Nel settore energetico e chimico, in particolare nei progetti di stoccaggio e trasporto di gas naturale liquefatto (GNL), la selezione dei materiali in condizioni di temperatura ultra-bassa è sempre stata una preoccupazione fondamentale per gli ingegneri e il personale addetto agli approvvigionamenti.
Piastra in acciaio ASME SA353è unPiastra in acciaio legato al 9% di nichel per recipienti a pressione criogeniciappositamente sviluppato per affrontare questa sfida. Prodotta in conformità allo standard ASME SA-353/SA-353M, la piastra in acciaio deve essere sottoposta a test di impatto a-195 gradi, fungendo da materiale strutturale critico che mantiene un'eccellente tenacità anche alla temperatura dell'azoto liquido di -196 gradi.
Norma applicabile diASME SA-353/SA-353M
La piastra in acciaio SA353 è conformeASME SA-353/SA-353M, che è completamente equivalente a ASTM A353/A353M.
La differenza principale tra SA353 e ASTM A553 (entrambi acciai al 9% di nichel) risiede nel processo di trattamento termico:
SA353:Doppio-Normalizzato e temperato (N+N+T)
ASTM A553:Bonificato e bonificato (Q+T)
Processo di trattamento termico dell'acciaio SA353
Viene fornita la piastra in acciaio SA353Doppio-Normalizzato e temperato (N+N+T)ONormalizzato e temperato (N+T)condizione. La procedura standard di trattamento termico è la seguente:
Prima normalizzazione
Riscaldare uniformemente la piastra d'acciaio900 gradi ±15 gradi. Il tempo di mantenimento non dovrà essere inferiore a 1 ora per pollice (2,4 min/mm) di spessore della piastra, con un tempo di mantenimento minimo di 15 minuti, seguito da raffreddamento ad aria.
Seconda normalizzazione
Riscaldare uniformemente la piastra d'acciaio790 gradi ±15 gradicon lo stesso tempo di attesa, quindi raffreddare all'aria.
Temperamento
Riscaldare uniformemente la piastra d'acciaio565-605 gradicon gli stessi requisiti di mantenimento, seguito da raffreddamento ad aria o tempra in acqua a una velocità di raffreddamento non inferiore a 165 gradi /h.
Note importanti
Se la formatura a caldo viene eseguita nell'intervallo di temperatura di 900-955 gradi, la prima fase di normalizzazione può essere omessa. Inoltre, il materiale SA353 si magnetizza facilmente. Se il magnetismo residuo è dannoso per la successiva fabbricazione o manutenzione, è necessario evitare strumenti magnetici durante la manipolazione post-del trattamento termico.
Composizione chimica della piastra in acciaio SA353
Aggiungendo8,5%~9,5% nichel (Ni), la piastra in acciaio SA353 migliora significativamente la resilienza criogenica dell'acciaio ferritico in condizioni di temperatura ultra-bassa. La piastra in acciaio deve essereacciaio completamente calmatoe soddisfare i requisiti di granulometria fine dell'austenite.
SA353 Composizione chimica (analisi termica,% in peso)
| Elemento | Requisito |
|---|---|
| Carbonio (C) | Inferiore o uguale a 0,13 |
| Manganese (Mn) | Inferiore o uguale a 0,90 |
| Fosforo (P) | Inferiore o uguale a 0,015 |
| Zolfo (S) | Inferiore o uguale a 0,015 |
| Silicio (Si) | 0.15-0.40 |
| Nichel (Ni) | 8.50-9.50 |
Proprietà meccaniche della piastra in acciaio SA353
I requisiti di proprietà di trazione della piastra in acciaio SA353 riflettono il suo valore fondamentale come materiale per recipienti a pressione criogenici. Lo spessore massimo convenzionale della fornitura è generalmente limitato a2 pollici (50 mm), determinato principalmente dalla capacità del materiale di soddisfare le prestazioni meccaniche specificate.
