Mikä on ASTM A333 Grade 8?
ASTM A333 Grade 8 on saumaton ja hitsattu teräsputkilaji A333/A333M-spesifikaatiossa, joka kattaa putket matalan lämpötilan-käyttöön. Laatu 8 kuuluu 9 % nikkeliterästen perheeseen: se sisältää 8,40 % - 9,60 % nikkeliä, mikä antaa teräkselle poikkeuksellisen sitkeyden erittäin alhaisissa lämpötiloissa. Se on hyväksytty iskutestauksella -195 asteessa, mikä tekee siitä yhden harvoista ferriittisistä materiaaleista, jotka soveltuvat nestemäiseen maakaasuun ja muihin kryogeenisiin väliaineisiin. Materiaali toimitetaan karkaistussa ja karkaistussa tai kaksoisnormalisoidussa ja karkaistussa tilassa, ja sitä käytetään siellä, missä tavallinen hiiliteräs ja jopa 3,5 % nikkeliteräs eivät pysty tarjoamaan riittävää turvamarginaalia.
Miksi nikkeliä 9 prosentilla
Nikkeli on avaintekijä teräksen matalan{0}}lämpötituuden parantamisessa. Kun nikkelipitoisuus nousee, sitkeän -hauraaseen-siirtymälämpötila laskee. Noin 9 % nikkelillä ferriittistä terästä voidaan käyttää luotettavasti -195 asteeseen asti, nestemäisen typen kiehumispisteeseen ja LNG-palvelun vertailulämpötilaan asti. 9 % nikkelilaadussa tämä sitkeys yhdistyy korkeaan lujuuteen, minkä vuoksi se on ollut isojen LNG-varastosäiliöiden ja kryogeenisten putkien vakiomateriaalina vuosikymmeniä.
Kemiallinen koostumus
| Elementti | Raja (paino-%) |
|---|---|
| Hiili (C) | Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,13 |
| Pii (Si) | 0.13–0.32 |
| Mangaani (Mn) | Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,90 |
| Fosfori (P) | Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,025 |
| rikki (S) | Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,025 |
| Nikkeli (Ni) | 8.40–9.60 |
Mekaaniset ominaisuudet
| Omaisuus | Vaatimus |
|---|---|
| Vetolujuus | Suurempi tai yhtä suuri kuin 690 MPa |
| Tuottovoima | Suurempi tai yhtä suuri kuin 515 MPa |
| Pidentymä | suurempi tai yhtä suuri kuin 22 % |
| Iskutestin lämpötila | -195 astetta |
| Vaikutuksen hyväksymiskriteeri | Sivuttaislaajeneminen Suurempi tai yhtä suuri kuin 0,38 mm, mieluummin kuin absorboitunut energia |
Kaksi kohtaa ansaitsevat huomion. Ensinnäkin lujuustasot ovat paljon korkeammat kuin tavallisilla matalan lämpötilan{1}}hiiliteräksillä, mikä mahdollistaa ohuemmat seinät ja kevyemmät rakenteet. Toiseksi iskun hyväksymiskriteeri -195 asteessa on Charpy-näytteen sivuttaislaajeneminen, ei useimmissa muissa laatuluokissa käytetty absorboituneen energian arvo; hallitsevaa standardia ja hankespesifikaatiota on sovellettava tarkasti.
Lämpökäsittely ja valmistus
Luokan 8 putki on valmistettava saumattomalla prosessilla tai hitsattava valvotuilla menetelmillä, ja valmis putki lämpökäsitellään karkaisulla ja karkaisulla tai kaksoisnormalisoinnilla ja karkaisulla. Lämpökäsittely luo hienon, tasaisen mikrorakenteen, yleensä karkaistun martensiitin ja pidätetyn austeniitin seoksen, joka vastaa korkean lujuuden ja kryogeenisen sitkeyden yhdistelmästä. Mittatoleranssit, pinnan laatu ja -tuhoamaton tarkastus noudattavat A333/A333M-vaatimuksia ja ostospesifikaatiota.
