่เหมาะสม, การจัดการระบายความร้อนอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ. สำหรับโลหะผสม 20 (สหรัฐอเมริกา N08020), การอบชุบด้วยความร้อนควรทำภายใต้พารามิเตอร์การอบอ่อนที่เสถียร.
ช่วงอุณหภูมิการอบอ่อนที่แนะนำสำหรับ UNS N08020 คือ 1800°F ถึง 1850°F (982องศาเซลเซียส ถึง 1,010 องศาเซลเซียส), ซึ่งจะต้องตามด้วยการดับน้ำทันทีหรือทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยวิธีบังคับทางเลือกอื่น. เพื่อป้องกันไม่ให้คาร์ไบด์ตกตะกอนที่ขอบเกรน, ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการแพ้ตามขอบเกรนในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง.
7. โปรไฟล์ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม
เดิมพัฒนาขึ้นสำหรับการใช้งานกรดซัลฟิวริกทางอุตสาหกรรม, โลหะผสม 20 มีปัจจัยด้านความปลอดภัยที่แข็งแกร่งเมื่อแปรรูปตัวกลางซัลฟิวริกในช่วงความเข้มข้นที่หลากหลาย. เรามาสำรวจโปรไฟล์ความต้านทานของกรดเคมีทั่วไปกันดีกว่า:
- กรดซัลฟูริก (h₂so₄): ความต้านทานที่โดดเด่นข้ามความเข้มข้นได้ถึง 95% ที่อุณหภูมิใกล้จุดเดือด. ประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันร้อนมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมมาตรฐาน 316L อย่างมาก.
- กรดฟอสฟอริก (h₃po₄): มีประสิทธิภาพสูงในการรักษาอัตราการกัดกร่อนให้น้อยที่สุดในระหว่างปฏิกิริยาของพืชเคมีที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมฟอสฟอริกในกระบวนการเปียกอย่างหนัก.
- กรดไนตริก (HNO₃): ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ไนตริก, หลีกเลี่ยงการสลายชั้นฟิล์มอย่างรวดเร็ว.
- ความต้านทานต่อคลอไรด์ SCC: ที่ 33% (นาที) เมทริกซ์นิกเกิลให้ภูมิคุ้มกันเสมือนต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดที่เกิดจากคลอไรด์, ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลและโรงงานแปรรูปชายฝั่ง.
8. การใช้งานทางอุตสาหกรรมในวงกว้างของโลหะผสม 20
ลักษณะเฉพาะของท่อไร้รอยต่อ ASTM B729 UNS N08020 ทำให้เป็นตัวเลือกแรกในการใช้งานที่มีความสำคัญต่อมาตรฐาน. เหล่านี้ได้แก่:
อุปกรณ์กระบวนการทางเคมี
ใช้กันอย่างแพร่หลายในถังผสม, เครื่องปฏิกรณ์เคมี, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, ท่อร่วมไอดี, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, และเครื่องฟอกที่มีการสัมผัสกับสารเคมีอินทรีย์/อนินทรีย์อย่างต่อเนื่อง.
ปิโตรเคมี & การแปรรูปน้ำมัน
สิ่งสำคัญในการดำเนินงานโรงกลั่น, พืชทำความสะอาดกรด, อาบน้ำดอง, และกระบวนการผลิตน้ำมันเบนซินอุตสาหกรรมที่สร้างผลพลอยได้จากกรดที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง.
9. ขนาดท่อที่กำหนด & เมทริกซ์น้ำหนักทางทฤษฎี
ด้านล่างนี้คือแผนภูมิอ้างอิงทางวิศวกรรมที่ครอบคลุมโดยสรุปขนาดท่อมาตรฐานที่ระบุ (กรมอุทยานฯ), ตารางเวลา, ขนาดจริง, และน้ำหนักทางทฤษฎี (คำนวณที่ความหนาแน่นมาตรฐาน 8.05 กรัม/ซม.³):
| ขนาดที่กำหนด (กรมอุทยานฯ) | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (ใน) | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (มม) | กำหนดการ (สช) | ความหนาของผนัง (มม) | น้ำหนัก (กก./ม) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/2″ | 0.840 | 21.34 | กำหนด 10ส | 2.11 | 1.02 |
| 1/2″ | 0.840 | 21.34 | เอียง 40s | 2.77 | 1.29 |
| 3/4″ | 1.050 | 26.67 | เอียง 40s | 2.87 | 1.71 |
| 1″ | 1.315 | 33.40 | เอียง 40s | 3.38 | 2.54 |
| 1-1/2″ | 1.900 | 48.26 | กำหนด 80S | 5.08 | 5.49 |
| 2″ | 2.375 | 60.33 | เอียง 40s | 3.91 | 5.52 |
10. การทดสอบขั้นสูง & การประกันคุณภาพทางเทคนิค
เพื่อให้มีคุณสมบัติครบถ้วนเป็นผลิตภัณฑ์ ASTM B729 UNS N08020 อย่างเป็นทางการ, ทุกความยาวของท่อและท่อผ่านการทดสอบแบบไม่ทำลายตามลำดับอย่างเข้มงวด (NDT) และการตรวจทางกล. ไม่ยอมให้มีการเบี่ยงเบนทางโครงสร้าง, มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถืออย่างแท้จริงในระบบแรงดันสูง.
