ASTM A333 stepen 8 9% nikl čelične cijevi za kriogene usluge

Šta je ASTM A333 stepen 8?

ASTM A333 Grade 8 je bešavna i zavarena čelična cijev u specifikaciji A333/A333M, koja pokriva cijevi za rad na niskim{4}}temperaturama. Razred 8 pripada porodici čelika sa 9% nikla: sadrži 8,40% do 9,60% nikla, što čeliku daje izuzetnu žilavost na vrlo niskim temperaturama. Kvalificiran je ispitivanjem na udar na -195 stepeni, što ga čini jednim od rijetkih feritnih materijala pogodnih za tečni prirodni plin i druge kriogene medije. Materijal se isporučuje u kaljenom i kaljenom ili dvostruko normalizovanom i kaljenom stanju, a koristi se tamo gde običan ugljični čelik, pa čak ni čelik od 3,5% nikla ne mogu da obezbede dovoljnu marginu sigurnosti.

Zašto nikl sa 9 posto

Nikl je ključni element za poboljšanje žilavosti čelika na niskim{0}}ima. Kako se sadržaj nikla povećava, temperatura prijelaza duktilnog-u-prelazna temperatura pada. Sa oko 9% nikla, feritni čelik se može pouzdano koristiti do -195 stepeni, tačke ključanja tečnog azota i referentne temperature za LNG servis. Kvalitet nikla od 9% kombinuje ovu žilavost sa visokom čvrstoćom, zbog čega je decenijama bio standardni materijal za velike rezervoare za skladištenje LNG i kriogene cevi.

Hemijski sastav

Mehanička svojstva

Dvije tačke zaslužuju pažnju. Prvo, nivoi čvrstoće su mnogo veći od onih kod običnih niskotemperaturnih ugljičnih čelika, što omogućava tanje zidove i lakše strukture. Drugo, kriterijum prihvatanja udara na -195 stepeni je bočna ekspanzija Charpy uzorka, a ne vrednost apsorbovane energije koja se koristi za većinu drugih klasa; važeći standard i specifikacija projekta moraju se tačno primijeniti.

Toplinska obrada i proizvodnja

Cijev 8. razreda mora biti proizvedena bešavnim postupkom ili zavarena kontroliranim postupcima, a gotova cijev se termički obrađuje kaljenjem i temperiranjem ili dvostrukom normalizacijom i temperiranjem. Toplinska obrada stvara finu, jednoliku mikrostrukturu, obično mješavinu kaljenog martenzita i zadržanog austenita, koji je odgovoran za kombinaciju visoke čvrstoće i kriogene žilavosti. Tolerancije dimenzija, kvalitet površine i ispitivanje bez razaranja slijede zahtjeve A333/A333M i specifikacije kupovine.

Prijave

Cijev 8. razreda se koristi za postrojenja za ukapljivanje i regasifikaciju LNG-a, cijevi za kriogene spremnike, sisteme za tekući dušik i tekući etilen, jedinice za odvajanje zraka i druge objekte gdje projektna temperatura metala dostiže -195 stepeni ili niže. Koristi se i za brodske sisteme za rukovanje LNG-om. Za temperature do oko -45 stepeni, niže legure kao što je A333 Grade 6 su ekonomičnije, tako da izbor razreda uvijek treba početi od stvarne minimalne projektne temperature.

Tačke zavarivanja i izrade

Čelik sa 9% nikla zahtijeva kvalificirane postupke zavarivanja s odgovarajućim ili preklapajućim dodatnim metalom, obično potrošnim materijalom na bazi nikla- ili austenitnim nehrđajućim materijalima, i pažljivu kontrolu ulazne topline i međuprolazne temperature. Termička obrada nakon -zavarivanja se obično izbjegava ili strogo kontrolira jer može smanjiti zadržani austenit koji doprinosi žilavosti. Obično je potrebno ispitivanje zavarenog spoja na udar na projektnoj temperaturi.

FAQ

P1: Zašto je kriterij udara za bočnu ekspanziju stepena 8 umjesto energije?

Na -195 stepeni apsorbovana energija čelika od 9% nikla može biti visoka, ali raspršena, dok je bočna ekspanzija Charpy uzorka dosljednija mjera sposobnosti materijala da se deformira prije loma. Specifikacija A333 stoga koristi minimalno bočno širenje od 0,38 mm.

P2: Za koji temperaturni raspon je dizajniran A333 Grade 8?

Klasa je kvalifikovana ispitivanjem na udar na -195 stepeni, tako da je pogodna za projektovane temperature do te vrednosti, pokrivajući LNG, tečni azot i slične kriogene usluge.

P3: Da li je cijev 8. razreda samo bešavna?

Br. A333 pokriva i bešavne i zavarene cijevi, ali za kriogenu upotrebu zavarena cijev mora biti proizvedena kvalifikovanim postupcima zavarivanja i zavar mora ispunjavati iste zahtjeve za udar kao i osnovni metal.

P4: Koji dodatni metal se koristi za zavarivanje čelika sa 9% nikla?

Obično se koriste potrošni materijali od legure nikla- ili austenitnog nehrđajućeg čelika jer zadržavaju žilavost na kriogenoj temperaturi i izbjegavaju krhke strukture koje se mogu formirati s feritnim punilima.

P5: Može li A333 Grade 6 zamijeniti Grade 8?

Ne. Stepen 6 je testiran-na udar na -45 stepeni i ograničen je na projektovane temperature oko tog nivoa. Na -195 stepeni je prikladan samo razred 8 ili austenitni nerđajući čelik.

P6: Kako se provjerava kvalitet cijevi razreda 8?

Hemijskom analizom, ispitivanjem zatezanja, ispitivanjem udara po Charpyju na -195 stepeni, provjerom tvrdoće gdje je primjenjivo, hidrostatičkim ili nedestruktivnim ispitivanjem, pregledom dimenzija i verifikacijom ciklusa termičke obrade, sve navedeno u certifikatu o ispitivanju mlina.