12Ni14 Nhiệt độ thấp-Thép niken nhiệt độ
12Ni14là mộtThép hợp kim niken 12-14%được thiết kế cho các ứng dụng đông lạnh cực độ, chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ và vận chuyển khí tự nhiên hóa lỏng (LNG).
Đặc điểm chính
Loại vật liệu:Thép ferritic hợp kim niken- (không phải thép cacbon)
Tiêu chuẩn chính:EN 10028-4 (Sản phẩm phẳng chịu áp lực - Thép hợp kim niken)
Phạm vi nhiệt độ:Thích hợp cho dịch vụ xuống-196 độ (-321 độ F)
Ứng dụng chính:Bể chứa LNG, tàu đông lạnh
Xử lý nhiệt:Bình thường hóa và tôi luyện gấp đôi, hoặc dập tắt và tôi luyện
Thành phần hóa học (EN 10028-4)
| Yếu tố | Nội dung (%) | Ghi chú |
|---|---|---|
| C | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,15 | Carbon thấp cho khả năng hàn |
| Sĩ | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,35 | |
| Mn | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,70 | Hàm lượng mangan hạn chế |
| P | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,020 | Độ bền đông lạnh rất thấp |
| S | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,010 | Khả năng hàn rất thấp |
| Ni | 12.0-14.0 | Hàm lượng niken cao cho độ bền-ở nhiệt độ cực thấp |
| Cr | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,25 | |
| Mo | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,10 | |
| Cư | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,25 | |
| Al | Nhỏ hơn hoặc bằng 0,050 |
Tính chất cơ học
| Tài sản | Giá trị | Điều kiện kiểm tra |
|---|---|---|
| Sức mạnh năng suất (Rp0,2), tối thiểu | 500 MPa | Sau khi xử lý nhiệt |
| Độ bền kéo (Rm) | 620-780 MPa | |
| Độ giãn dài (A), tối thiểu | 20% | |
| Năng lượng tác động (KV), tối thiểu | Ở -196 độ: Trung bình 3 lần kiểm tra: Lớn hơn hoặc bằng 70 J Giá trị đơn: Lớn hơn hoặc bằng 50 J |
Charpy V{0}}rãnh |
So sánh với các loại thép niken khác
| Cấp | Nội dung niken | Sức mạnh năng suất tối thiểu | Nhiệt độ ứng dụng chính |
|---|---|---|---|
| 12Ni14 | 12-14% | 500 MPa | -196 độ |
| X10Ni9 | 8.5-10% | 585 MPa | -196 độ |
| X8Ni9 | 8-9% | 640 MPa | -196 độ |
| Thép Ni 9% | 9% | 585-690 MPa | -196 độ |
Yêu cầu xử lý nhiệt
12Ni14 yêu cầu xử lý nhiệt cụ thể để đạt được các đặc tính của nó:
Chuẩn hóa và ủ kép:
Bình thường hóa lần đầu: 900-950 độ
Bình thường hóa lần thứ hai: 800-850 độ
Nhiệt độ: 550-600 độ
Làm nguội và ủ:
Làm nguội từ 800-850 độ
Nhiệt độ ở 550-600 độ
Lĩnh vực ứng dụng
Ứng dụng chính:
Công nghiệp LNG:
Ngăn chặn sơ cấp và thứ cấp của bể chứa LNG
Bồn chứa và hầm hàng của tàu LNG
thiết bị xử lý LNG
Kỹ thuật đông lạnh:
Lưu trữ hydro lỏng (có cân nhắc đặc biệt)
Bảo quản ethylene ở nhiệt độ đông lạnh
Thiết bị nghiên cứu đông lạnh chuyên dụng
Lĩnh vực năng lượng:
Các bộ phận của nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu LNG-
Hệ thống lưu trữ năng lượng đông lạnh
Thông số kỹ thuật ống