- การทดสอบอุทกสถิต: แต่ละหลอดจะต้องได้รับแรงดันของเหลวภายในสูง, ตรวจสอบกับขีดจำกัดการออกแบบ ASME, เพื่อตรวจสอบช่องว่างขนาดเล็ก, รอยแตก, หรือการรั่วไหล.
- การทดสอบไฟฟ้าแบบไม่ทำลาย (Eddy ปัจจุบัน / เกี่ยวกับอัลตราโซนิก): ขั้นสูง, หัวสแกนอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติถูกส่งผ่าน 100% ของพื้นผิวท่อเพื่อรับประกันความสม่ำเสมอของโครงสร้างภายใน.
- วูบวาบ & การทดสอบแบบแบน: การทดสอบทางกลที่ได้มาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมแบบเหนียวและโลหะผสมหลักสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพได้โดยไม่เกิดการแตกหักเฉพาะที่.
11. การผลิต & แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในการเชื่อม
โลหะผสมเชื่อม 20 (สหรัฐอเมริกา N08020) สามารถดำเนินการโดยใช้กระบวนการอุตสาหกรรมมาตรฐาน, เช่น การเชื่อมแก๊สทังสเตนอาร์ก (GTAW), การเชื่อมอาร์คโลหะป้องกัน (สมาว), หรือการเชื่อมอาร์กโลหะแก๊ส (การยิง).
โลหะตัวเติมที่แนะนำนั้นตรงกับวัสดุทางเคมี, โดยทั่วไปกำหนดให้เป็น AWS ERNiCrMo-3 (โลหะผสม 625) หรือเฉพาะทาง โลหะผสม 20 ฟิลเลอร์เชื่อม เพื่อรักษาคุณสมบัติทางเคมีที่สอดคล้องกันในเม็ดเชื่อม. ไม่จำเป็นต้องอุ่นเครื่อง, และควรรักษาอุณหภูมิระหว่างทางให้ต่ำกว่า 150°C (300°F) เพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวหรือความไวของเมล็ดข้าวที่อยู่ติดกัน.
12. การอ้างอิงมาตรฐานสหายที่ครอบคลุม
โลหะผสม 20 ประกอบด้วยเครือข่ายมาตรฐานขนาดใหญ่สำหรับรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย. เพื่อความสะดวกของโครงการก่อสร้างท่อส่งน้ำมันแบบครบวงจร, นี่คือมาตรฐาน ASTM/ASME หลักที่เกี่ยวข้องกับ Carpenter 20:
| รูปแบบผลิตภัณฑ์ | ข้อกำหนดมาตรฐาน ASTM | ข้อกำหนด ASME |
|---|---|---|
| ท่อไร้รอยต่อ & หลอด | มาตรฐาน ASTM B729 | ASME SB729 |
| ท่อเชื่อม | มาตรฐาน ASTM B464 | ASMESB464 |
| อุปกรณ์ท่อ (ข้อศอก, ตี๋, ลด) | มาตรฐาน ASTM B366 | ASME SB366 |
| หน้าแปลนฟอร์จ & วาล์ว | มาตรฐาน ASTM B462 | ASMESB462 |
| จาน, แผ่น, และสตริป | มาตรฐาน ASTM B463 | ASMESB463 |
13. ความคลาดเคลื่อนมิติ & รูปแบบที่อนุญาต
การผลิตที่แม่นยำต้องใช้ท่อไร้รอยต่อเพื่อให้พอดีกับรูปแบบมิติที่เข้มงวด. รายละเอียดต่อไปนี้อยู่ภายใต้การควบคุมของ ASTM B829 (ข้อกำหนดข้อกำหนดทั่วไปสำหรับท่อไร้รอยต่อโลหะผสมนิกเกิล):
| ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (มม) | ความอดทน OD (+) (มม) | ความอดทน OD (-) (มม) | ความทนทานต่อความหนาของผนัง (%) |
|---|---|---|---|
| 6.0 ถึง 15.0 | +0.15 | -0.15 | ±15.0% |
| 15.1 ถึง 38.1 | +0.20 | -0.20 | ±12.5% |
| 38.2 ถึง 88.9 | +0.40 | -0.40 | ±10.0% |
| 89.0 ถึง 114.3 | +0.75 | -0.75 | ±10.0% |
14. ประสิทธิภาพอุณหภูมิที่สูงขึ้นและไครโอเจนิก
โลหะผสม 20 ยังคงมีความหลากหลายอย่างมาก. ไม่แสดงการสูญเสียความเหนียวหรือพฤติกรรมของคริสตัลที่แข็งแกร่งภายใต้สภาพแวดล้อมการแช่แข็งแบบลึกจนถึงสถานะฮีเลียมเหลว (-269องศาเซลเซียส).
