Giới hạn nhiệt độ thấp cho ống thép carbon là gì

Điều gì đặt ra giới hạn nhiệt độ-thấp của ống thép cacbon

Thép carbon mất độ dẻo khi nhiệt độ giảm. Ở nhiệt độ được gọi là nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-sang{2}}giòn hay DBTT, kiểu đứt gãy thay đổi từ rách dẻo sang nứt giòn và đường ống hoạt động ổn định ở nhiệt độ phòng có thể nứt đột ngột dưới tác động hoặc nồng độ ứng suất. Do đó,-giới hạn nhiệt độ thấp của ống thép cacbon không phải là một con số cố định đối với tất cả các loại thép mà là hàm số của thành phần, kích thước hạt, xử lý nhiệt, độ dày thành ống và mức độ nghiêm trọng của tải trọng áp dụng.

Giới hạn nhiệt độ-thấp điển hình theo cấp độ

Các giới hạn này là giá trị tham chiếu điển hình. Mã đường ống quản lý và thông số kỹ thuật của dự án xác định nhiệt độ thiết kế tối thiểu thực tế cho một hệ thống lắp đặt nhất định và cần phải thử nghiệm tác động Charpy khi nhiệt độ thiết kế giảm xuống dưới ngưỡng mã.

Các yếu tố chính kiểm soát độ bền nhiệt độ thấp{0}}

Hàm lượng cacbon là yếu tố chi phối: mỗi lần tăng khoảng 0,1% cacbon sẽ làm tăng nhiệt độ chuyển tiếp khoảng 10C, do đó,-thép cacbon thấp có hàm lượng cacbon bằng hoặc dưới 0,25% được ưu tiên sử dụng ở nhiệt độ-thấp. Xử lý nhiệt cũng có vấn đề: bình thường hóa sẽ tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện đáng kể độ bền va đập. Các chất bổ sung hợp kim như niken làm giảm nhiệt độ chuyển tiếp hơn nữa, đó là lý do tại sao các loại mang niken-chẳng hạn như A333 Gr.3 được chọn cho các nhiệm vụ lạnh nhất.

Mức độ-hiệu suất nhiệt độ thấp được xác minh

Thử nghiệm tác động của rãnh khía Charpy V-, được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM A370 hoặc tiêu chuẩn tương đương, là phương pháp xác minh tiêu chuẩn. Mẫu được gia công từ đường ống và bị vỡ ở nhiệt độ thiết kế tối thiểu; tiêu chí chấp nhận điển hình yêu cầu năng lượng hấp thụ tối thiểu từ 20 J trở lên, với giá trị chính xác được quy định bởi thông số kỹ thuật. Đối với các phần dày và các bộ phận quan trọng, có thể cần thêm-thử nghiệm nhiệt độ chuyển tiếp độ dẻo bằng phương pháp thả trọng lượng-để mô tả sự bắt đầu của trạng thái giòn.

Quy tắc lựa chọn vật liệu

Đối với nhiệt độ thiết kế xuống tới -29C, ống thép cacbon tiêu chuẩn có khả năng chịu va đập thích hợp thường được chấp nhận. Dưới -29C, nên sử dụng các cấp nhiệt độ-thấp như ASTM A333 hoặc GB/T 6479. Đối với các dịch vụ loại LNG và đông lạnh, A333 Gr.6 là lựa chọn phổ biến với các yêu cầu về năng lượng va chạm được xác minh ở -46C, trong khi thép niken được chỉ định cho nhiệt độ thấp hơn. Vật liệu hàn phải có hàm lượng hydro thấp và các mối hàn ngoài hiện trường phải tránh tạo ra các tác nhân gây căng thẳng; nên giảm thiểu uốn nguội trong phạm vi nhiệt độ chuyển tiếp vì biến dạng cục bộ có thể làm giòn vật liệu.

Câu hỏi thường gặp

Ống thép carbon có thể được sử dụng ở -50C?

Các loại tiêu chuẩn như A106 không phù hợp ở -50C nếu không có trình độ chuyên môn đặc biệt. Phải chỉ định các loại nhiệt độ thấp từ ASTM A333 hoặc GB/T 6479, với thử nghiệm va đập Charpy ở nhiệt độ thiết kế.

DBTT là gì?

DBTT là nhiệt độ chuyển tiếp dễ uốn-thành-giòn, dưới nhiệt độ này chế độ gãy của thép trở nên giòn và khả năng chống chịu tải va đập của thép giảm mạnh.

Việc chuẩn hóa có cải thiện độ bền ở nhiệt độ-thấp không?

Đúng. Quá trình chuẩn hóa tạo ra cấu trúc hạt mịn hơn, đồng đều hơn, làm giảm nhiệt độ chuyển tiếp và tăng năng lượng va chạm Charpy.

Thử nghiệm nào chứng minh đường ống phù hợp với nhiệt độ thấp?

Thử nghiệm tác động của rãnh khía Charpy V-ở nhiệt độ tối thiểu theo thiết kế là thử nghiệm chấp nhận tiêu chuẩn, được bổ sung khi được yêu cầu bằng thử nghiệm chuyển đổi độ dẻo-trọng lượng rơi hoặc không-nil.

Tại sao niken được thêm vào thép có nhiệt độ-thấp?

Niken làm giảm nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-đến{1}}giòn, cho phép thép giữ được độ dẻo dai ở nhiệt độ sử dụng thấp hơn nhiều, đó là lý do tại sao các loại niken được sử dụng cho các nhiệm vụ lạnh nhất.