Kaj določa nizko-temperaturno mejo cevi iz ogljikovega jekla
Ogljikovo jeklo z nižanjem temperature izgubi duktilnost. Pri temperaturi, znani kot temperatura prehoda iz duktilne-v-krhkost ali DBTT, se način loma spremeni iz duktilnega trganja v krhko cepitev in cev, ki se pri sobni temperaturi obnaša zanesljivo, lahko pod udarcem ali koncentracijo napetosti nenadoma poči. Nizko{4}}temperaturna meja cevi iz ogljikovega jekla torej ni fiksna številka za vsa jekla, ampak je funkcija sestave, velikosti zrn, toplotne obdelave, debeline stene in resnosti uporabljene obremenitve.
Običajne nizke{0}}temperaturne omejitve glede na stopnjo
| Material | Tipična spodnja meja storitev | Opombe |
|---|---|---|
| Ogljikovo jeklo ASTM A106 / A53 | Približno -29C | Standardna cev iz ogljikovega jekla; nad to temperaturo preskus udarca običajno ni potreben |
| ASTM A333 Gr.6 | Približno -46C | Nizko{0}}temperaturno ogljikovo jeklo z nadzorovano sestavo in normalizirano dostavo |
| ASTM A333 Gr.3 | Približno -101C | Nizkotemperaturno-legirano jeklo,-ki se uporablja za zelo hladno uporabo |
| Razred GB/T 6479 | Približno -50C | Kitajski nizko{0}}temperaturni standard tlačne cevi, ki se uporablja v obratih za hladno{1}}klimo |
Te meje so tipične referenčne vrednosti. Veljavna koda za cevovode in specifikacija projekta določata dejansko najnižjo projektno temperaturo za dano namestitev, Charpyjev preskus udarcev pa je potreben, kadar projektna temperatura pade pod prag kode.
Ključni dejavniki, ki nadzorujejo nizko-temperaturno žilavost
Vsebnost ogljika je prevladujoč dejavnik: vsako povečanje za približno 0,1 % ogljika zviša temperaturo prehoda za približno 10 C, zato so nizko-ogljična jekla z 0,25 % ali manj ogljika prednostna za delovanje pri nizkih-temperaturah. Pomembna je tudi toplotna obdelava: normalizacija izboljša zrnato strukturo in merljivo izboljša udarno žilavost. Legirni dodatki, kot je nikelj, dodatno znižajo temperaturo prehoda, zato so za najhladnejše obremenitve izbrani razredi, ki vsebujejo nikelj, kot je A333 Gr.3.
Kako je preverjena-zmogljivost pri nizkih temperaturah
Charpyjev udarni preskus z V-zarezo, izveden v skladu z ASTM A370 ali enakovrednim standardom, je standardna metoda preverjanja. Vzorci so strojno izrezani iz cevi in zlomljeni pri minimalni konstrukcijski temperaturi; tipična merila sprejemljivosti zahtevajo minimalno absorbirano energijo 20 J ali več, pri čemer je natančna vrednost določena s specifikacijo. Za debele odseke in kritične komponente bo morda potrebno dodatno preskušanje prehodne temperature nič-duktilnosti z metodami pad-uteži, da se opredeli začetek krhkega obnašanja.
Pravila izbire materiala
Za projektne temperature do -29C je pogosto sprejemljiva standardna cev iz ogljikovega jekla z ustrezno kvalifikacijo udarca. Pod -29C je treba uporabiti nizko{12}}temperaturne stopnje, kot sta ASTM A333 ali GB/T 6479. Za storitve LNG in kriogene -vrste je običajna izbira A333 Gr.6 z zahtevami glede energije udarca, preverjenimi pri -46 C, medtem ko so nikljeva jekla določena za nižje temperature. Potrošni material za varjenje mora vsebovati nizko vsebnost vodika, zvari na terenu pa se morajo izogibati povzročiteljem napetosti; hladno upogibanje je treba čim bolj zmanjšati v območju prehodne temperature, ker lahko lokalna deformacija povzroči krhkost materiala.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali se lahko cevi iz ogljikovega jekla uporabljajo pri -50C?
Standardne stopnje, kot je A106, niso primerne pri -50C brez posebne kvalifikacije. Določiti je treba nizkotemperaturne razrede iz ASTM A333 ali GB/T 6479, s preskusom udarca po Charpyju pri načrtovani temperaturi.
Kaj je DBTT?
DBTT je temperatura prehoda iz-v-krhkost, pod katero način loma jekla postane krhek in njegova odpornost na udarne obremenitve močno pade.
Ali normalizacija izboljša nizko-temperaturno žilavost?
ja Normalizacija povzroči bolj fino, bolj enakomerno zrnato strukturo, ki zniža temperaturo prehoda in poveča udarno energijo Charpyja.
Kateri test dokazuje, da je cev primerna za nizke temperature?
Charpyjev udarni preskus z V-zarezo pri najnižji konstrukcijski temperaturi je standardni sprejemni preskus, ki ga po potrebi dopolnjuje preskus pada-teže ali nič-preizkus duktilnosti.
Zakaj se nikelj doda-nizkotemperaturnim jeklom?
Nikelj zniža temperaturo prehoda iz duktilne-v-krhkost, kar omogoča jeklu, da ohrani žilavost pri veliko nižjih delovnih temperaturah, zato se razredi niklja uporabljajo za najhladnejše obremenitve.