Liga 20 / US N08020 / W.Nr. 2.4660: Barra, Lençol, prato, Tubulação, SRL, Acessórios, Flanges

Introdução à liga 20

Liga 20, Também conhecido como UNS N08020 ou W.NR. 2.4660, é uma liga austenítica de níquel-cromo-cromo com adições de cobre e molibdênio, projetado para excepcional corrosão resistência, particularmente contra o ácido sulfúrico. Frequentemente chamado de carpinteiro 20 ou liga incoloy 20, É estabilizado com nióbio para resistir à corrosão intergranular, tornando -o um material versátil para ambientes químicos severos. Disponível de várias formas - bar, folha, chapa, tubulação, tubo, acessórios, e flanges - liga 20 é amplamente utilizado em indústrias como processamento químico, petroquímico, farmacêutico, e processamento de alimentos. Sua capacidade de resistir a picar, corrosão intersticial, e rachadura de corrosão por estresse de cloreto (CCS) o torna ideal para aplicações como trocadores de calor, tanques de mistura, e sistemas de tubulação.

O conteúdo de níquel da liga (32-38%) coloca -o na fronteira entre aço inoxidável e liga de níquel, Oferecendo uma alternativa econômica a ligas de alto níquel como o Inconel 625 enquanto supera os aços inoxidáveis padrão em mídia corrosiva. Suas propriedades mecânicas e fabricação permitem que ela seja formada em componentes complexos, como flanges e acessórios, com excelente soldabilidade. Este artigo fornece uma análise detalhada da composição química da liga 20, Propriedades mecânicas, A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, processos de fabricação, aplicações, e tolerâncias dimensionais em suas várias formas, com comparações com o Inconel 625, Incoloy 901, ASTM A671 CC60, e API 5L PSL2 BNS. As tabelas resumem os principais parâmetros para referência de engenharia, Garantir uma compreensão abrangente das capacidades dessa super -alojamento.

Composição química e análise de material

A composição química da liga 20 é adaptada para resistência e estabilidade à corrosão. Contém níquel (32.0-38.0%), cromo (19.0-21.0%), Molibdênio (2.0-3.0%), cobre (3.0-4.0%), ferro (equilíbrio, ~ 29,85% min), carbono (≤0,07%), manganês (≤2,0%), silício (≤1,0%), fósforo (≤0.045%), enxofre (≤0.035%), e niobium plus tantalum (8xc para 1.0%). O alto teor de níquel aumenta a resistência à redução de ácidos, Enquanto o cromo fornece resistência a oxidação através de uma camada de óxido passivo. Molibdênio e cobre melhoram a resistência à corrosão de corrosão e fendas, particularmente em ambientes de ácido sulfúrico. Niobium estabiliza a liga contra a sensibilização, prevenção de corrosão intergranular durante a soldagem.

Comparado ao Inconel 625 (58% Min Nickel, 8-10% Molibdênio), Liga 20 tem níquel inferior e molibdênio, mas cobre superior, tornando-o mais resistente ao ácido sulfúrico, mas menos adequado para a corrosão extrema de alta temperatura. Incoloy 901 (40-45% níquel, 11-14% cromo) Falta cobre, reduzindo sua eficácia em ambientes ácidos. ASTM A671 CC60 (0.04-0.27% carbono, 0.85-1.20% manganês) e API 5L PSL2 BNS (≤0,12% de carbono, ≤1,20% de manganês) são aços de carbono com liga mínima, confiando em revestimentos para proteção contra corrosão. A estrutura austenítica da liga 20 garante ductilidade e resistência, e seu baixo teor de carbono minimiza a precipitação de carboneto, tornando -o adequado para componentes soldados, como tubos e acessórios em plantas químicas. O custo dos equilíbrios da composição custa e desempenho, Oferecendo resistência superior à corrosão para aplicações específicas pesadas de ácido em comparação com aços inoxidáveis padrão.

