Mặt bích nhiệt độ-thấp được sản xuất từ các vật liệu đã được thử nghiệm tác động-được lựa chọn đặc biệt để duy trì độ dẻo và độ bền khi gãy dưới mức thép cacbon tiêu chuẩn. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới -20 độ F, thép cacbon tiêu chuẩn ASTM A105 sẽ mất khả năng chống va đập và trở nên dễ gãy. Các cấp nhiệt độ thấp rất cần thiết cho các ứng dụng đường ống LNG, đông lạnh và Bắc cực, nơi phải tránh hư hỏng do gãy giòn.
Mặt bích nhiệt độ thấp là gì?
Mặt bích nhiệt độ-thấp là mặt bích được sản xuất từ vật liệu đã được-thử nghiệm va đập để xác minh độ bền khi gãy của chúng ở nhiệt độ thiết kế tối thiểu. Thép cacbon tiêu chuẩn (ASTM A105) trải qua quá trình chuyển đổi dẻo-sang-giòn khi nhiệt độ giảm, mất khả năng hấp thụ năng lượng va chạm mà không bị nứt. Các loại vật liệu có nhiệt độ-thấp được tạo ra bằng cách xử lý nhiệt và hóa học có kiểm soát để duy trì độ dẻo ở nhiệt độ dưới{8}}0. Các mặt bích này được quản lý bởi ASME B16.5 với các yêu cầu vật liệu bổ sung được quy định trong mã hiện hành (ASME B31.3 cho đường ống xử lý) và chính tiêu chuẩn vật liệu.
Tùy chọn vật liệu
Bảng sau đây tóm tắt các vật liệu mặt bích có nhiệt độ thấp{0}}phổ biến nhất và nhiệt độ sử dụng tối thiểu của chúng:
| Tiêu chuẩn vật liệu | Cấp | Nhiệt độ thiết kế tối thiểu | Các tính năng chính | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50 độ F | Thép carbon nhiệt độ thấp-phổ biến nhất | LNG, dịch vụ làm lạnh |
| ASTM A350 | LF3 | -150 độ F | Độ bền ở nhiệt độ thấp{0}}được nâng cao | Xử lý khí đông lạnh |
| ASTM A182 | F304L | -425 độ F | Austenitic không gỉ, đặc tính đông lạnh tuyệt vời | LNG, nitơ lỏng |
| ASTM A182 | F316L | -425 độ F | Chất đông lạnh-cacbon thấp, chống ăn mòn- | Dịch vụ đông lạnh ăn mòn |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50 độ F | Hai mặt, hạn chế sử dụng ở nhiệt độ thấp- | Khí chua, biển có nhiệt độ-thấp |
A350 LF2 là loại thép carbon có nhiệt độ-thấp phù hợp, mang lại độ bền tốt đến -50 độ F với mức chi phí vừa phải so với A105. Đối với các dịch vụ lạnh hơn tới -150 độ F, A350 LF3 với hàm lượng niken cao hơn mang lại độ bền cao hơn. Đối với nhiệt độ đông lạnh dưới -150 độ F, cần phải có thép không gỉ austenit như F304L và F316L vì cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt của chúng vẫn dẻo ở mọi nhiệt độ.
Áp suất-Xếp hạng nhiệt độ
Xếp hạng nhiệt độ-áp suất cho mặt bích nhiệt độ-thấp tuân theo bảng ASME B16.5 tiêu chuẩn cho từng nhóm vật liệu. Thép không gỉ Austenitic giữ được đặc tính cơ học đặc biệt tốt ở nhiệt độ đông lạnh, thực sự trở nên bền hơn khi nhiệt độ giảm. Xếp hạng thép carbon giảm đáng kể ở nhiệt độ thấp và một số loại vật liệu có thể bị giảm xuống dưới nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ thiết kế tối thiểu cho mỗi vật liệu được xác định bởi nhiệt độ đủ điều kiện thử nghiệm va đập của vật liệu chứ không phải bởi các giới hạn tùy ý.
Yêu cầu kiểm tra tác động
Thử nghiệm va đập Charpy V-Notch (CVN) là phương pháp tiêu chuẩn để xác minh độ bền ở nhiệt độ-thấp. ASME B31.3 và ASME B16.5 yêu cầu thử nghiệm va đập đối với tất cả các mặt bích bằng thép cacbon và thép hợp kim-thấp được sử dụng dưới -20 độ F. Thử nghiệm được thực hiện trên các mẫu lấy từ mặt bích đã hoàn thiện hoặc từ các mẫu thử đại diện được xử lý nhiệt tương tự. Giá trị năng lượng tối thiểu được quy định trong tiêu chuẩn vật liệu và thay đổi tùy theo loại vật liệu và nhiệt độ thiết kế tối thiểu. Nhiệt độ thử nghiệm phải bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ thiết kế tối thiểu. Kiểm tra tác động cũng được yêu cầu trên kim loại hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt đối với chế tạo hàn.
Ứng dụng
Mặt bích nhiệt độ-thấp là thành phần quan trọng trong các cơ sở xử lý, lưu trữ và vận chuyển LNG, nơi nhiệt độ có thể đạt tới -260 độ F. Các nhà máy tách khí và hóa lỏng không khí đông lạnh tách không khí thành oxy, nitơ và argon ở nhiệt độ cực thấp. Hệ thống lạnh, hộp lạnh trong nhà máy hóa chất hoạt động ở nhiệt độ thấp. Các cơ sở đường ống ở Bắc Cực và cận Bắc Cực phải đối mặt với nhiệt độ môi trường xung quanh đòi hỏi vật liệu có độ bền thấp trong toàn hệ thống. Hệ thống xử lý nitơ lỏng và oxy lỏng yêu cầu các vật liệu vẫn dẻo ở nhiệt độ bảo quản.
Chứng nhận và truy xuất nguồn gốc
Báo cáo thử nghiệm vật liệu (MTR) cho mặt bích có nhiệt độ-thấp phải bao gồm kết quả thử nghiệm va đập cho thấy giá trị năng lượng hấp thụ cho từng mẫu thử nghiệm. Cần phải truy xuất nguồn gốc đầy đủ từ quá trình nấu chảy thép đến mặt bích hoàn thiện, với số nhiệt được đóng dấu trên mỗi mặt bích để nhận dạng. Việc kiểm tra của bên thứ ba-thường được chỉ định cho dịch vụ có nhiệt độ-thấp tới mức nhằm cung cấp xác minh độc lập về đặc tính vật liệu. Thử nghiệm Nhận dạng Vật liệu Tích cực (PMI) về hóa học vật liệu trước khi lắp đặt giúp đảm bảo chất lượng bổ sung.
Điều quan trọng cần lưu ý là luôn chỉ định các vật liệu có nhiệt độ thấp-đã được thử nghiệm{1}}có tác động cho bất kỳ kết nối mặt bích nào dưới -20 độ F. Việc sử dụng thép cacbon tiêu chuẩn dưới nhiệt độ chuyển tiếp tác động của nó sẽ tạo ra nguy cơ gãy giòn thảm khốc mà bạn phải tránh bằng mọi giá.
Cần mặt bích nhiệt độ-thấp?
Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để được chuyên gia lựa chọn-mặt bích nhiệt độ thấp và hỗ trợ chứng nhận vật liệu.
Sản phẩm mặt bích