Ống làm từ 12Ni14 được bao phủ dưới:
EN 10216-4:Ống thép liền mạch dùng cho mục đích chịu áp lực với đặc tính nhiệt độ thấp được chỉ định
EN 10217-4:Ống thép hàn dùng cho mục đích chịu áp lực với đặc tính nhiệt độ thấp được chỉ định
Cân nhắc hàn
| Diện mạo | Yêu cầu |
|---|---|
| Kim loại phụ | Vật liệu tiêu hao niken-cao (thường là 12-13% Ni) |
| Làm nóng sơ bộ | Nói chung là không bắt buộc |
| Nhiệt độ giữa | Kiểm soát dưới 150 độ |
| Quy trình hàn | SMAW, GTAW, SAW với quy trình đạt chuẩn |
| PWHT | Cần thiết để khôi phục thuộc tính HAZ |
Ghi chú thiết kế và chế tạo
Lựa chọn vật liệu:Được sử dụng khi cần độ bền đặc biệt ở -196 độ
Chi phí chế tạo:Chi phí vật liệu và chế tạo cao do hàm lượng niken và quy trình đặc biệt
Hạn chế độ dày:Có sẵn ở nhiều độ dày khác nhau, nhưng việc chế tạo trở nên khó khăn hơn khi độ dày ngày càng tăng
Yêu cầu kiểm tra:Yêu cầu kiểm tra cơ học và NDT mở rộng
Điểm tương đương
| Tiêu chuẩn | Chỉ định tương đương |
|---|---|
| ASTM/ASME | Tương tự SA 645 (5% Ni) nhưng hàm lượng Ni cao hơn |
| ISO | Chỉ định tương tự trong phát triển |
| JIS | Không có tương đương trực tiếp |
| GB (Trung Quốc) | Đang được phát triển theo tiêu chuẩn Trung Quốc |
Ghi chú kỹ thuật quan trọng
Chuyển đổi pha:12Ni14 hoạt động ở pha ferit hoàn toàn ở nhiệt độ đông lạnh
Độ bền gãy xương:Khả năng chống gãy giòn tuyệt vời ở -196 độ
Mở rộng nhiệt:Hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn thép không gỉ austenit
Thuộc tính từ tính:Cấu trúc ferrit làm cho nó có từ tính
Thị trường và sẵn có
Sản xuất hạn chế:Được sản xuất bởi các nhà máy thép chuyên dụng
Thời gian dẫn:Thời gian giao hàng dài hơn so với thép thông thường
Chứng nhận:Yêu cầu chứng nhận rộng rãi và truy xuất nguồn gốc
Nhà cung cấp toàn cầu:Số lượng nhà sản xuất hạn chế trên toàn thế giới
So sánh với các lựa chọn thay thế Austenitic
| tham số | Thép 12Ni14 | Thép không gỉ Austenitic (304L) |
|---|---|---|
| Độ dẫn nhiệt | Cao hơn | Thấp hơn |
| Giãn nở nhiệt | Thấp hơn | Cao hơn |
| Thuộc tính từ tính | từ tính | Không{0}}có từ tính |
| Chi phí ở mức độ tương đương | Có thể so sánh hoặc thấp hơn | Cao hơn |
| Sức mạnh năng suất | Cao hơn | Thấp hơn |
Bản tóm tắt
12Ni14là một chuyên giathép hợp kim cao-niken (12-14%)được thiết kế đặc biệt choỨng dụng lưu trữ LNG và đông lạnhở nhiệt độ xuống tới -196 độ . Nó mang lại độ bền gãy tuyệt vời ở nhiệt độ đông lạnh trong khi vẫn duy trì cấu trúc vi mô ferritic. Mặc dù trong một số ngữ cảnh được nhắc đến là "ống thép nồi hơi", ứng dụng thực tế của nó chuyên biệt hơn nhiều - chủ yếu trong ngành công nghiệp đông lạnh và LNG hơn là các hệ thống nồi hơi thông thường. Vật liệu này yêu cầu xử lý nhiệt cẩn thận, quy trình hàn chuyên dụng và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo hiệu suất trong dịch vụ đông lạnh quan trọng.