Propriedades mecânicas

Liga 20 exibe propriedades mecânicas robustas, Adequado para exigir aplicações industriais. Na condição recozida, tem uma força de tração mínima de 551 MPa (80 ksi), força de escoamento de 241 MPa (35 ksi), e alongamento de 30%, com uma redução de área de 50% para barras. A dureza é tipicamente 160-200 Brinell. Essas propriedades são consistentes entre formas como barras, folhas, pratos, tubulação, tubos, acessórios, e flanges, Conforme especificado no ASTM B473 (bares), B463 (folhas/pratos), e B366 (acessórios). A liga mantém força e ductilidade a temperaturas elevadas de até 1000 ° F (538° C), por limitações da ASME, tornando -o adequado para trocadores de calor e tubulação de processo.

Comparado ao Inconel 625 (tênsil 827 MPa, produção 414 MPa), Liga 20 tem força mais baixa, mas melhor fabricação em ambientes ácidos. Incoloy 901 (Tensil ~ 1150 MPa) oferece maior força, mas é propenso à corrosão no ácido sulfúrico. ASTM A671 CC60 (tênsil 415-550 MPa, produção 220 MPa) e API 5L PSL2 BNS (tênsil 415-760 MPa, produção 245 MPa) são mais fracos e projetados para diferentes aplicações (oleodutos de baixa temperatura e serviços azedos, respectivamente). Liga 20 passa por tração, impacto, e teste de dureza para garantir a confiabilidade. Suas propriedades mecânicas apóiam seu uso em componentes estruturais, como flanges e acessórios, onde força moderada e alta resistência à corrosão são necessárias, Garantir a durabilidade em ambientes químicos e marinhos.

Características de resistência à corrosão

Liga 20 é projetado para resistência a corrosão excepcional, particularmente em ambientes de ácido sulfúrico, com bom desempenho em fosfórico, nítrico, e mídia contendo cloreto. Seu número equivalente de resistência ao pitting (MADEIRA) é aproximadamente 34, indicando forte resistência à corrosão de picadas e fendas. A liga é praticamente imune ao cloreto de rachaduras de corrosão ao estresse, tornando -o adequado para aplicações de processamento marítimo e químico. Cobre aumenta a resistência ao ácido sulfúrico, Enquanto o molibdênio protege contra o pitting em cloretos. A estabilização do nióbio impede a corrosão intergranular em componentes soldados, como tubos e acessórios. As taxas de corrosão no ácido sulfúrico quente são baixas (0.1-0.5 mm/ano), Embora seja necessário caute.

Comparado ao Inconel 625 (Madeira ~ 52), Liga 20 é menos resistente a corrosivos extremos, mas se destaca no ácido sulfúrico. Incoloy 901, com molibdênio inferior, é menos eficaz contra o posto. ASTM A671 CC60 e API 5L PSL2 BNS, Ambos aços de carbono, requer revestimentos como epóxi ou polietileno para resistir à corrosão, Ao contrário da liga 20 de resistência inerente. O desempenho da liga em tanques de decapagem, vasos do reator, e o equipamento de processamento de alimentos destaca sua confiabilidade. Os revestimentos externos podem melhorar ainda mais a longevidade em ambientes agressivos, Mas suas propriedades intrínsecas o tornam uma escolha preferida para aplicações como dessulfurização de gás de combustão e processamento farmacêutico, onde a resistência à corrosão é crítica.

Fabricação e processamento

Liga 20 é fabricado com fusão de indução de vácuo ou fornos de arco elétrico, seguido de trabalho quente ou frio para produzir bares, folhas, pratos, tubulação, tubos, acessórios, e flanges. O trabalho quente é realizado em 2100-2250 ° F (1149-1232° C) para evitar o endurecimento do trabalho, com recozimento em 1700-1850 ° F (927-1010° C) para restaurar a ductilidade. O trabalho frio aumenta a força para barras e folhas, seguido de alívio do estresse ou recozimento da solução para melhorar a resistência à corrosão. A soldagem usa técnicas como o GTAW, GMAW, ou smaw com metais de preenchimento correspondentes (por exemplo., ER320lr), garantir precipitação mínima de carboneto. A usinagem requer configurações rígidas e ferramentas de carboneto devido à alta resistência de cisalhamento da liga.

