Ống liền mạch ASME SA 333 lớp 6: Thành phần, tính chất và công dụng

Ống ASME SA 333 cấp 6 là gì

ASME SA 333 Cấp 6 là thông số kỹ thuật ống thép cacbon liền mạch dành cho dịch vụ ở nhiệt độ-thấp. Giá trị thương mại của nó nằm ở sự kết hợp khó có được: độ bền phù hợp ở nhiệt độ môi trường, độ bền khía được đảm bảo ở nhiệt độ thấp và khả năng hàn tốt với chi phí thấp hơn nhiều so với các loại hợp kim hoặc austenit. Vật liệu này được sử dụng khi đường ống hoặc hệ thống đường ống phải luôn kín-trong khi nhiệt độ kim loại giảm xuống khoảng -45 độ, cho dù nhiệt độ thấp đó đến từ chất lỏng xử lý, từ môi trường xung quanh hay từ cả hai. Vì không thể xác minh độ bền bằng thử nghiệm độ bền kéo ở nhiệt độ phòng- nên thông số kỹ thuật khiến việc thử nghiệm tác động ở rãnh chữ V Charpy trở thành yêu cầu bắt buộc chứ không phải là yêu cầu bổ sung tùy chọn.

Thành phần hóa học

Điểm số được cố tình giữ ở mức thấp. Carbon, mangan, phốt pho, lưu huỳnh và silicon được kiểm soát và không cần bổ sung niken, điều này giúp phân biệt Lớp 6 với các loại nhiệt độ thấp-hợp kim niken được sử dụng cho dịch vụ lạnh hơn. Các giá trị dưới đây là giới hạn tiêu chuẩn.

Giới hạn lưu huỳnh và phốt pho thấp là lý do khiến loại này chống lại hiện tượng gãy giòn: cả hai nguyên tố này phân tách ở ranh giới hạt và tăng nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-lên-dẻo. Do đó, các nhà sản xuất dựa vào thực hành thép sạch, khử oxy có kiểm soát và xử lý nhiệt bình thường hóa phù hợp. Silicon được chỉ định ở mức tối thiểu vì nó cần thiết cho quá trình khử oxy; nó không thể được thả rơi tự do để làm mềm thép.

Tính chất cơ học và thử nghiệm tác động

Mối quan hệ năng suất-với-độ bền kéo và thử nghiệm tác động bắt buộc cùng nhau xác định thời hạn sử dụng của cấp độ. Một ống đáp ứng các yêu cầu về độ bền kéo nhưng không vượt qua bài kiểm tra va đập không phải là vật liệu được chấp nhận, bởi vì dạng hư hỏng mà nó nhằm mục đích ngăn chặn là gãy giòn, xảy ra mà không có cảnh báo và ở mức ứng suất thấp hơn nhiều so với giới hạn chảy. Mẫu thử va đập phải được lấy theo hướng dọc nơi thông số kỹ thuật yêu cầu và kết quả năng lượng hấp thụ, nhiệt độ thử nghiệm và kích thước mẫu thử phải xuất hiện trên chứng chỉ của nhà máy.

Kích thước và điều kiện giao hàng

Loại này được sản xuất dưới dạng ống liền mạch trên phạm vi kích thước rộng. Độ dày của thành được chọn từ tính toán thiết kế áp suất và ống thường được cung cấp với chiều dài ngẫu nhiên khoảng 6 đến 12 m, ở trạng thái đầu phẳng hoặc đầu vát theo yêu cầu.

Cấp và kích thước phải được sắp xếp cùng nhau vì năng lượng va chạm được hấp thụ bởi mẫu Charpy phụ thuộc vào kích thước mẫu và thông lệ tiêu chuẩn là kiểm tra mẫu có kích thước đầy đủ bất cứ khi nào độ dày thành cho phép. Kích thước tường-mỏng có thể yêu cầu các mẫu có kích thước-phụ, điều này làm thay đổi giá trị chấp nhận được áp dụng.

Ứng dụng ở dịch vụ nhiệt độ-thấp

Đường ống-làm mát và chuyển giao LNG:các phần-làm mát trước của hệ thống hóa lỏng hoạt động trong khoảng từ -45 độ đến -110 độ, trong đó độ bền Cấp 6 ở mức -45 độ đáp ứng nhiệm vụ với chi phí thấp hơn cấp độ cần thiết cho các phần lạnh hơn.

Thiết bị đầu cuối và lưu trữ LNG:kết nối giữa bể chứa và thiết bị xếp dỡ, có thể nhìn thấy cả môi trường đông lạnh và môi trường xung quanh.

Các phương tiện vận chuyển LNG và cơ sở cung cấp nhiên liệu trên đất liền{0}}:đường ống kết nối hầm hàng và đường ống ga nơi cần có độ bền-ở nhiệt độ thấp.

Thu gom dầu khí vùng cực:đường ống ở các mỏ Bắc Cực và Siberia, nơi nhiệt độ môi trường có thể giảm xuống khoảng -50 độ và khí vận chuyển bị khử nước.

