فولاد نیکل 12Ni14-درجه حرارت پایین
12Ni14یک استفولاد آلیاژی نیکل 12-14٪طراحی شده برای کاربردهای برودتی شدید، که عمدتاً در سیستم های ذخیره سازی و حمل و نقل گاز طبیعی مایع (LNG) استفاده می شود.
ویژگی های کلیدی
نوع مواد:نیکل{0}}فولاد فریتی آلیاژی (نه فولاد کربنی)
استاندارد اولیه:EN 10028-4 (محصولات تخت برای اهداف فشار - فولادهای آلیاژی نیکل)
محدوده دما:مناسب برای سرویس دهی تا-196 درجه (-321 درجه فارنهایت)
برنامه اصلی:مخازن ذخیره LNG، مخازن برودتی
عملیات حرارتی:دو برابر نرمال و تمپر شده، یا کوئنچ و تمپر شده
ترکیب شیمیایی (EN 10028-4)
| عنصر | محتوا (%) | یادداشت ها |
|---|---|---|
| C | کمتر یا مساوی 0.15 | کربن کم برای جوش پذیری |
| سی | کمتر یا مساوی 0.35 | |
| منگنز | کمتر یا مساوی 0.70 | محتوای منگنز محدود |
| P | کمتر یا مساوی 0.020 | برای چقرمگی برودتی بسیار کم است |
| S | کمتر یا مساوی 0.010 | برای جوش پذیری بسیار کم است |
| نی | 12.0-14.0 | محتوای نیکل بالا برای چقرمگی دمای بسیار پایین- |
| Cr | کمتر یا مساوی 0.25 | |
| مو | کمتر یا مساوی 0.10 | |
| مس | کمتر یا مساوی 0.25 | |
| ال | کمتر یا مساوی 0.050 |
خواص مکانیکی
| اموال | ارزش | شرایط تست |
|---|---|---|
| قدرت تسلیم (Rp0.2)، حداقل | 500 مگاپاسکال | پس از عملیات حرارتی |
| مقاومت کششی (Rm) | 620-780 مگاپاسکال | |
| ازدیاد طول (A)، حداقل | 20% | |
| انرژی ضربه (KV)، حداقل | در -196 درجه: میانگین 3 تست: بزرگتر یا مساوی 70 جی مقدار واحد: بزرگتر یا مساوی 50 ژول |
بریدگی چارپی- |
مقایسه با سایر فولادهای نیکل
| درجه | محتوای نیکل | حداقل قدرت تسلیم | دمای برنامه کلیدی |
|---|---|---|---|
| 12Ni14 | 12-14% | 500 مگاپاسکال | -196 درجه |
| X10Ni9 | 8.5-10% | 585 مگاپاسکال | -196 درجه |
| X8Ni9 | 8-9% | 640 مگاپاسکال | -196 درجه |
| 9 درصد نیکل استیل | 9% | 585-690 مگاپاسکال | -196 درجه |
الزامات عملیات حرارتی
12Ni14 برای دستیابی به خواص خود نیاز به عملیات حرارتی خاصی دارد:
نرمال کردن و تمپر کردن دوگانه:
نرمال کردن اول: 900-950 درجه
نرمال سازی دوم: 800-850 درجه
دما: 550-600 درجه
خاموش کردن و تمپر کردن:
از 800-850 درجه خاموش کنید
در دمای 550-600 درجه حرارت دهید
حوزه های کاربردی
کاربردهای اولیه:
صنعت LNG:
مهار اولیه و ثانویه مخازن ذخیره LNG
مخازن کشتی LNG و انبارهای بار
تجهیزات پردازش LNG
مهندسی برودتی:
ذخیره سازی هیدروژن مایع (با ملاحظات خاص)
ذخیره سازی اتیلن در دماهای برودتی
تجهیزات تحقیقاتی تخصصی برودتی
بخش انرژی:
اجزای نیروگاه های LNG{0}}
سیستم های ذخیره انرژی برودتی
مشخصات لوله
لوله های ساخته شده از 12Ni14 تحت پوشش قرار می گیرند:
