ASTM A333 เกรด 8 9% ท่อเหล็กนิกเกิลสำหรับบริการไครโอเจนิกส์

ASTM A333 เกรด 8 คืออะไร?

ASTM A333 เกรด 8 เป็นเกรดท่อเหล็กไร้ตะเข็บและเชื่อมตามข้อกำหนด A333/A333M ซึ่งครอบคลุมถึงท่อสำหรับบริการที่อุณหภูมิต่ำ- เกรด 8 เป็นของกลุ่มเหล็กนิกเกิล 9% โดยประกอบด้วยนิกเกิล 8.40% ถึง 9.60% ซึ่งทำให้เหล็กมีความเหนียวเป็นพิเศษที่อุณหภูมิต่ำมาก ผ่านการรับรองโดยการทดสอบแรงกระแทกที่ -195 องศา ซึ่งทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุเฟอร์ริติกไม่กี่ชนิดที่เหมาะสำหรับก๊าซธรรมชาติเหลวและตัวกลางแช่แข็งอื่นๆ วัสดุนี้มีจำหน่ายในสภาพดับและคืนความร้อน หรือดับเบิ้ลนอร์มอลไลซ์และอบคืนสภาพ และใช้ในกรณีที่เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาและแม้แต่เหล็กนิกเกิล 3.5% ไม่สามารถให้ความปลอดภัยได้เพียงพอ

ทำไมต้องนิกเกิลที่ร้อยละ 9

นิกเกิลเป็นองค์ประกอบสำคัญในการปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ-ของเหล็ก เมื่อปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้น อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเหนียว-ถึง-ก็จะลดลง ที่นิกเกิลประมาณ 9% สามารถใช้เหล็กเฟอร์ริติกได้ถึง -195 องศา จุดเดือดของไนโตรเจนเหลว และอุณหภูมิอ้างอิงสำหรับบริการ LNG เกรดนิกเกิล 9% ผสมผสานความเหนียวเข้ากับความแข็งแรงสูง จึงเป็นวัสดุมาตรฐานสำหรับถังเก็บ LNG ขนาดใหญ่และท่อไครโอเจนิกมานานหลายทศวรรษ

องค์ประกอบทางเคมี

คุณสมบัติทางกล

สองจุดสมควรได้รับความสนใจ ประการแรก ระดับความแข็งแรงจะสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ-ธรรมดามาก ซึ่งช่วยให้ผนังบางลงและมีโครงสร้างที่เบากว่า ประการที่สอง เกณฑ์การยอมรับแรงกระแทกที่ -195 องศาคือการขยายตัวด้านข้างของชิ้นงานชาร์ปี ไม่ใช่ค่าพลังงานดูดกลืนที่ใช้สำหรับเกรดอื่นๆ ส่วนใหญ่ ต้องใช้มาตรฐานการควบคุมและข้อกำหนดของโครงการอย่างแน่นอน

การรักษาความร้อนและการผลิต

ท่อเกรด 8 จะต้องผลิตโดยกระบวนการที่ไร้รอยต่อหรือเชื่อมด้วยขั้นตอนการควบคุม และท่อที่เสร็จแล้วจะได้รับการบำบัดความร้อนโดยการดับและแบ่งเบาบรรเทาหรือทำให้ปกติและแบ่งเบาบรรเทาสองเท่า การอบชุบด้วยความร้อนจะสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ละเอียดและสม่ำเสมอ ซึ่งโดยปกติจะเป็นส่วนผสมของมาร์เทนไซต์ที่ผ่านการทำให้ร้อนและออสเทนไนต์ที่คงสภาพไว้ ซึ่งมีหน้าที่ในการผสมผสานระหว่างความแข็งแรงสูงและความเหนียวจากการแช่แข็ง ความคลาดเคลื่อนของขนาด คุณภาพพื้นผิว และการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย-เป็นไปตามข้อกำหนดของ A333/A333M และข้อกำหนดเฉพาะในการซื้อ