Sovellukset
Luokan 8 putkea käytetään nesteytetyn maakaasun nesteytys- ja kaasutuslaitoksissa, kryogeenisten varastosäiliöiden putkissa, nestemäisen typen ja nestemäisen eteenin järjestelmissä, ilmanerotusyksiköissä ja muissa tiloissa, joissa metallin suunnittelulämpötila saavuttaa -195 astetta tai sen alle. Sitä käytetään myös laivojen LNG-käsittelyjärjestelmissä. Noin -45 asteen lämpötiloissa matalaseosteiset lajikkeet, kuten A333 Grade 6, ovat taloudellisempia, joten lajikkeen valinnan tulee aina alkaa todellisesta vähimmäislämpötilasta.
Hitsaus- ja valmistuspisteet
9-prosenttinen nikkeliteräs vaatii päteviä hitsausmenetelmiä, joissa on yhteensopivia tai ylisovitettuja täytemetallia, tavallisesti nikkeli-pohjaisia tai austeniittisia ruostumattomia kulutusosia, sekä lämmöntuonti- ja välilämpötilan huolellista valvontaa. Jälki-hitsauksen lämpökäsittelyä yleensä vältetään tai sitä valvotaan tiukasti, koska se voi vähentää sitkeyttä lisäävää austeniittia. Tyypillisesti vaaditaan hitsausliitoksen iskutestaus suunnittelulämpötilassa.
FAQ
Kysymys 1: Miksi 8. luokan sivuttaislaajenemisen vaikutuskriteeri on energian sijaan?
-195 asteessa 9-prosenttisen nikkeliteräksen absorboitunut energia voi olla korkea, mutta hajallaan, kun taas Charpy-näytteen sivuttaislaajeneminen on johdonmukaisempi mitta materiaalin kyvystä muuttaa muotoaan ennen murtumista. A333-spesifikaatiossa käytetään siksi vähintään 0,38 mm:n sivuttaislaajenemista.
Q2: Mille lämpötila-alueelle A333 Grade 8 on suunniteltu?
Laji on hyväksytty iskutestauksella -195 asteessa, joten se soveltuu tähän arvoon asti mitoituslämpötiloihin, kattaa LNG:n, nestemäisen typen ja vastaavan kryogeenisen palvelun.
Q3: Onko luokan 8 putki saumaton vain?
Nro A333 kattaa sekä saumattomat että hitsatut putket, mutta kryogeenistä palvelua varten hitsattu putki on valmistettava pätevin hitsausmenetelmin ja hitsin tulee täyttää samat iskuvaatimukset kuin perusmetallin.
Q4: Mitä täytemetallia käytetään 9-prosenttisen nikkeliteräksen hitsaukseen?
Nikkeli-perusseosta tai austeniittista ruostumattomasta teräksestä valmistettuja kulutusosia käytetään yleisesti, koska ne säilyttävät sitkeyden kryogeenisessä lämpötilassa ja välttävät hauraita rakenteita, joita voi muodostua ferriittisten täyteaineiden kanssa.
Q5: Voiko A333 Grade 6 korvata Grade 8:n?
Ei. Grade 6 on iskutestattu -45 asteessa, ja se on rajoitettu tätä tasoa lähellä oleviin suunnittelulämpötiloihin. -195 asteessa vain Grade 8 tai austeniittista ruostumatonta terästä on sopiva.
Q6: Miten luokan 8 putken laatu varmistetaan?
Kemiallisen analyysin, vetokokeen, Charpy-iskutestauksen -195 asteessa, kovuustarkistukset soveltuvin osin, hydrostaattiset tai ainetta rikkomattomat testit, mittojen tarkastukset ja lämpökäsittelysyklin tarkastukset, kaikki ilmoitetaan myllyn testitodistuksessa.