SA353 Proprietà di trazione
| Proprietà | Requisito |
|---|---|
| Resistenza alla trazione (Rm) | 690-825MPa |
| Limite di snervamento (Rp0.2) | Maggiore o uguale a 515 MPa |
| Allungamento (A) | Maggiore o uguale al 18% (per A20/A20M) |
Grafico dei voti equivalenti globali
SA353 ha gradi equivalenti nei principali sistemi standard globali. Comprendere questi equivalenti facilita la sostituzione dei materiali e gli appalti internazionali tra diversi codici di progetto.
| Sistema standard | Grado equivalente | Osservazioni |
|---|---|---|
| ASME (Stati Uniti) | SA-353 | Doppio normalizzato e temperato, identico a ASTM A353 |
| ASTM (Stati Uniti) | A353 | Pienamente equivalente a SA353 |
| Cina GB 24510 | 06Ni9DR, 9Ni490, 9Ni590A, 9Ni590B | Prodotto da Wuyang, TISCO, Nansteel, ecc. |
| Europa EN 10028-4 | X7Ni9, X8Ni9+NT640, X8Ni9+QT680 | Norma europea per l'acciaio dei recipienti a pressione criogenici |
| Giappone JIS G3127 | SL9N520, SL9N590 | Acciaio giapponese per recipienti a pressione criogenici |
| Germania DIN 17280 | X8Ni9/1.5662 | Grado standard tedesco |
Principali applicazioni della piastra in acciaio SA353
Progettata appositamente per recipienti a pressione saldati a bassa-temperatura, la piastra in acciaio SA353 può essere utilizzata a una temperatura minima di-196 gradie si colloca tra i migliori acciai ferritici per tenacità in condizioni di servizio criogenico.
Principali scenari applicativi:
Serbatoi di stoccaggio del GNL e navi da trasporto
La temperatura del GNL è di circa -162 gradi. Il rivestimento interno del serbatoio in SA353 è la struttura centrale dei terminali di ricezione del GNL e delle navi da trasporto. Con la continua crescita del commercio globale di GNL, la domanda di mercato per l’acciaio SA353 continua ad aumentare costantemente.
Recipienti per lo stoccaggio e il trasporto di gas criogenici
Per l'ossigeno liquido, l'azoto liquido, l'argon liquido e altri gas criogenici con temperatura di conservazione inferiore a -196 gradi, è richiesta una resistenza estremamente elevata alle basse temperature.
Impianti di etilene e apparecchiature petrolchimiche a bassa-temperatura
Anche i processi di separazione e stoccaggio criogenici nei progetti petrolchimici richiedono questo tipo di lamiera di acciaio a bassa-temperatura.
Altri-componenti strutturali a temperature ultrabasse
Come tubazioni criogeniche, valvole e parti di supporto.
Caratteristiche dell'acciaio SA353alto contenuto di nichel, elevata purezza, elevata resistenza, eccezionale resistenza agli urti criogenici e buona saldabilità, rendendolo un materiale chiave insostituibile per condizioni di lavoro criogeniche estreme.
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Domande frequenti
Qual è la relazione tra SA353 e ASTM A353?
Sonocompletamente identico. ASME SA-353/SA-353M e ASTM A353/A353M condividono identici requisiti tecnici, appartenenti rispettivamente ai sistemi standard di ASME e ASTM. Sono completamente intercambiabili nell'approvvigionamento e nell'applicazione pratica.
Qual è la differenza tra SA353 e ASTM A553? Come selezionare?
Entrambi sono acciai criogenici al nichel al 9% ma differiscono nel trattamento termico: SA353 adotta un doppio processo di normalizzazione e rinvenimento, mentre ASTM A553 utilizza un processo di bonifica e tempra. A553 può raggiungere livelli di resistenza più elevati tramite velocità di raffreddamento più rapide. Nella selezione ingegneristica, deve essere data una considerazione completa al grado di resistenza del progetto, allo spessore della piastra, alla capacità di produzione e ai requisiti delle specifiche del progetto.
SA353 può sostituire l'acciaio inossidabile per i serbatoi di stoccaggio del GNL?
Assolutamente sì. Dagli anni '60, l'acciaio al 9% Ni è stato il materiale principale per i serbatoi di GNL su larga scala-. Rispetto all'acciaio inossidabile austenitico e alla lega di alluminio, l'acciaio al 9% Ni presenta un coefficiente di dilatazione termica inferiore, una resistenza più elevata e un migliore rapporto costi-benefici ed è diventato la scelta principale nel settore.
Qual è il limite di spessore della piastra in acciaio SA353?
Teoricamente, lo spessore massimo è limitato solo dalla capacità del materiale di soddisfare i requisiti di proprietà meccaniche. Nella produzione effettiva, la maggior parte delle acciaierie limita lo spessore massimo a2 pollici (50 mm). Lo spessore oltre questo intervallo richiede una trattativa separata e una conferma con il produttore.
