Нискотемпературни угљенични челик за рад под притиском до -50 степени

Шта је нискотемпературни угљенични челик

Нискотемпературни угљенични челик је контролисана породица угљеничних челика дизајнираних да задрже чврстоћу и, пре свега, отпорност на зарезе у хладној употреби. Тамо где обичан угљенични челик постаје ломљив и ризикује изненадни лом, за опрему која садржи притисак као што су посуде, цевоводи и резервоари за складиштење који раде у хладним климатским условима или у хлађеним и криогеним условима до око -50 степени се одређују нискотемпературне класе.

Карактеристично својство је отпорност на кртост на ниским температурама. Када челик изгуби жилавост, мали дефект може да се шири великом брзином уместо да се деформише, а режим квара се мења од цурења-пре-лома до катастрофалног лома. Нискотемпературне класе се стога квалификовају испитивањем на удар, а не само подацима о затезању.

Хемија и контрола структуре зрна

Жилавост на ниским температурама долази од састава и од микроструктуре. Угљеник се одржава на ниском нивоу како би се побољшала и жилавост и заварљивост, а манган се повећава у односу на угљен да би се подигла чврстоћа док сузбија ломљивост. Елементи нечистоћа који слабе границе зрна, посебно фосфор и сумпор, држе се на веома ниском нивоу.

Ови челици су потпуно уништени, што значи да су током топљења потпуно деоксидовани, обично са силицијумом или алуминијумом. Деоксидација производи финију и равномернију структуру зрна, а многе оцене се накнадно нормализују, термичком обрадом која додатно оплемењује величину зрна. Фино феритно зрно пружа многе баријере за ширење пукотина, што је управо оно што мери Цхарпи тест на удар.

Низак садржај угљеника за заварљивост и ударну жилавост

Висок однос мангана и угљеника за чврстоћу без ломљивости

Веома мало фосфора и сумпора за заштиту граница зрна

Потпуно уништен челик са фином, уједначеном величином зрна

Нормализација где оцена или апликација то захтева

Европске оцене према ЕН 10216-4 и ЕН 10217-4

Европски систем покрива цеви нискотемпературног притиска у два паралелна документа: ЕН 10216-4 за бешавне цеви и ЕН 10217-4 за заварене цеви. Суфикси НЛ и КЛ означавају квалификацију утицаја на ниске температуре, а свака класа носи број материјала од пет знакова.

Прогресија од П215НЛ преко П255КЛ и П265НЛ до П355НЛ1 и П355НЛ2 прати повећање минималне границе попуштања, тако да виши нивои омогућавају тање зидове за исти пројектовани притисак. Компромис-је строжији хемијски оквир и захтевнија контрола заваривања и термичке обраде.

АСТМ оцене за хладну услугу

У америчком систему, еквивалентне обавезе су покривене са неколико спецификација производа, од којих је свака везана за другу врсту опреме.

АСТМ А516 плоча разреда 60 и 65 за посуде под притиском у раду на ниским температурама

АСТМ А537 плоча класе 1 за посуде под притиском које захтевају већу чврстоћу

АСТМ А333 Цев 1. и 6. разреда за цевоводе на ниским температурама

АСТМ А671 ЦЦ60 и ЦЦ70 електрично заварене цеви за рад на ниским температурама

Избор између њих је ствар облика производа и кода дизајна, а не преференције: шкољка посуде је обично плоча, заварени вод великог пречника може бити А671, а хладни вод малог отвора је обично А333 цев.

Испитивање утицаја и квалификација

Испитивање удара по Цхарпи В-зарезу је капија прихватања за сваки ниво ниске температуре. Узорци се испитују на или испод назначене минималне пројектоване температуре метала, а апсорбована енергија мора да задовољи минимум специфициран за класу и дебљину. Када пројекат примењује нижу референтну температуру, температура испитивања се снижава у складу са тим уместо да се одустане.

Додатни захтеви као што су мерење бочне експанзије, испитивање кидања тегом пада или испитивање утицаја заварених и топлотних зона се додају када је услуга посебно тешка или када то захтева кодекс дизајна. Термичка обрада након формирања или заваривања мора бити квалификована, јер неправилан циклус нормализације или ослобађања од напрезања може да угруби зрнасту структуру и уништи жилавост за коју је класа купљена.

Пријаве и најчешћа питања

Типичне примене укључују процесне цевоводе за хладну климу, расхладне системе за складиштење и терминале, постројења за руковање течним гасом, нискотемпературне посуде под притиском и усисне водове компресора и пумпе где пројектована температура метала може пасти до -50 степени. У свим овим дужностима материјал се бира за верификовану ударну жилавост на минималној пројектованој температури, а не само због затезне чврстоће.

П: На коју температуру може послужити угљенични челик ниске температуре?
Овде описане класе су квалификоване за рад под притиском до око -50 степени када је испуњено специфицирано испитивање на удар на минималној пројектованој температури метала.

П: Зашто је угљенични челик ниске температуре потпуно уништен?
Потпуна деоксидација током топљења производи финију, униформнију структуру зрна, што подиже ударну жилавост и смањује ризик од кртог лома.

П: Која је разлика између ЕН 10216-4 и ЕН 10217-4?
ЕН 10216-4 покрива бешавну нискотемпературну цев под притиском, а ЕН 10217-4 покрива заварену нискотемпературну цев под притиском. Ознаке разреда као што су П215НЛ и П265НЛ појављују се у оба документа.

П: Које се АСТМ класе користе за опрему под притиском на ниским температурама?
АСТМ А516 Граде 60 и Граде 65 и АСТМ А537 Класа 1 за посуде, АСТМ А333 Граде 1 и Граде 6 за цеви и АСТМ А671 ЦЦ60 или ЦЦ70 за заварене цеви великог пречника.

П: Како се проверава отпорност на ниске температуре?
Испитивање удара по Шарпи В-урезу на назначеној минималној пројектованој температури, са додатним бочним ширењем или испитивањем удара завара где то захтева пројекат или шифра дизајна.

П: Шта се дешава ако се челик не нормализује?
Чврстоћа можда неће достићи ниво који обећава, јер је пречишћавање зрна од нормализације један од главних механизама који подиже енергију удара при ниским температурама.