สำหรับการทำงานที่สัมผัสกับความร้อนอย่างต่อเนื่อง, ASME อนุญาตให้ใช้โค้ดโครงสร้างของ UNS N08020 ได้สูงสุด 800°F (427องศาเซลเซียส). เหนือเพดานระบายความร้อนนี้, ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างไมโครเฟสและขอบเขตเกรนมาตรฐานที่เปลี่ยนแปลงเรียกร้องให้มีการปรับโหลดแบบไดนามิกเพื่อป้องกันการแตกร้าวของความเครียดที่ไม่คาดคิด.
15. โลจิสติกส์, บรรจุภัณฑ์ส่งออก & มาตรฐานการทำเครื่องหมาย
เพื่อคงความเงางามเอาไว้, ผิวดองของโลหะผสมพรีเมี่ยม 20 ท่อไร้รอยต่อระหว่างการขนส่งทางทะเล, โปรโตคอลบรรจุภัณฑ์อุตสาหกรรมมาตรฐานมีการบังคับใช้อย่างเคร่งครัด. แต่ละมัดจะถูกห่อแยกกันด้วยปลอกโพลีเมอร์ทอที่แข็งแรง หรือบรรจุอยู่ในลังไม้ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษและทนทาน.
การจัดส่งท่อทั้งหมดมีการทำเครื่องหมายด้วยลายฉลุเดินท่ออย่างต่อเนื่องโดยเน้นตัวชี้วัดทางเทคนิคที่สำคัญ: “ชื่อเอ็มเอฟอาร์ – ASTM B729 UNS N08020 – ไร้รอยต่อ – จาก x อ – หมายเลขความร้อน – ผลิตในประเทศจีน”. รูปแบบการติดตามนี้เชื่อมโยงกลับไปยัง EN ที่ได้รับการรับรองโดยตรง 10204 3.1 ใบรับรองการทดสอบวัสดุ.
16. คำถามที่พบบ่อยทางเทคนิค & คู่มือการแก้ไขปัญหา
ถาม: เหตุใดจึงเลือกโลหะผสม ASTM B729 20 เหนือสแตนเลส 316L มาตรฐาน?
ก: ในขณะที่ 316L มีประสิทธิภาพสูงสำหรับสภาพแวดล้อมทางเคมีปานกลาง, มันสลายตัวอย่างรวดเร็วด้วยกรดซัลฟิวริกร้อนและกรดฟอสฟอริกที่มีความเข้มข้นสูง. โลหะผสม 20 มีการเพิ่มเติมองค์ประกอบแบบไดนามิก (35% ใน, 3.5% ลูกบาศ์ก, 2.5% โม) ที่ป้องกันการแตกของรูพรุนเฉพาะที่และความเครียดจากภัยพิบัติในระบบการปกครองที่รุนแรงเหล่านี้.
ถาม: อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง ASTM B729 และ ASTM B464?
ก: ASTM B729 ควบคุมท่อและท่อที่ดำเนินการอย่างราบรื่น, ซึ่งโดยทั่วไปจะถูกอัดรีดและดึงเย็นโดยไม่มีรอยเชื่อมตามยาว. ASTM B464 ควบคุมท่อเชื่อมที่ทำจากแผ่นและแผ่นขึ้นรูปม้วน, ซึ่งเชื่อมต่อเนื่องกันตามแนวตะเข็บตามยาว.
ASTM B729 UNS N08020 เทคนิค