Comparado ao Inconel 625, que requer tratamentos térmicos semelhantes, mas mais precisos, Liga 20 é mais fácil de fabricar devido ao menor teor de níquel. O endurecimento da precipitação de Incoloy 901 complica o processamento, Enquanto ASTM A671 CC60 e API 5L PSL2 BNs usam soldagem mais simples de aço carbono (por exemplo., EFW, LSAW). Os formulários da liga 20 são produzidos para os padrões ASTM: B473 (bares), B463 (folhas/pratos), B729/B464 (Tubos sem costura/soldados), B468 (tubos), e B366 (acessórios). Teste não destrutivo (ultra-sônico, radiográfico) Garante qualidade, particularmente para tubos e acessórios soldados. A fabricação de ligas suporta componentes complexos como cotovelos, tees, e flanges, Tornando -o versátil para sistemas químicos e petroquímicos, onde a formação e soldagem precisas são essenciais.

Aplicações

Liga 20 é amplamente utilizado entre as indústrias devido à sua resistência à corrosão e versatilidade em várias formas. Barras são usadas para prendedores, hastes de válvulas, e eixos de bomba no processamento químico. Folhas e pratos servem como revestimento para tanques de armazenamento e embarcações de reator em indústrias farmacêuticas e alimentares. Tubos e tubos são críticos em trocadores de calor, tubulação de processo, e equipamento de decapagem, manuseio de ácidos sulfúrico e fosfórico. Acessórios (por exemplo., cotovelos, tees, redutores) e flanges conectam sistemas de tubulação em aplicações petroquímicas e marinhas. Usos específicos incluem tampas de bolhas, tanques de mistura, e equipamento para dessulfurização, onde a resistência aos compostos de enxofre é vital.

Comparado ao Inconel 625, usado em ambientes marítimos aeroespacial e grave, Liga 20 tem como alvo aplicações pesadas de ácido a menor custo. Incoloy 901 é limitado a aeroespacial de alta temperatura, falta de resistência a ácido. ASTM A671 CC60 é para pipelines de baixa temperatura, e API 5L PSL2 BNS para linhas de gás azedo, Nem oferecendo resistência à corrosão da liga 20. O uso da liga na fabricação de borracha sintética, produção de corante, e equipamento farmacêutico destaca sua adaptabilidade. Sua capacidade de ser fabricada em acessórios e flanges complexos garante desempenho confiável em ambientes severos, Reduzindo os custos de manutenção e aprimorando a longevidade do sistema em plantas químicas e de processamento de alimentos.

Tolerâncias Dimensionais

Tolerâncias dimensionais para liga 20 Os produtos são especificados pelos padrões ASTM para garantir a precisão. bares (ASTM B473) variam de 5 mm para 500 mm de diâmetro, com tolerâncias de ± 0,1 mm para pequenos diâmetros e ± 1% para os maiores. Lençóis e pratos (ASTM B463) tem espessuras de 0.5-10 mm (laminado a frio) e 3-200 mm (enrolado a quente), com tolerâncias de ± 0,1 mm para folhas finas e ± 1,5 mm para placas grossas. Tubos/tubos sem costura (B729) e tubos/tubos soldados (B464/B468) variam de 0.5-8 polegadas de diâmetro, com as tolerâncias de OD de ± 0,5% e espessura da parede ± 10%. Acessórios (B366) e flanges seguem ASME B16.9/B16.5, com tolerâncias de ± 1 mm para pequenos acessórios e ± 3 mm para flanges grandes.

Comparado ao Inconel 625 (ASTM B446: ± 0,25 mm para barras), Liga 20 tem tolerâncias semelhantes, mas é mais fácil de máquina. Incoloy 901 requer controles mais rígidos para precisão aeroespacial. ASTM A671 CC60 (± 0,5% de) e API 5L PSL2 BNS (± 0,75% de) têm tolerâncias mais frouxas devido a tamanhos de pipeline maiores. As tolerâncias da liga 20 garantem a compatibilidade em sistemas complexos, com acabamentos finais (por exemplo., chanfradas, roscado) Atendendo aos padrões da ASME para soldagem e montagem. Essas especificações garantem instalação confiável em aplicações como tubulação química e equipamento farmacêutico, minimizar problemas operacionais.

Especificações técnicas e tabela de parâmetros

A tabela a seguir resume os principais parâmetros para liga 20 em suas várias formas, fornecendo uma referência para engenheiros.