EN 10216-4:لوله های فولادی بدون درز برای مقاصد تحت فشار با خواص دمای پایین مشخص شده
EN 10217-4:لوله های فولادی جوش داده شده برای مقاصد تحت فشار با خواص دمای پایین مشخص شده
ملاحظات جوشکاری
| جنبه | مورد نیاز |
|---|---|
| فلزات پرکننده | مواد مصرفی{0}}نیکل بالا (معمولاً 12-13٪ نیکل) |
| پیش گرم کردن | به طور کلی مورد نیاز نیست |
| دمای Interpass | زیر 150 درجه کنترل می شود |
| فرآیندهای جوشکاری | SMAW، GTAW، SAW با رویه های واجد شرایط |
| PWHT | برای بازیابی خواص HAZ مورد نیاز است |
نکات طراحی و ساخت
انتخاب مواد:هنگامی که چقرمگی استثنایی در -196 درجه مورد نیاز است استفاده می شود
هزینه های ساخت:هزینه های بالای مواد و ساخت به دلیل محتوای نیکل و روش های خاص
محدودیت های ضخامت:در ضخامت های مختلف موجود است، اما ساخت با افزایش ضخامت چالش برانگیزتر می شود
شرایط تست:NDT گسترده و آزمایش مکانیکی مورد نیاز است
نمرات معادل
| استاندارد | تعیین معادل |
|---|---|
| ASTM/ASME | مشابه SA 645 (5٪ Ni) اما محتوای Ni بالاتر است |
| ISO | نامگذاری های مشابه در توسعه |
| JIS | بدون معادل مستقیم |
| گیگابایت (چین) | در حال توسعه در استانداردهای چینی |
نکات فنی مهم
تبدیل فاز:12Ni14 در فاز کاملا فریتی در دماهای برودتی عمل می کند
چقرمگی شکست:مقاومت عالی در برابر شکست شکننده در -196 درجه
انبساط حرارتی:ضریب انبساط حرارتی کمتر از فولادهای زنگ نزن آستنیتی
خواص مغناطیسی:ساختار فریتی آن را مغناطیسی می کند
بازار و در دسترس بودن
تولید محدود:تولید شده توسط کارخانه های تخصصی فولاد
زمان تحویل:زمان تحویل طولانی تر در مقایسه با فولادهای معمولی
صدور گواهینامه:نیاز به گواهینامه گسترده و قابلیت ردیابی دارد
تامین کنندگان جهانی:تعداد محدودی از تولید کنندگان در سراسر جهان
مقایسه با جایگزین های آستنیتی
| پارامتر | فولاد 12Ni14 | ضد زنگ آستنیتی (304 لیتر) |
|---|---|---|
| هدایت حرارتی | بالاتر | پایین تر |
| انبساط حرارتی | پایین تر | بالاتر |
| خواص مغناطیسی | مغناطیسی | غیر مغناطیسی- |
| هزینه با قدرت برابر | قابل مقایسه یا کمتر | بالاتر |
| قدرت تسلیم | بالاتر | پایین تر |
خلاصه
12Ni14تخصصی استفولاد آلیاژی{0}}نیکل بالا (12-14%)به طور خاص برایذخیره سازی LNG و کاربردهای برودتیدر دمای کمتر از -196 درجه. چقرمگی شکست عالی در دماهای برودتی ارائه می دهد و در عین حال ریزساختار فریتی را حفظ می کند. اگرچه در برخی زمینه ها برای "لوله فولادی دیگ بخار" نام برده می شود، اما کاربرد واقعی آن بسیار تخصصی تر است - عمدتاً در صنایع برودتی و LNG به جای سیستم های دیگ بخار معمولی. این ماده به عملیات حرارتی دقیق، روشهای جوشکاری تخصصی و کنترل کیفی دقیق نیاز دارد تا از عملکرد در خدمات برودتی حیاتی اطمینان حاصل شود.
