אוגנים בטמפרטורה-נמוכה מיוצרים מחומרים שנבדקו-מפגעים שנבחרו במיוחד כדי לשמור על משיכות וקשיחות שבר מתחת לטווח של פלדת פחמן סטנדרטית. כאשר הטמפרטורות יורדות מתחת ל--20 מעלות צלזיוס, פלדת פחמן סטנדרטית ASTM A105 מאבדת את עמידות הפגיעה שלה והופכת רגישה לשבר שביר. דרגות טמפרטורות נמוכות חיוניות ליישומי צינורות LNG, קריוגניים ויישומי צינורות ארקטיים שבהם יש להימנע מכשל כתוצאה משבר שביר.
מהם אוגנים בטמפרטורה נמוכה?
אוגנים בטמפרטורה-נמוכה הם אוגנים המיוצרים מחומרים שנבדקו-בפגיעה כדי לאמת את קשיחות השבר שלהם בטמפרטורת התכנון המינימלית. פלדת פחמן סטנדרטית (ASTM A105) עוברת מעבר רקיע-ל-עם ירידה בטמפרטורה, ומאבדת את יכולתה לספוג אנרגיית השפעה מבלי להיסדק. דרגות חומרים בטמפרטורה-נמוכה מנוסחת עם כימיה מבוקרת וטיפול בחום כדי לשמור על משיכות בטמפרטורות מתחת ל-אפס. אוגנים אלו כפופים ל-ASME B16.5 עם דרישות חומר נוספות המפורטות בקוד הרלוונטי (ASME B31.3 עבור צנרת תהליך) ותקן החומר עצמו.
אפשרויות חומר
הטבלה הבאה מסכמת את החומרים הנפוצים ביותר בטמפרטורה-נמוכה וטמפרטורות השירות המינימליות שלהם:
| תקן חומר | צִיוּן | טמפ' עיצוב מינימלית | תכונות מפתח | יישום טיפוסי |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50 מעלות F | הפלדת פחמן הנפוצה ביותר-בטמפרטורה נמוכה | LNG, שירותי קירור |
| ASTM A350 | LF3 | -150 מעלות F | קשיחות-נמוכה משופרת | עיבוד גז קריוגני |
| ASTM A182 | F304L | -425 מעלות פרנהייט | אל חלד אוסטניטי, תכונות קריוגניות מצוינות | LNG, חנקן נוזלי |
| ASTM A182 | F316L | -425 מעלות פרנהייט | קריוגני נמוך-פחמן, עמיד בפני קורוזיה- | שירות קריוגני קורוזיבי |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50 מעלות F | דופלקס, שימוש מוגבל ב-טמפ' נמוכה | גז חמוץ,-טמפ' ימית נמוכה |
A350 LF2 הוא סוס העבודה בדרגת פלדת פחמן בטמפרטורה-נמוכה, המספק קשיחות טובה עד ל--50 מעלות פרנהייט בפרמיית עלות מתונה על פני A105. עבור שירותים קרים יותר עד -150 מעלות פרנהייט, A350 LF3 עם תכולת הניקל הגבוהה יותר מספק קשיחות מוגברת. עבור טמפרטורות קריוגניות מתחת ל-150 מעלות פרנהייט, נדרשות פלדות אל-חלד אוסטניטיות כגון F304L ו-F316L מכיוון שמבנה הגביש המעוקב שלהן במרכז הפנים נשאר רקיע בכל טמפרטורה.
לחץ-דירוגי טמפרטורה
דירוגי-הלחץ עבור אוגני טמפרטורה-נמוכים תואמים את הטבלאות הסטנדרטיות של ASME B16.5 עבור כל קבוצת חומרים. פלדות אל-חלד אוסטניטיות שומרות על תכונותיהן המכניות בצורה יוצאת דופן בטמפרטורות קריוגניות, ולמעשה מתחזקות ככל שהטמפרטורה יורדת. דירוגי פלדת פחמן יורדים באופן משמעותי בטמפרטורות נמוכות, וחלק מקבוצות החומרים עשויים להיות מופחתים מתחת לטמפרטורות מסוימות. טמפרטורת התכנון המינימלית עבור כל חומר נקבעת על ידי טמפרטורת ההסמכה של בדיקת ההשפעה של החומר, ולא על ידי מגבלות שרירותיות.
דרישות בדיקת השפעה
בדיקת ההשפעה של Charpy V-Notch (CVN) היא השיטה הסטנדרטית לאימות קשיחות-בטמפרטורה נמוכה. ASME B31.3 ו-ASME B16.5 דורשות בדיקת אימפקט עבור כל אוגני פלדת פחמן ופלדת סגסוגת- נמוכה המשמשים מתחת ל--20 מעלות פרנהייט. הבדיקה מתבצעת על דגימות שנלקחו מהאוגן המוגמר או מחלקי בדיקה מייצגים המקבלים את אותו טיפול חום. ערכי אנרגיה מינימליים מצוינים בתקן החומר ומשתנים לפי דרגת החומר וטמפרטורת התכנון המינימלית. טמפרטורת הבדיקה חייבת להיות בטמפרטורת התכנון המינימלית או מתחתיה. בדיקת השפעה נדרשת גם על מתכת ריתוך ואזורים מושפעי חום לייצור מרותך.
יישומים
אוגני טמפרטורה-נמוכים הם מרכיבים קריטיים במתקני עיבוד, אחסון ותחבורה של LNG שבהם הטמפרטורות יכולות להגיע ל--260 מעלות צלזיוס. מפעלי הפרדת גזים קריוגניים והנזלת אוויר מפרידים אוויר לחמצן, חנקן וארגון בטמפרטורות נמוכות במיוחד. מערכות קירור וקור במפעלים כימיים פועלות בטמפרטורות נמוכות. מתקני צינורות ארקטיים ותת ארקטיים מתמודדים עם טמפרטורות סביבה הדורשות חומרים בעלי קשיחות נמוכה בכל המערכת. מערכות טיפול בחנקן נוזלי וחמצן נוזלי דורשות חומרים שנשארים רקיעים בטמפרטורות האחסון שלהם.
הסמכה ומעקב
דוחות בדיקת חומרים (MTRs) עבור אוגנים בטמפרטורה-נמוכה חייבים לכלול תוצאות בדיקת פגיעה המציגות את ערכי האנרגיה הנספגת עבור כל דגימת בדיקה. נדרשת עקיבה מלאה מהמסת הפלדה ועד לאוגן המוגמר, עם מספרי חום מוטבעים על כל אוגן לזיהוי. בדיקת צד שלישי-מצוינת לעתים קרובות עבור שירות-טמפרטורות נמוכות כדי לספק אימות עצמאי של תכונות החומר. בדיקת זיהוי חומר חיובי (PMI) של כימיית החומר לפני ההתקנה מספקת אבטחת איכות נוספת.
הפתרון העיקרי הוא לציין תמיד חומרים בטמפרטורה-נמוכה-שנבדקו עבור כל חיבור אוגן מתחת ל-20 מעלות פרנהייט. שימוש בפלדת פחמן סטנדרטית מתחת לטמפרטורת מעבר ההשפעה שלה יוצר סיכון לשבר שביר קטסטרופלי שיש להימנע ממנו בכל מחיר.
צריך אוגנים בטמפרטורה-נמוכה?
צור קשר עם צוות ההנדסה שלנו לקבלת מומחים לבחירת אוגן-בטמפרטורה נמוכה ותמיכה בהסמכת חומרים.
מוצרי אוגן
