Matala-lämpötilojen laipat on valmistettu iskutestatuista-materiaaleista, jotka on erityisesti valittu pitämään sitkeys ja murtolujuus standardihiiliteräksen alapuolella. Kun lämpötila laskee alle -20 astetta F, standardi ASTM A105 -hiiliteräs menettää iskunkestävänsä ja siitä tulee herkkä murtumaan. Matalissa lämpötiloissa käytettävät arvot ovat välttämättömiä nesteytetyn maakaasun, kryogeenisten ja arktisten putkistojen sovelluksissa, joissa on vältettävä hauraiden murtumien aiheuttamaa vikaa.
Mitä ovat matalan lämpötilan laipat?
Matalan lämpötilan-laipat ovat laippoja, jotka on valmistettu materiaaleista, jotka on iskutestattu- niiden murtolujuuden varmistamiseksi suunnittelun vähimmäislämpötilassa. Vakiohiiliteräs (ASTM A105) käy läpi sitkeän -haurastumisen-muokkauksen lämpötilan laskeessa, jolloin se menettää kykynsä absorboida iskuenergiaa halkeilematta. Matala-lämpötilojen materiaalilaadut on formuloitu kontrolloidulla kemialla ja lämpökäsittelyllä, jotta ne säilyttävät sitkeyden nollan miinus{8}}lämpötiloissa. Näitä laippoja säätelevät ASME B16.5 lisämateriaalivaatimukset, jotka on määritelty sovellettavassa koodissa (ASME B31.3 prosessiputkille) ja itse materiaalistandardissa.
Materiaalivaihtoehdot
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto yleisimmistä{0}}matalien lämpötilojen laippamateriaalista ja niiden vähimmäiskäyttölämpötilasta:
| Materiaalistandardi | Luokka | Minimisuunnittelulämpötila | Tärkeimmät ominaisuudet | Tyypillinen sovellus |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50 astetta F | Yleisin matalalämpöinen{0}}hiiliteräs | LNG, jäähdytyspalvelut |
| ASTM A350 | LF3 | -150 astetta F | Parannettu matalan{0}}lämpötilojen sitkeys | Kryogeeninen kaasun käsittely |
| ASTM A182 | F304L | -425 astetta F | Austeniittinen ruostumaton teräs, erinomaiset kryogeeniset ominaisuudet | LNG, nestemäinen typpi |
| ASTM A182 | F316L | -425 astetta F | Vähähiilinen-korroosiota-kestävä kryogeeninen | Syövyttävä kryogeeninen palvelu |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50 astetta F | Kaksipuolinen, rajoitettu matalan lämpötilan{0}}käyttö | Hapan kaasu, matala{0}}lämpöinen meri |
A350 LF2 on matalan lämpötilan{2}}hiiliteräslaatu, joka tarjoaa hyvän sitkeyden -50 asteeseen F asti kohtuullisella hinnalla A105:een verrattuna. Kylmemmille palveluille -150 asteeseen F asti, A350 LF3 korkeamman nikkelipitoisuutensa ansiosta parantaa sitkeyttä. Kryogeenisissa lämpötiloissa, jotka ovat alle -150 astetta F, tarvitaan austeniittisia ruostumattomia teräksiä, kuten F304L ja F316L, koska niiden pintakeskeinen kuutiokiderakenne pysyy sitkeänä missä tahansa lämpötilassa.
Paine{0}}Lämpötilaluokitukset
Matalan lämpötilan-laippojen paine{0}}lämpötilaluokitukset noudattavat standardinmukaisia ASME B16.5 -taulukoita kullekin materiaaliryhmälle. Austeniittiset ruostumattomat teräkset säilyttävät mekaaniset ominaisuutensa poikkeuksellisen hyvin kryogeenisissä lämpötiloissa, ja ne itse asiassa vahvistuvat lämpötilan laskiessa. Hiiliteräksen arvot laskevat merkittävästi alhaisissa lämpötiloissa, ja jotkin materiaaliluokat voivat laskea alle tiettyjen lämpötilojen. Kunkin materiaalin vähimmäissuunnittelulämpötila määräytyy materiaalin iskutestin kelpoisuuslämpötilan, ei mielivaltaisten rajojen, mukaan.
Vaikutustestauksen vaatimukset
Charpy V-Notch (CVN) -iskutestaus on vakiomenetelmä alhaisen lämpötilan sitkeys{1}}tarkistamiseen. ASME B31.3 ja ASME B16.5 vaativat iskutestauksen kaikille hiiliteräksille ja niukka{5}}seosteisille teräslaippoille, joita käytetään alle -20 astetta F. Testi suoritetaan näytteille, jotka on otettu valmiista laipasta tai edustavista testikappaleista, jotka saavat saman lämpökäsittelyn. Minimienergia-arvot on määritelty materiaalistandardissa ja ne vaihtelevat materiaalilaadun ja vähimmäismitoituslämpötilan mukaan. Testilämpötilan on oltava suunnittelulämpötilan vähimmäislämpötilassa tai sen alapuolella. Iskutestausta vaaditaan myös hitsausmetallien ja hitsattujen valmisteiden lämpövaikutusalueille.
Sovellukset
Matalan lämpötilan-laipat ovat kriittisiä komponentteja nesteytetyn maakaasun käsittely-, varastointi- ja kuljetuslaitoksissa, joissa lämpötila voi nousta -260 asteeseen F. Kryogeeniset kaasunerotus- ja ilmannesteytyslaitokset erottavat ilman hapeksi, typeksi ja argoniksi erittäin matalissa lämpötiloissa. Kemiantehtaiden jäähdytys- ja kylmälaatikkojärjestelmät toimivat alhaisissa lämpötiloissa. Arktiset ja subarktiset putkistot kohtaavat ympäristön lämpötiloja, jotka vaativat matalan sitkeyden materiaaleja koko järjestelmässä. Nestemäisen typen ja nestemäisen hapen käsittelyjärjestelmät vaativat materiaaleja, jotka säilyvät sitkeinä säilytyslämpötiloissaan.
Sertifiointi ja jäljitettävyys
Matalalämpötilaisten{0}}laippojen materiaalitestiraporttien (MTR) on sisällettävä iskutestitulokset, jotka osoittavat kunkin testinäytteen absorboidun energian arvot. Täysi jäljitettävyys terässulasta valmiiseen laippaan vaaditaan, ja jokaiseen laippaan on leimattu lämpönumerot tunnistamista varten. Kolmannen osapuolen tarkastus-määritetään usein kriittisen matalan lämpötilan-palvelulle materiaalin ominaisuuksien riippumattoman todentamiseksi. Materiaalikemian positiivinen materiaalitunnistus (PMI) -testaus ennen asennusta tarjoaa lisälaadunvarmistuksen.
Tärkeintä on aina määrittää iskutestatut alhaisen lämpötilan materiaalit kaikille alle -20 asteen laippaliitoksille. Normaalin hiiliteräksen käyttäminen sen iskun siirtymälämpötilan alapuolella aiheuttaa katastrofaalisen hauraan murtumisen riskin, jota on vältettävä hinnalla millä hyvänsä.
Tarvitsetko matalan lämpötilan{0}}laippoja?
Ota yhteyttä suunnittelutiimiimme saadaksesi asiantuntevaa matalan lämpötilan{0}}laipan valintaa ja materiaalisertifiointitukea.
Laippatuotteet
