Što je ASTM A333 stupanj 8?
ASTM A333 Grade 8 je klasa bešavnih i zavarenih čeličnih cijevi u specifikaciji A333/A333M, koja pokriva cijevi za niske-temperature. Grade 8 pripada obitelji čelika s 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 stupnjeva, što ga čini jednim od rijetkih feritnih materijala pogodnih za tekući prirodni plin i druge kriogene medije. Materijal se isporučuje u kaljenom i kaljenom ili dvostruko normaliziranom i kaljenom stanju, a koristi se tamo gdje obični ugljični čelik, pa čak ni čelik s 3,5% nikla, ne mogu pružiti dovoljnu sigurnosnu marginu.
Zašto nikal na 9 posto
Nikal je ključni element za poboljšanje otpornosti čelika na-niskim temperaturama. Kako sadržaj nikla raste, temperatura prijelaza iz-u-lomljivo pada. S oko 9% nikla, feritni čelik može se pouzdano koristiti do -195 stupnjeva, vrelišta tekućeg dušika i referentne temperature za LNG uslugu. Razina nikla od 9% kombinira ovu žilavost s velikom čvrstoćom, zbog čega je već desetljećima standardni materijal za velike LNG spremnike i kriogene cjevovode.
Kemijski sastav
| Element | Ograničenje (težinski %) |
|---|---|
| Ugljik (C) | Manje ili jednako 0,13 |
| Silicij (Si) | 0.13–0.32 |
| mangan (Mn) | Manje ili jednako 0,90 |
| fosfor (P) | Manje od ili jednako 0,025 |
| Sumpor (S) | Manje od ili jednako 0,025 |
| Nikal (Ni) | 8.40–9.60 |
Mehanička svojstva
| Vlasništvo | Zahtjev |
|---|---|
| Vlačna čvrstoća | Veći ili jednak 690 MPa |
| Granica tečenja | Veći ili jednak 515 MPa |
| Elongacija | Veći ili jednak 22% |
| Temperatura ispitivanja udarom | -195 stupnjeva |
| Kriterij prihvatljivosti utjecaja | Bočna ekspanzija Veća ili jednaka 0,38 mm, umjesto apsorbirane energije |
Dvije točke zaslužuju pozornost. Prvo, razine čvrstoće mnogo su veće od onih običnih ugljičnih čelika-na niskim temperaturama, što omogućuje tanje stijenke i lakše strukture. Drugo, kriterij prihvaćanja udarca na -195 stupnjeva je bočno širenje Charpyjevog uzorka, a ne vrijednost apsorbirane energije koja se koristi za većinu drugih stupnjeva; važeći standard i specifikacija projekta moraju se točno primijeniti.
Toplinska obrada i proizvodnja
Cijev stupnja 8 mora biti proizvedena bešavnim postupkom ili zavarena kontroliranim postupcima, a gotova cijev se toplinski obrađuje kaljenjem i popuštanjem ili dvostrukom normalizacijom i popuštanjem. 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, kvaliteta površine i ispitivanje bez razaranja slijede zahtjeve A333/A333M i specifikacije kupnje.
Prijave
Cijev stupnja 8 koristi se za postrojenja za ukapljivanje i ponovnu plinofikaciju LNG-a, cjevovode za kriogene spremnike, sustave tekućeg dušika i tekućeg etilena, jedinice za odvajanje zraka i druge objekte gdje projektirana temperatura metala doseže -195 stupnjeva ili niže. Također se koristi za brodske sustave rukovanja LNG-om. Za temperature do oko -45 stupnjeva, niželegirane kvalitete kao što je A333 Grade 6 su ekonomičnije, tako da izbor kvalitete uvijek treba početi od stvarne minimalne projektirane temperature.
Točke za zavarivanje i izradu
Čelik s 9% nikla zahtijeva kvalificirane postupke zavarivanja s odgovarajućim ili nadklasnim dodatnim materijalom, obično potrošnim materijalima na bazi-nikla ili austenitnog nehrđajućeg čelika, te pažljivu kontrolu unosa topline i temperature među prolazima. Toplinska obrada nakon -zavarivanja obično se izbjegava ili se strogo kontrolira jer može smanjiti zadržani austenit koji pridonosi žilavosti. Obično je potrebno ispitivanje zavarenog spoja na udar na projektiranu temperaturu.
FAQ
P1: Zašto je kriterij utjecaja za stupanj 8 bočno širenje umjesto energije?
Na -195 stupnjeva apsorbirana energija čelika s 9% nikla može biti visoka, ali raspršena, dok je bočno širenje Charpyjevog 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?
Stupanj je kvalificiran ispitivanjem udarca na -195 stupnjeva, tako da je prikladan za projektirane temperature do te vrijednosti, pokrivajući LNG, tekući dušik i slične kriogene usluge.
P3: Je li cijev razreda 8 samo bešavna?
Br. A333 pokriva i bešavne i zavarene cijevi, ali za kriogenu upotrebu zavarena cijev mora biti proizvedena kvalificiranim postupcima zavarivanja, a zavar mora ispunjavati iste zahtjeve za udarce kao i osnovni metal.
P4: Koji se dodatni metal koristi za zavarivanje čelika s 9% nikla?
Legura na bazi nikla- ili potrošni materijal od austenitnog nehrđajućeg čelika obično se koriste jer zadržavaju žilavost na niskim temperaturama i izbjegavaju lomljive strukture koje mogu nastati s feritnim punilima.
P5: Može li A333 Grade 6 zamijeniti Grade 8?
Ne. Stupanj 6 je-testiran na udar na -45 stupnjeva i ograničen je na projektirane temperature oko te razine. Na -195 stupnjeva prikladan je samo Grade 8 ili austenitni nehrđajući čelik.
P6: Kako se potvrđuje kvaliteta cijevi razreda 8?
Kemijskom analizom, ispitivanjem rastezanja, ispitivanjem udarom po Charpyju na -195 stupnjeva, provjerama tvrdoće gdje je primjenjivo, hidrostatskim ispitivanjem ili ispitivanjem bez razaranja, pregledom dimenzija i verifikacijom ciklusa toplinske obrade, sve navedeno u potvrdi o ispitivanju mlina.