I. Огляд стандарту
Стандартна назва: ASTM A333/A333M - Стандартні специфікації для безшовних і зварних сталевих труб для низько-температурного обслуговування
Основна мета: регулювати виробничі вимоги для безшовних і зварних сталевих труб, призначених для експлуатації при низьких-температурах (зазвичай менше або дорівнює -18 градусам), забезпечуючи їхню міцність шляхом обов’язкового випробування на ударну здатність за Шарпі V-подібним надрізом для запобігання крихкому руйнуванню при низьких температурах.
Сфера застосування: Охоплює безшовні та зварні (зварні-печі, електро-зварні-зварні під флюсом-зварні-і т. д.) сталеві труби для транспортування низько-температурних рідин або стійких до тиску в -температурних середовищах, таких як скраплений природний газ (СПГ), нафтохімічні та холодильні системи.
II. Система матеріалів і класифікація сортів
Стандарт охоплює кілька марок, кожна з яких має різний хімічний склад і мінімальну робочу температуру, досягнуту за допомогою конструкцій сплавів для низько-температурної в’язкості:
| Оцінка | Еквівалентний китайський клас | Мінімальна робоча температура | Ключові особливості хімічного складу | Типові програми |
|---|---|---|---|---|
| 1 клас | - | -45 градусів | Низь{0}}вуглецева сталь | Трубопроводи пропану, аміаку -45 град |
| 3 клас | - | -100 градусів | 3,5% нікелева сталь | Нафтохімічні кріогенні установки, арктичні трубопроводи |
| 4 клас | - | -100 градусів | 4,5% нікелева сталь | Подібний до класу 3 з підвищеним вмістом нікелю |
| 6 клас | 16MnDG | -45 градусів | Вуглецева-марганцева сталь (найпоширеніша) | Станції прийому СПГ,-посудини під тиском низької температури |
| 7 клас | 09МнНіДГ | -75 градусів | 0,5% нікелева сталь | Нафто- і газопроводи в холодних регіонах |
| 8 клас | - | -195 градусів | 9% нікелева сталь | Зберігання СПГ, наднизькі-температурні середовища |
| 9 клас | 2,25Cr-1Mo | -60 градусів | Легована сталь (високо-температурна міцність) | Хімічне кріогенне обладнання,-трубопроводи високотемпературного тиску |
| 10 клас | - | -75 градусів | Низько{0}}легована сталь (~0,5% Mo) | Трубопроводи-низькотемпературного теплообмінника |
| 11 клас | - | -75 градусів | Низько{0}}легована сталь (~0,5% Cr+Mo) | Подібно до класу 10 з більшим вмістом сплаву |
III. Основні технічні вимоги
Контроль хімічного складу
Суворо обмежує вміст шкідливих елементів (наприклад, P менше або дорівнює 0,025%, S менше або дорівнює 0,025%) для зменшення крихкості.
Підвищує міцність при низьких{0}}температурах завдяки додаванню легуючих елементів, таких як нікель (Ni), хром (Cr) і молібден (Mo). Наприклад, 9% нікелева сталь класу 8 підходить для зберігання СПГ при температурі -195 градусів.
Вимоги до механічних властивостей
Міцність на розрив: Мінімальні значення, визначені для кожного класу (наприклад, клас 6 більше або дорівнює 415 МПа), щоб забезпечити цілісність конструкції.
Межа текучості: Вказані мінімальні значення (наприклад, клас 6 більше або дорівнює 240 МПа), щоб запобігти надмірній деформації.
Подовження: Поздовжні Більше або дорівнює 30% (наприклад, клас 6) для забезпечення здатності до пластичної деформації.
Ударна в'язкість: Перевірено за допомогою випробувань на ударну стійкість із V-надрізом Шарпі за температур, менших або рівних мінімальній розрахунковій температурі металу труби (MDMT). Наприклад, клас 6 вимагає енергії удару більше або дорівнює 18 Дж при -45 градусах.
Процеси термічної обробки
Нормалізація: Покращує зернисту структуру та покращує міцність (наприклад, клас 6, нормалізований при 900 градусах ± 10 градусах).
Нормалізація та загартування: Усуває залишкові напруги та покращує комплексні властивості.
Загартування та відпуск: Використовується для-сталей з високим вмістом нікелю, таких як Grade 8, для формування загартованої мікроструктури бейніту, зберігаючи міцність при низьких{2}}температурах.
Виробничі процеси та перевірка
Безшовні труби: Виготовляється шляхом проколювання-процесу прокатки з допуском зовнішнього діаметра ±0,79 мм.
Зварні труби: Виготовлено за допомогою формування JCOE за допомогою-індукційного зварювання високою частотою (HFI) або зварювання під флюсом (SAW). Зона-термічного впливу (HAZ) повинна пройти термічну обробку для відновлення міцності.
Не-руйнівний контроль (NDT): 100% вихрові струми або ультразвукове випробування для забезпечення відсутності дефектів-зварювання.
Гідростатичні випробування: Випробувальний тиск, розрахований на основі розміру труби, товщини стінки та межі текучості матеріалу, без витоку.
IV. Сфери застосування та інженерні практики
Установки зрідженого природного газу (СПГ).
Труби класу 8 використовуються для трубопроводів для зберігання та транспортування СПГ з температурою -162 градуси, вимагаючи допуску на холодне стиснення (наприклад, звуження 150 мм на 100 м трубопроводу).
Для з’єднань труб використовуються спеціальні низько{0}}температурні ущільнювальні матеріали (наприклад, прокладки з PTFE).
Нафтохімічна промисловість
Труби класу 3 і класу 6 використовуються в заводах з виробництва етилену, холодильних установках і установках кріогенного розділення. Процедури зварювання повинні імітувати польові умови (наприклад, температура попереднього нагріву 100–150 градусів, температура між проходами менше або дорівнює 200 градусам).
Розробка нафти і газу в Арктиці
Труби класу 6 широко використовуються в -арктичних середовищах 60 градусів. Встановлення потребує методів «холодної ізоляції» (наприклад, труби-з вакуумною ізоляцією-всередині труби), щоб мінімізувати втрати холоду.