Dây chuyền đông lạnh dưới biển:các phần tiếp xúc với nhiệt độ thấp và áp suất cao mà giá thành của hợp kim cao hơn không thể hợp lý được.

Điện lạnh công nghiệp:mạch làm lạnh sử dụng chất làm lạnh amoniac hoặc halogen hóa trong hầm cấp đông và kho lạnh, có nhiệt độ vận hành xuống khoảng -50 độ.

Cơ sở nghiên cứu đông lạnh:mạch làm mát cho hệ thống nitơ lỏng và argon lỏng cũng như cho các bộ phận máy gia tốc, thường là-làm mát trước hoặc các bộ phận phụ trợ chứ không phải là lõi lạnh nhất.

Tàu vùng cực và xa bờ:nhiên liệu, dầu bôi trơn và hệ thống nước làm mát trên tàu phá băng, tàu nghiên cứu và giàn khoan ngoài khơi.

Trong mỗi nhiệm vụ này, cùng một quy tắc được áp dụng: nhiệt độ thiết kế, chứ không phải tên của cấp, quyết định khả năng chấp nhận. Trong trường hợp nhiệt độ kim loại được tính toán giảm xuống dưới phạm vi đủ điều kiện là Cấp 6, thay vào đó, phải chọn loại thép không gỉ austenit hoặc cấp nhiệt độ thấp-hợp kim niken.

Tương đương và ghi chú hàn

Các ký hiệu ASTM A333 Cấp 6 và ASME SA 333 Cấp 6 mô tả cùng một loại vật liệu và được sử dụng cho cùng một phạm vi; ký hiệu ASME là ký hiệu thường được gọi khi đường ống được đóng dấu và đăng ký làm bộ phận-giữ áp suất. Các danh mục sản phẩm ở Châu Âu thường trích dẫn EN 10216-4 ký hiệu ống liền mạch ở nhiệt độ thấp và các tiêu chuẩn quốc gia cũ hơn như DIN hoặc NF sử dụng ký hiệu riêng. Các ký hiệu này mang cường độ năng suất tối thiểu khác nhau và nhiệt độ va đập khác nhau, do đó, sự tương đương phải được đánh giá bằng cách so sánh các đặc tính được chỉ định, bao gồm cả nhiệt độ thử nghiệm va đập, thay vì chỉ bằng tên của loại.

Đối với hàn, hàm lượng cacbon thấp và mangan được kiểm soát mang lại khả năng hàn tốt, nhưng ứng dụng ở nhiệt độ-thấp có nghĩa là quy trình hàn phải đạt tiêu chuẩn qua thử nghiệm va đập và vật tư tiêu hao phải được chọn có cùng độ bền như kim loại cơ bản. Kiểm soát nhiệt độ làm nóng trước và giữa các đường chuyền, cùng với quy trình đủ tiêu chuẩn và thợ hàn đủ tiêu chuẩn, là một phần trong điều kiện cung cấp của hệ thống nhiệt độ-thấp chứ không phải là phương pháp thực hành tốt tùy chọn.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Cường độ năng suất tối thiểu của SA 333 Lớp 6 là bao nhiêu?
35 000 psi, tương đương 240 MPa, với độ bền kéo tối thiểu là 60 000 psi (415 MPa) và độ giãn dài tối thiểu là 30 %.

Hỏi: Tại sao A333 Cấp 6 yêu cầu thử nghiệm va đập?
Bởi vì dịch vụ của nó là đường ống có nhiệt độ-thấp; Không thể phát hiện vết gãy giòn bằng thử nghiệm độ bền kéo ở nhiệt độ phòng-, vì vậy thử nghiệm khía Charpy V-là bắt buộc.

Hỏi: A333 Lớp 6 có chứa niken không?
Không cần bổ sung niken cho loại này, điều này giúp tiết kiệm chi phí so với các loại hợp kim niken{0}}được sử dụng cho các nhiệm vụ lạnh hơn.

Hỏi: A333 Cấp 6 có giống với SA 333 Cấp 6 không?
Có, ký hiệu ASTM và ASME bao gồm cùng một loại vật liệu; ký hiệu ASME áp dụng khi đường ống được sử dụng làm bộ phận-giữ áp suất.

Hỏi: Khi nào A333 Hạng 6 là lựa chọn phù hợp?
Khi nhiệt độ kim loại thiết kế ở khoảng -45 độ và nhiệm vụ được đảm bảo bởi độ bền của kim loại ở nhiệt độ đó, thường là trong các đường ống làm mát sơ bộ, làm lạnh và làm lạnh LNG ở vùng lạnh.

Hỏi: Giấy chứng nhận của nhà máy phải kiểm tra những gì?
Phân tích nhiệt, kết quả độ bền kéo, nhiệt độ thử va đập và năng lượng hấp thụ, kích thước và dấu hiệu trên đường ống, tất cả đều phải phù hợp với đơn đặt hàng.