การใช้งาน

ท่อเกรด 8 ใช้สำหรับโรงงานทำให้เป็นของเหลวและเปลี่ยนสภาพเป็นก๊าซ LNG, ท่อถังเก็บความเย็นจัด, ไนโตรเจนเหลวและระบบเอทิลีนเหลว, หน่วยแยกอากาศ และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ ที่อุณหภูมิโลหะการออกแบบสูงถึง -195 องศาหรือต่ำกว่า นอกจากนี้ยังใช้สำหรับระบบการจัดการ LNG บนเรืออีกด้วย สำหรับอุณหภูมิที่ต่ำถึงประมาณ -45 องศา เกรดโลหะผสมที่ต่ำกว่า เช่น A333 เกรด 6 จะประหยัดกว่า ดังนั้นการเลือกเกรดจึงควรเริ่มจากอุณหภูมิการออกแบบขั้นต่ำตามจริงเสมอ

จุดเชื่อมและประกอบ

เหล็กนิกเกิล 9% ต้องการขั้นตอนการเชื่อมที่ผ่านการรับรองโดยจับคู่หรือจับคู่โลหะเติมที่เข้าคู่กัน โดยทั่วไปแล้วจะเป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่เป็นนิกเกิล-เบสหรือออสเทนนิติก และต้องควบคุมอินพุตความร้อนและอุณหภูมิระหว่างทางอย่างระมัดระวัง โดยปกติแล้วการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม-มักหลีกเลี่ยงหรือได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด เนื่องจากสามารถลดออสเทนไนต์ที่สะสมไว้ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความเหนียวได้ โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการทดสอบแรงกระแทกของรอยเชื่อมที่อุณหภูมิการออกแบบ

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: เหตุใดเกณฑ์ผลกระทบสำหรับการขยายด้านข้างเกรด 8 แทนที่จะเป็นพลังงาน

ที่ -195 องศา พลังงานดูดซับของเหล็กนิกเกิล 9% อาจสูงแต่กระจัดกระจาย ในขณะที่การขยายตัวด้านข้างของชิ้นงานชาร์ปีเป็นการวัดความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปก่อนแตกหักได้สม่ำเสมอมากขึ้น ข้อมูลจำเพาะของ A333 จึงใช้การขยายด้านข้างขั้นต่ำ 0.38 มม.

Q2: A333 เกรด 8 ออกแบบมาเพื่อช่วงอุณหภูมิใด

เกรดนี้ผ่านการรับรองโดยการทดสอบแรงกระแทกที่ -195 องศา ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการออกแบบอุณหภูมิจนถึงค่านั้น ครอบคลุมถึง LNG ไนโตรเจนเหลว และบริการแช่แข็งที่คล้ายกัน

คำถามที่ 3: ท่อเกรด 8 ไม่มีรอยต่อเท่านั้นหรือไม่

หมายเลข A333 ครอบคลุมทั้งท่อไร้รอยต่อและท่อเชื่อม แต่สำหรับบริการแช่แข็ง ท่อเชื่อมต้องผลิตด้วยขั้นตอนการเชื่อมที่ผ่านการรับรอง และการเชื่อมต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการรับแรงกระแทกเช่นเดียวกับโลหะฐาน

คำถามที่ 4: โลหะตัวเติมชนิดใดที่ใช้เชื่อมเหล็กนิกเกิล 9%

วัสดุสิ้นเปลืองฐานโลหะผสมนิกเกิล-หรือเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมักใช้เนื่องจากยังคงความเหนียวที่อุณหภูมิอุณหภูมิเย็นจัด และหลีกเลี่ยงโครงสร้างที่เปราะซึ่งอาจก่อตัวขึ้นด้วยสารตัวเติมเฟอร์ริติก

คำถามที่ 5: A333 เกรด 6 สามารถแทนที่เกรด 8 ได้หรือไม่

ไม่ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ได้รับการทดสอบการกระแทก-ที่ -45 องศา และจำกัดไว้เพียงอุณหภูมิการออกแบบในระดับนั้น ที่ -195 องศา เฉพาะสเตนเลสเกรด 8 หรือออสเทนนิติกเท่านั้นที่เหมาะสม

Q6: ตรวจสอบคุณภาพของท่อเกรด 8 อย่างไร?

โดยการวิเคราะห์ทางเคมี การทดสอบแรงดึง การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปีที่ -195 องศา การตรวจสอบความแข็งตามความเหมาะสม การทดสอบอุทกสถิตหรือไม่ทำลาย การตรวจสอบขนาดและการตรวจสอบวงจรการบำบัดความร้อน ทั้งหมดนี้รายงานในใบรับรองการทดสอบของโรงงาน