Nízkoteplotné príruby sú vyrábané z nárazovo{1}}testovaných materiálov špeciálne vybraných na udržanie ťažnosti a lomovej húževnatosti pod rozsahom štandardnej uhlíkovej ocele. Keď teploty klesnú pod -20 stupňov F, štandardná uhlíková oceľ ASTM A105 stráca odolnosť proti nárazu a stáva sa náchylnou na krehké lomy. Nízkoteplotné triedy sú nevyhnutné pre aplikácie potrubí LNG, kryogénnych a arktických potrubí, kde sa treba vyhnúť poruche v dôsledku krehkého lomu.
Čo sú nízkoteplotné príruby?
Nízkoteplotné príruby sú príruby vyrobené z materiálov, ktoré boli rázovo{1}}testované na overenie ich lomovej húževnatosti pri minimálnej konštrukčnej teplote. Štandardná uhlíková oceľ (ASTM A105) prechádza ťažným-na-prechodom s klesajúcou teplotou, čím stráca schopnosť absorbovať energiu nárazu bez praskania. Nízkoteplotné materiály sú formulované s kontrolovanou chémiou a tepelným spracovaním, aby sa zachovala ťažnosť pri teplotách pod nulou. Tieto príruby sa riadia normou ASME B16.5 s ďalšími požiadavkami na materiál špecifikovanými v platnom kódexe (ASME B31.3 pre procesné potrubia) a samotnou materiálovou normou.
Materiálové možnosti
Nasledujúca tabuľka sumarizuje najbežnejšie-prírubové materiály a ich minimálne prevádzkové teploty:
| Materiálový štandard | stupňa | Min. návrhová teplota | Kľúčové vlastnosti | Typická aplikácia |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50 stupňov F | Najbežnejšia nízkoteplotná-uhlíková oceľ | LNG, chladiarenské služby |
| ASTM A350 | LF3 | -150 stupňov F | Vylepšená-odolnosť pri nízkych teplotách | Spracovanie kryogénneho plynu |
| ASTM A182 | F304L | -425 stupňov F | Austenitická nehrdzavejúca, vynikajúce kryogénne vlastnosti | LNG, tekutý dusík |
| ASTM A182 | F316L | -425 stupňov F | Nízko{0}}uhlíkové, kryogénne-odolné voči korózii | Korozívna kryogénna služba |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50 stupňov F | Duplexné, obmedzené-používanie pri nízkych teplotách | Kyslý plyn, námorná-teplota |
A350 LF2 je ťažká trieda nízkoteplotnej uhlíkovej ocele{2}}, ktorá poskytuje dobrú húževnatosť až do -50 stupňov F pri priemernej cene nad A105. Pre chladnejšie prevádzky až do -150 stupňov F poskytuje A350 LF3 s vyšším obsahom niklu zvýšenú húževnatosť. Pre kryogénne teploty pod -150 stupňov F sú potrebné austenitické nehrdzavejúce ocele, ako sú F304L a F316L, pretože ich kubická kryštálová štruktúra so stredovým povrchom zostáva ťažná pri akejkoľvek teplote.
Hodnoty tlaku{0}teploty
Hodnoty tlaku-teploty pre nízkoteplotné-príruby sa riadia štandardnými tabuľkami ASME B16.5 pre každú skupinu materiálov. Austenitické nehrdzavejúce ocele si výnimočne dobre zachovávajú svoje mechanické vlastnosti pri kryogénnych teplotách a v skutočnosti sa stávajú pevnejšími, keď teplota klesá. Hodnoty uhlíkovej ocele sa výrazne znižujú pri nízkych teplotách a niektoré triedy materiálov môžu byť pod určitými teplotami znížené. Minimálna návrhová teplota pre každý materiál je určená kvalifikačnou teplotou nárazovej skúšky materiálu, nie ľubovoľnými limitmi.
Požiadavky na testovanie vplyvu
Charpy V-vrubová skúška (CVN) je štandardnou metódou na overenie húževnatosti pri nízkych-teplotách. ASME B31.3 a ASME B16.5 vyžadujú rázovú skúšku pre všetky príruby z uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele používané pod -20 stupňov F. Skúška sa vykonáva na vzorkách odobratých z hotovej príruby alebo z reprezentatívnych skúšobných kusov, ktoré prešli rovnakým tepelným spracovaním. Minimálne hodnoty energie sú uvedené v materiálovej norme a líšia sa podľa druhu materiálu a minimálnej konštrukčnej teploty. Skúšobná teplota musí byť rovnaká alebo nižšia ako minimálna konštrukčná teplota. Nárazové skúšky sa vyžadujú aj na zvarovom kove a tepelne ovplyvnených zónach pri zváraných výrobkoch.
Aplikácie
Nízkoteplotné príruby sú kritickými komponentmi v zariadeniach na spracovanie, skladovanie a prepravu LNG, kde teploty môžu dosiahnuť -260 stupňov F. Zariadenia na separáciu kryogénnych plynov a skvapalňovanie vzduchu rozdeľujú vzduch na kyslík, dusík a argón pri extrémne nízkych teplotách. Systémy chladenia a chladiacich boxov v chemických závodoch fungujú pri nízkych teplotách. Arktické a subarktické potrubné zariadenia čelia okolitým teplotám, ktoré si vyžadujú materiály s nízkou húževnatosťou v celom systéme. Systémy na manipuláciu s kvapalným dusíkom a kvapalným kyslíkom vyžadujú materiály, ktoré zostávajú tvárne pri ich skladovacích teplotách.
Certifikácia a sledovateľnosť
Správy o skúške materiálu (MTR) pre nízkoteplotné príruby musia obsahovať výsledky nárazových skúšok, ktoré ukazujú hodnoty absorbovanej energie pre každú skúšobnú vzorku. Vyžaduje sa úplná sledovateľnosť od taveniny ocele až po hotovú prírubu, pričom na každej prírube sú na identifikáciu vyrazené tepelné čísla. Inšpekcia treťou stranou je často špecifikovaná pre kriticky nízke-teploty, aby sa zabezpečilo nezávislé overenie vlastností materiálu. Pozitívna identifikácia materiálu (PMI) testovanie chémie materiálu pred inštaláciou poskytuje dodatočné zabezpečenie kvality.
Hlavnou vecou je vždy špecifikovať rázovo{0}}testované nízkoteplotné{1}}materiály pre akékoľvek prírubové spojenie pod -20 stupňov F. Použitie štandardnej uhlíkovej ocele pod jej rázovou prechodovou teplotou vytvára riziko katastrofického krehkého lomu, ktorému sa treba za každú cenu vyhnúť.
Potrebujete nízkoteplotné-príruby?
Kontaktujte náš technický tím a požiadajte o odborný výber nízkoteplotnej príruby{0}} a podporu certifikácie materiálu.
Prírubové výrobky
