Детали трубопроводов из сплава Incoloy 20

Содержание

1. Расшифровка
2. Химический состав
3. Аналоги
4. Физические свойства
5. Область применения
6. Модификации

Изготавливаются детали трубопроводов из сплава Incoloy 20 исключительно методами литья, ковки и штамповки. Сплав 20 содержит хром и никель в пропорции 20/25%, дополнительно легирован небольшим количеством молибдена, меди, тантала и ниобия.

Никелевый супер-сплав разработан для производства концентрированных кислот. Конструкционный материал сохраняет структуру под нагрузками при высоком давлении. Alloy 20 устойчив ко всем типам коррозии, может обрабатываться давлением, но плохо сваривается и режется механическим способом.

Расшифровка

В РФ принята следующая классификация никелевых сплавов по содержанию:

·         Монель (Monel) – около 38% меди для повышения прочности в кислых средах и пластичности;

·         Инконель (Inconel) – понемногу меди, титана, алюминия, ниобия и молибдена, патентованное название товарного знака;

·         Инколой (Incoloy) – сплав предназначен для рабочих сред с высоким содержанием кислот;

·         Хастеллой (Hastelloy) – железа всего 1,5 – 15%, создан для реакторов химических и атомных, высокотемпературных клапанов.

Практически все указанные названия запатентованы отдельными производителями. Поэтому у каждого из них существует множество аналогов с другими названиями. Чаще всего отвод из сплава Incoloy 20 изготавливается методом штамповки или модельного литья.

Другими названиями сплава 20 являются:

·         VDM Alloy 20;

·         Nicrofer 3620 Nb;

·         Никельвак 23;

·         Карлсон-сплав С20;

·         AL20;

·         Плотник 20 КБ-3;

·         CN7M.

Для никелевых сплавов характерна высокая прочность при экстремальных температурных режимах под высоким давлением агрессивной рабочей среды.

Химический состав

«Супер-сплав 20» имеет в своем составе следующее количество химических элементов:

·         Fe (железо) – 31 – 44%;

·         С (углерод) – менее 0,06%;

·         P (фосфор) – до 0,045%;

·         S (сера) – менее 0,035%

·         Mn (марганец) – около 2%;

·         Si (кремний) – в пределах 1%;

·         Cu (медь) – от 3 до 4%;

·         Cr (хром) – 19 – 21%;

·         Ni (никель) – 32 – 38%;

·         Nb (ниобий) – 1%;

·         Ta (тантал) – около 1%;

·         Mo (молибден) – от 2 до 3%.

Жаропрочные детали трубопроводов из сплава Incoloy 20 применяются в технологических линиях по выпуску аммиака, переработке газа, нефти. Указанное сочетание железа, никеля, углерода и хрома позволяет создать при выплавке конструкционного материала аустенитную мелкозернистую структуру.

Этим обеспечиваются прочностные характеристики и устойчивость к коррозии. Медь отвечает за пластичность сплава, молибден является стабилизирующей добавкой. Тантал поднимает прочность, твердость, ниобий предотвращает выкрашивание и откалывание стали при высоких ударных, вибрационных нагрузках.

Аналоги

Ближайшим аналогом сплава Инколой 20 в России является жаропрочная сталь ХН32Т. Из нее обычно производят бесшовную трубу и фитинги по технологии центробежного литья для нефтяной, химической, пищевой промышленности.

Зарубежными эквивалентными сортами стали являются:

·         Германия (DIN) – Nicrofer3620NB, NiCr20cumo;

·         Евросоюз (EN) – 2.4660;

·         Китай (GB) – Cr20Ni35Mo3Cu3Nb, NS1403;

·         США (UNS) – N08020, Incoloy 020.

Дополнительно сплав обозначается, как Alloy20, Carpenter 20, 20Cb-3. Кроме поковок и труб из этого сплава изготавливают проволоку, шестигранный, полосовой, листовой прокат, пруток, штрипс и плиту. В силу специальных свойств и назначения стоит отвод нержавеющий из сплава 20 дорого из-за высокой себестоимости легирующих добавок и технологий их введения в сплав.

Физические свойства

Изначально фланец из сплава Incoloy 20 обладает следующими свойствами:

·         устойчивость к азотной, фосфорной и серной кислоте;

·         сплав не подвержен коррозионному карбидному растресткиванию;

·         высокое сопротивление точечной, щелевой, межкристаллитной, электрохимической и химической коррозии;

·         пластичность для обработки давлением.

Эксплуатационные свойства сплава 20 соответствуют стандартам:

·         Werkstoff 2.4660;

·         UNS N08020;

·         EN 2.4660;

·         ANSI/ASTM A555-79;

·         ASME SB 462, SB 473, SB 366, SB 464, SB 729;

·         ASTM B462, B473, B463, B366, B464, B729.

Отливки и этого аустенитного сплава обозначаются CN7M. При добавлении в структуру нержавейки стабилизированного колумбия (ниобий +тантал) в обозначение конструкционного материала добавляется СВ-3.

Область применения

Применяются детали трубопроводов из сплава Incoloy 20 в особо ответственных технологических процессах:

·         очистка дымовых газов методом десульфурации;

·         фармацевтическая отрасль;

·         пищевая промышленность;

·         вредные химические производства;

·         производство полимеров, каучука, взрывчатки, красителей, удобрений;

·         химическая промышленность;

·         экстракционные колонны различных производств.

В стандартах ASTM предусмотрен следующий ассортимент изделий из сплава 20:

·         В829 –труба бесшовная;

·         В751 – труба сварная;

·         В475 – круглая проволока;

·         В473 – пруток круглый;

·         В472 – заготовки для последующей обработки методом ковки;

·         В471 – пружины.

·         В468 – трубный сортамент;

·         В463 – полоса, лист, пластина;

·         В462 – детали, фитинги, фланцы катаные и кованые для высокотемпературных трубопроводов с рабочими средами высокой агрессивности;

·         В366 – кованые фитинги.

Сварка изделий выполняется электронным и плазменным методом, по технологиям ДСПЭ, ДСПЭ и ДСВЭ.

Модификации

Разновидностями железохромоникелевого сплава являются следующие конструкционные материалы:

·         Инколой 800;

·         Инколой 800Н;

·         Инколлой 800НТ;

·         Incoloy 825.

В этих сталях изменен качественный и процентный состав легирующих добавок. Например, в Alloy 825 увеличено содержание хрома и никеля, вместо тантала добавлен титан и алюминий, снижен процент железа и меди.