Esta tabela fornece uma visão geral concisa das especificações da liga 20, Ajudando nas decisões de design e compras.

Comparação com outras ligas

Liga 20 é comparado ao Inconel 625, Incoloy 901, ASTM A671 CC60, e API 5L PSL2 BNS para seu desempenho. Inconel 625 (tênsil 827 MPa, Madeira ~ 52) oferece resistência superior à corrosão em ambientes de alta temperatura e cloreto, mas é mais caro. Incoloy 901 (Tensil ~ 1150 MPa) se destaca com força de alta temperatura, mas não tem resistência a ácido. ASTM A671 CC60 (tênsil 415-550 MPa) é para pipelines de baixa temperatura, exigindo revestimentos para corrosão. API 5L PSL2 BNS (tênsil 415-760 MPa) é otimizado para serviço azedo, mas não para resistência ao ácido geral. Alloy 20 Balanço de resistência à corrosão, força, e o custo o torna ideal para aplicações de ácido sulfúrico pesado, Superando aços de carbono e competindo com ligas de alto-níquel em ambientes específicos.

Desafios e Limitações

Liga 20 enfrenta desafios em ambientes de alto cloreto, onde a corrosão de pitting pode ocorrer, exigindo design cuidadoso e monitoramento. Seu limite de temperatura de 1000 ° F (538° C) restringe o uso em aplicações de alto calor em comparação com o Inconel 625 (até 1800 ° F.). A usinagem é difícil devido ao endurecimento do trabalho, necessitando de ferramentas nítidas e baixas velocidades de corte. Comparado aos aços carbono como ASTM A671 CC60 ou API 5L BNS, Liga 20 é mais caro, Limitando seu uso a aplicações onde a resistência à corrosão é crítica. A soldagem requer superfícies limpas para evitar a contaminação, e altos custos em comparação com aços inoxidáveis podem ser uma barreira. Esses desafios são atenuados através de técnicas de fabricação adequadas, revestimentos, e design específico do aplicativo, Garantir a confiabilidade em sistemas químicos e marinhos.

Tendências e inovações futuras

O futuro da liga 20 envolve avanços na fabricação e aplicações. A fabricação aditiva está sendo explorada para acessórios e flanges personalizados, reduzindo o desperdício e habilitando projetos complexos. Técnicas de soldagem aprimoradas, Como soldagem a laser, Aumente a integridade conjunta para tubos e tubos. Os revestimentos baseados em nanotecnologia estão melhorando a resistência à corrosão em ambientes de alto cloreto, estendendo a vida útil do serviço. O uso da liga nas indústrias sustentáveis, como processamento químico verde e produção de alimentos, está crescendo devido à sua não toxicidade e durabilidade. Comparado ao foco do Inconel 625 no aeroespacial, Liga 20 alvo de inovações químicas e farmacêuticas. Os materiais ASTM A671 e API 5L estão vendo avanços no revestimento, Mas a liga 20 de resistência inerente a posiciona para aplicações de alto valor. O monitoramento digital para corrosão e estresse aumentará ainda mais sua confiabilidade, garantir relevância contínua em ambientes corrosivos.

Conclusão

Liga 20 (US N08020, W.Nr. 2.4660) é uma liga versátil de níquel-níquel-cromo com excelente resistência à corrosão, particularmente em ambientes de ácido sulfúrico. Disponível em bares, folhas, pratos, tubulação, tubos, acessórios, e flanges, Serve químico, farmacêutico, e indústrias de processamento de alimentos. Suas propriedades mecânicas (551 MPA Tensile, 241 Rendimento de MPA) e a fabricação suporta componentes complexos, enquanto sua resistência à corrosão (Madeira ~ 34) Supera os aços carbono como ASTM A671 CC60 e API 5L PSL2 BNS. Comparado ao Inconel 625 e Incoloy 901, Oferece resistência ao ácido econômico. A tabela fornecida resume os principais dados, Aunhores engenheiros. Inovações futuras em fabricação e revestimentos aumentarão sua utilidade, garantindo liga 20 continua sendo um material crítico para ambientes agressivos.

[](https://www.textronsteelalloys.com/alloy-20-lound-bar-uns-n08020-2-4660/)[](https://megamex.com/alloy-20/)