I. Pregled standarda
Standard Title: ASTM A333/A333M - Standardna specifikacija za bešavne i zavarene čelične cijevi za nisko-usluge na niskim temperaturama
Osnovna svrha: Za regulisanje proizvodnih zahtjeva za bešavne i zavarene čelične cijevi namijenjene za rad na niskim-temperaturama (obično manje od ili jednake -18 stepeni), osiguravajući njihovu žilavost kroz obavezno ispitivanje udarom po Charpy V-zarezu kako bi se spriječio krhki lom na niskim temperaturama.
Obim primjene: Pokriva bešavne i zavarene (peći{0}}zavarene, električno-zavarene, lučno-zavarene, itd.) čelične cijevi za transport nisko-tečnosti ili izdržavanje pritiska u okruženjima niskih-temperatura, kao što su tečni petrohemijski sistemi, i LNG.
II. Sistem materijala i klasifikacija razreda
Standard pokriva više vrsta, od kojih svaka ima različite hemijske sastave i minimalne radne temperature, postignute dizajnom legure za otpornost na niske{0}}temperature:
| Ocjena | Ekvivalentni kineski razred | Minimalna servisna temperatura | Ključne karakteristike hemijskog sastava | Tipične primjene |
|---|---|---|---|---|
| Ocjena 1 | - | -45 stepeni | Nisko{0}}ugljični čelik | Cjevovodi za propan, amonijak na -45 stepeni |
| Ocjena 3 | - | -100 stepeni | 3,5% nikl čelik | Petrohemijske kriogene jedinice, Arktički cjevovodi |
| Razred 4 | - | -100 stepeni | 4,5% nikl čelik | Slično razredu 3 sa većim sadržajem nikla |
| Razred 6 | 16MnDG | -45 stepeni | Ugljični{0}}mangan čelik (najčešći) | LNG prijemne stanice, niskotemperaturne{0}} posude pod pritiskom |
| 7. razred | 09MnNiDG | -75 stepeni | 0,5% nikl čelik | Naftovodi i gasovodi u hladnim krajevima |
| 8. razred | - | -195 stepeni | 9% nikl čelik | LNG skladištenje, ultra-nisko-okruženje |
| 9. razred | 2,25Cr-1Mo | -60 stepeni | Legirani čelik (sa visoko-temperaturnom čvrstoćom) | Hemijska kriogena oprema, visoko{0}}pritisni cjevovodi |
| 10. razred | - | -75 stepeni | Nisko{0}}legirani čelik (~0,5% Mo) | Cjevovodi niskotemperaturnog izmjenjivača topline |
| 11. razred | - | -75 stepeni | Nisko{0}}legirani čelik (~0,5% Cr+Mo) | Slično razredu 10 sa većim sadržajem legure |
III. Ključni tehnički zahtjevi
Kontrola hemijskog sastava
Strogo ograničava štetne elemente (npr. P manje od ili jednako 0,025%, S manje ili jednako 0,025%) radi smanjenja lomljivosti.
Povećava otpornost na niske-temperature dodavanjem legirajućih elemenata kao što su nikl (Ni), hrom (Cr) i molibden (Mo). Na primjer, čelik od 9% nikla razreda 8 je pogodan za -195 stepeni LNG skladištenja.
Zahtjevi mehaničkih svojstava
Zatezna čvrstoća: Minimalne vrijednosti specificirane za svaku klasu (npr. Grade 6 veći ili jednak 415 MPa) kako bi se osigurao strukturalni integritet.
Snaga prinosa: Minimalne vrijednosti specificirane (npr. Grade 6 veći od ili jednak 240 MPa) kako bi se spriječila prekomjerna deformacija.
Izduženje: Uzdužno Veće ili jednako 30% (npr. Grade 6) kako bi se osigurao kapacitet plastične deformacije.
Otpornost na udar: Potvrđeno kroz Charpy V- testiranje na udar na temperaturama manjim ili jednakim minimalnoj projektiranoj temperaturi metala cijevi (MDMT). Na primjer, Grade 6 zahtijeva energiju udara veću ili jednaku 18 J na -45 stepeni.
Procesi toplinske obrade
Normalizacija: Rafinira strukturu zrna i poboljšava žilavost (npr. stepen 6 normalizovan na 900 stepeni ± 10 stepeni).
Normalizacija i kaljenje: Eliminiše zaostala naprezanja i poboljšava sveobuhvatna svojstva.
Kaljenje i kaljenje: Koristi se za visoko{0}}nikele kao što je Grade 8 za formiranje mikrostrukture kaljenog beinita uz održavanje žilavosti na niskim{2}}temperaturama.
Proizvodni procesi i inspekcija
Bešavne cijevi: Proizvedeno postupkom probijanja{0}}valjanjem sa tolerancijom vanjskog prečnika ±0,79 mm.
Zavarene cijevi: Proizvedeno pomoću JCOE oblikovanja sa visoko-indukcijskim zavarivanjem (HFI) ili zavarivanjem pod vodom (SAW). Zona -zahvaćena toplinom (HAZ) mora proći termičku obradu da bi se povratila žilavost.
Ne-testiranje bez razaranja (NDT): 100% vrtložna struja ili ultrazvučno ispitivanje kako bi se osigurali-zavari bez kvarova.
Hydrostatic Testing: Ispitni pritisak izračunat na osnovu veličine cevi, debljine zida i čvrstoće materijala, bez dozvoljenog curenja.
IV. Područja primjene i inženjerske prakse
Postrojenja za tečni prirodni gas (LNG).
Cijevi stepena 8 se koriste za cjevovode za skladištenje i prijenos LNG-a od -162 stepena, zahtijevajući mogućnost hladnog sažimanja (npr. kontrakcija od 150 mm na 100 m cjevovoda).
Za spojeve cijevi koriste se specijalni materijali za brtvljenje pri niskoj temperaturi (npr. PTFE kompozitne brtve).
Petrohemijska industrija
Cijevi razreda 3 i 6 se koriste u postrojenjima za etilen, rashladnim jedinicama i jedinicama za kriogenu separaciju. Postupci zavarivanja moraju simulirati terenske uslove (npr. temperatura predgrijavanja 100-150 stepeni, temperatura međuprolaza manja ili jednaka 200 stepeni).
Razvoj arktičke nafte i gasa
Cijevi razreda 6 se široko koriste u -arktičkim okruženjima od 60 stepeni. Instalacija zahtijeva tehnike "hladne izolacije" (npr. vakuum{6}}izolovane cijevi-unutar cijevi) kako bi se smanjili gubici hladnoće.
