Prirubnice za niske temperature proizvode se od materijala testiranih na udar, posebno odabranih da zadrže duktilnost i otpornost na lom ispod raspona standardnog ugljičnog čelika. Kada temperature padnu ispod -20°F, standardni ugljični čelik ASTM A105 gubi otpornost na udar i postaje podložan krhkom lomu. Klase za niske temperature su neophodne za primjene u LNG, kriogenim i arktičkim cjevovodima gdje se mora izbjeći kvar uslijed krhkog loma.
Šta su prirubnice za niske temperature?
Prirubnice za niske temperature su prirubnice proizvedene od materijala koji su testirani na udar kako bi se potvrdila njihova otpornost na lom na minimalnoj projektnoj temperaturi. Standardni ugljični čelik (ASTM A105) prolazi kroz duktilno-krhki prijelaz kako temperatura opada, gubeći sposobnost apsorpcije udarne energije bez pucanja. Klase materijala za niske temperature formulirane su s kontroliranim kemijskim sastavom i toplinskom obradom kako bi zadržale duktilnost na temperaturama ispod nule. Ove prirubnice su regulirane standardom ASME B16.5 s dodatnim zahtjevima za materijal navedenim u primjenjivom kodu (ASME B31.3 za procesne cjevovode) i samom standardu materijala.
Opcije materijala
Sljedeća tabela sažima najčešće materijale za prirubnice za niske temperature i njihove minimalne radne temperature:
| Standard materijala | Klasa | Min. projektna temp. | Ključne karakteristike | Tipična primjena |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50°F | Najčešći niskotemperaturni ugljični čelik | LNG, rashladni servisi |
| ASTM A350 | LF3 | -150°F | Poboljšana niskotemperaturna žilavost | Kriogena obrada plina |
| ASTM A182 | F304L | -425°F | Austenitni nehrđajući čelik, odlična kriogena svojstva | LNG, tekući dušik |
| ASTM A182 | F316L | -425°F | Niskougljični, otporan na koroziju, kriogeni | Korozivni kriogeni servis |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50°F | Duplex, ograničena niskotemperaturna upotreba | Kiseli plin, niskotemperaturni morski uslovi |
A350 LF2 je radni konj među niskotemperaturnim ugljičnim čelicima, pruža dobru žilavost do -50°F uz umjerenu cjenovnu premiju u odnosu na A105. Za hladnije uslove do -150°F, A350 LF3 s višim sadržajem nikla pruža poboljšanu žilavost. Za kriogene temperature ispod -150°F, austenitni nehrđajući čelici poput F304L i F316L su potrebni jer njihova kristalna struktura s plošno centriranom kubičnom rešetkom ostaje duktilna na bilo kojoj temperaturi.
Ocjene tlaka i temperature
Ocjene tlaka i temperature za prirubnice za niske temperature prate standardne tablice ASME B16.5 za svaku grupu materijala. Austenitni nehrđajući čelici izuzetno dobro zadržavaju svoja mehanička svojstva na kriogenim temperaturama, zapravo postaju jači kako temperatura opada. Ocjene za ugljični čelik značajno se smanjuju na niskim temperaturama, a neke klase materijala mogu biti smanjene ispod određenih temperatura. Minimalna projektna temperatura za svaki materijal određena je kvalifikacijskom temperaturom ispitivanja udara materijala, a ne proizvoljnim ograničenjima.
Zahtjevi za ispitivanje udara
Charpy V-Zarez (CVN) ispitivanje udara je standardna metoda za provjeru niskotemperaturne žilavosti. ASME B31.3 i ASME B16.5 zahtijevaju ispitivanje udara za sve prirubnice od ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika koje se koriste ispod -20°F. Ispitivanje se provodi na uzorcima uzetim s gotove prirubnice ili s reprezentativnih ispitnih komada koji su podvrgnuti istoj toplinskoj obradi. Minimalne vrijednosti energije navedene su u standardu materijala i razlikuju se ovisno o klasi materijala i minimalnoj projektnoj temperaturi. Temperatura ispitivanja mora biti jednaka ili niža od minimalne projektne temperature. Ispitivanje udara je također potrebno na metalu zavara i u zoni utjecaja topline za zavarene konstrukcije.
Primjene
Prirubnice za niske temperature su ključne komponente u postrojenjima za obradu, skladištenje i transport LNG-a gdje temperature mogu doseći -260°F. Postrojenja za kriogenu separaciju plina i ukapljivanje zraka razdvajaju zrak na kisik, dušik i argon na izuzetno niskim temperaturama. Rashladni sistemi i hladne kutije u kemijskim postrojenjima rade na niskim temperaturama. Arktički i subarktički cjevovodni objekti suočavaju se s ambijentalnim temperaturama koje zahtijevaju materijale s niskom žilavošću kroz cijeli sustav. Sistemi za rukovanje tekućim dušikom i tekućim kisikom zahtijevaju materijale koji ostaju duktilni na temperaturama skladištenja.
Certifikacija i sljedivost
Izvještaji o ispitivanju materijala (MTR) za prirubnice za niske temperature moraju uključivati rezultate ispitivanja udara koji prikazuju vrijednosti apsorbirane energije za svaki ispitni uzorak. Potpuna sljedivost od taline čelika do gotove prirubnice je potrebna, s oznakom šarže utisnutom na svaku prirubnicu radi identifikacije. Inspekcija treće strane često je specificirana za kritične niskotemperaturne uslove kako bi se pružila neovisna verifikacija svojstava materijala. Ispitivanje pozitivne identifikacije materijala (PMI) kemijskog sastava prije instalacije pruža dodatnu osiguranje kvalitete.
Ključna poruka je da uvijek specificirate materijale za niske temperature testirane na udar za bilo koji prirubnički spoj ispod -20°F. Korištenje standardnog ugljičnog čelika ispod njegove temperature prijelaza na udar stvara rizik od katastrofalnog krhkog loma koji se mora izbjeći pod svaku cijenu.
Trebate prirubnice za niske temperature?
Kontaktirajte naš inženjerski tim za stručan odabir niskotemperaturnih prirubnica i podršku pri certifikaciji materijala.
Proizvodi: Prirubnice
