A seleção do material certo para aplicações industriais altamente corrosivas conduz frequentemente a uma comparação entre duas ligas potentes de níquel-ferro-crómio: A liga 20 (UNS N08020) e Incoloy 825 (UNS N08825). Embora ambas tenham sido concebidas para resistir a meios agressivos, as suas nuances metalúrgicas determinam a sua adequação a processos químicos específicos. Este artigo explora as diferenças técnicas, as referências de desempenho e os critérios de seleção para estas ligas.
Comparação entre Alloy 20 e Incoloy 825
Do ponto de vista metalúrgico, ambos os materiais são ligas “superausteníticas” ou com alto teor de níquel, concebidas para preencher a lacuna entre os aços inoxidáveis padrão da série 300 e as superligas de alto custo à base de níquel. No entanto, os seus elementos estabilizadores e o teor de níquel distinguem-nos.
A liga 20, frequentemente designada por “Carpenter 20”, é estabilizada com Nióbio (Columbium). Esta adição previne a corrosão intergranular, inibindo a precipitação de carbonetos durante a soldadura. Por outro lado, o Incoloy 825 é estabilizado com Titânio, que tem um objetivo semelhante, mas comporta-se de forma diferente em ambientes oxidantes.
Comparação de propriedades químicas e mecânicas
| Imóveis | Liga 20 (UNS N08020) | Incoloy 825 (UNS N08825) |
| Níquel (Ni) % | 32.5 - 38.0 | 38.0 - 46.0 |
| Crómio (Cr) % | 19.0 - 21.0 | 19.5 - 23.5 |
| Cobre (Cu) % | 3.0 - 4.0 | 1.5 - 3.0 |
| Molibdénio (Mo) % | 2.0 - 3.0 | 2.5 - 3.5 |
| Estabilizador | Nióbio (Nb) | Titânio (Ti) |
| Resistência à tração (ksi) | 80 min | 85 min |
| Resistência ao escoamento (0.2% Offset, ksi) | 35 min | 35 min |
Enquanto o Incoloy 825 apresenta um teor de níquel mais elevado - conferindo uma resistência superior à fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloretos (SCC) - a liga 20 apresenta níveis de cobre mais elevados, o que constitui o segredo do seu desempenho lendário na redução de ácidos.
Liga 20 vs Incoloy 825 como escolher
A decisão entre Alloy 20 e Incoloy 825 raramente é sobre qual é o “melhor”, mas sim qual é o “correto” para a química ambiental específica.
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Resistência a cloretos: Se a sua aplicação envolver níveis elevados de cloretos (como água do mar ou água salobra), em que a corrosão por picadas e em fendas é a principal preocupação, o Incoloy 825 é normalmente a aposta mais segura. O seu teor mais elevado de molibdénio e níquel proporciona um número equivalente de resistência à corrosão por picadas mais elevado (PREN).
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Limites de temperatura: O Incoloy 825 é tipicamente classificado para serviço até (), embora as suas propriedades mecânicas também se mantenham estáveis a temperaturas criogénicas. A liga 20 é frequentemente utilizada em processos em que as temperaturas permanecem abaixo de .
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Eficiência de custos: Historicamente, o Alloy 20 tem sido a escolha mais económica para as fábricas de processamento químico que se concentram estritamente no ácido sulfúrico. No entanto, uma vez que o Incoloy 825 é mais amplamente utilizado no sector do petróleo e do gás, a disponibilidade global pode, por vezes, tornar o 825 mais acessível, apesar do maior teor de níquel.
Liga 20 vs 825 para serviço com ácido sulfúrico
Ácido sulfúrico () é o principal campo de batalha para estas duas ligas. A liga 20 foi especificamente desenvolvida para o serviço com ácido sulfúrico. O seu elevado teor de cobre () permite-lhe manter uma película protetora na presença deste ácido redutor, mesmo em concentrações que destruiriam rapidamente o aço inoxidável 316L.
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Desempenho da liga 20: É frequentemente o “padrão de ouro” para para ácido sulfúrico a temperaturas elevadas. Apresenta uma excelente resistência em toda a gama de concentrações até cerca de ().
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Desempenho do Incoloy 825: Embora o 825 também seja excelente em , No caso do ácido sulfúrico, é frequentemente preferível quando o ácido é “misto” - contendo sais oxidantes (como iões férricos ou cúpricos) ou cloretos. No ácido sulfúrico de alta temperatura e altamente concentrado (), ambas as ligas começam a atingir os seus limites, exigindo frequentemente materiais mais especializados como o Hastelloy® C276.
Em resumo, para circuitos de ácido sulfúrico puro e “limpo”, o Alloy 20 proporciona a longevidade mais fiável. Para fluxos químicos complexos e contaminados, o Incoloy 825 oferece uma gama mais ampla de proteção.
Perguntas e respostas relacionadas
Q1: A liga 20 é mais resistente à fissuração por corrosão sob tensão (SCC) do que o Incoloy 825? Geralmente, não. Embora a liga 20 seja resistente à SCC, o maior teor de níquel no Incoloy 825 () proporciona uma defesa ligeiramente mais robusta contra a fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloretos em ambientes extremos.
Q2: A liga 20 pode ser utilizada em serviço com ácido nítrico? Sim. Devido ao seu teor de crómio, a liga 20 tem boa resistência a ácidos oxidantes como o ácido nítrico. No entanto, se o ambiente for estritamente oxidante, o Incoloy 825 ou mesmo o Alloy 600 podem ser avaliados, dependendo da concentração e da temperatura.
Q3: Qual é a liga mais fácil de soldar? Ambas as ligas têm uma excelente soldabilidade. A estabilização de nióbio da liga 20 torna-a muito resistente à corrosão intergranular na zona afetada pelo calor (HAZ). A utilização do metal de adição correto (por exemplo, ER320LR para a Liga 20 e ERNiCrMo-3 para a 825) é fundamental para manter a resistência à corrosão.
