12Ni14 Нискотемпературна никелова стомана
12Ni14е а12-14% никелова легирана стоманапредназначени за екстремни криогенни приложения, използвани предимно в системи за съхранение и транспортиране на втечнен природен газ (LNG).
Ключови характеристики
Тип материал:Феритна стомана, легирана с -никел (не въглеродна стомана)
Основен стандарт:EN 10028-4 (Плоски продукти за работа под налягане - Стомани, легирани с никел)
Температурен диапазон:Подходящ за обслужване до-196 градуса (-321 градуса F)
Основно приложение:Резервоари за съхранение на LNG, криогенни съдове
Топлинна обработка:Двойно нормализиран и темпериран, или закален и темпериран
Химичен състав (EN 10028-4)
| елемент | Съдържание (%) | Бележки |
|---|---|---|
| C | По-малко или равно на 0,15 | Нисък въглерод за заваряемост |
| Si | По-малко или равно на 0,35 | |
| Мн | По-малко или равно на 0,70 | Ограничено съдържание на манган |
| P | По-малко или равно на 0,020 | Много ниска за криогенна издръжливост |
| S | По-малко или равно на 0,010 | Много ниска заваряемост |
| Ni | 12.0-14.0 | Високо съдържание на никел за издръжливост при изключително-ниски температури |
| Кр | По-малко или равно на 0,25 | |
| мо | По-малко или равно на 0,10 | |
| Cu | По-малко или равно на 0,25 | |
| Ал | По-малко или равно на 0,050 |
Механични свойства
| Собственост | Стойност | Тестово състояние |
|---|---|---|
| Граница на провлачване (Rp0,2), мин | 500 MPa | След термична обработка |
| Якост на опън (Rm) | 620-780 MPa | |
| Удължение (A), мин | 20% | |
| Енергия на удар (KV), мин | При -196 градуса: Средно от 3 теста: По-голямо или равно на 70 J Единична стойност: По-голяма или равна на 50 J |
Шарпи V-прорез |
Сравнение с други никелови стомани
| Степен | Съдържание на никел | Минимална граница на провлачване | Ключова температура на приложение |
|---|---|---|---|
| 12Ni14 | 12-14% | 500 MPa | -196 градуса |
| X10Ni9 | 8.5-10% | 585 MPa | -196 градуса |
| X8Ni9 | 8-9% | 640 MPa | -196 градуса |
| 9% Ni стомана | 9% | 585-690 MPa | -196 градуса |
Изисквания за термична обработка
12Ni14 изисква специфична топлинна обработка, за да постигне своите свойства:
Двойно нормализиране и темпериране:
Първо нормализиране: 900-950 градуса
Второ нормализиране: 800-850 градуса
Температура: 550-600 градуса
Закаляване и темпериране:
Загасете от 800-850 градуса
Температура при 550-600 градуса
Области на приложение
Основни приложения:
LNG индустрия:
Първична и вторична защита на резервоари за съхранение на LNG
LNG корабни резервоари и товарни трюмове
Оборудване за обработка на LNG
Криогенно инженерство:
Съхранение на течен водород (със специални съображения)
Съхранение на етилен при криогенни температури
Специализирано оборудване за криогенни изследвания
Енергиен сектор:
Компоненти за електроцентрали, работещи с LNG-
Криогенни системи за съхранение на енергия
Спецификации на тръбите
Тръбите, направени от 12Ni14, са обхванати от:
EN 10216-4:Безшевни стоманени тръби за работа под налягане със специфични нискотемпературни свойства
EN 10217-4:Заварени стоманени тръби за работа под налягане със специфични нискотемпературни свойства
Съображения за заваряване
| Аспект | Изискване |
|---|---|
| Допълнителни метали | Консумативи с високо съдържание на-никел (обикновено 12-13% Ni) |
| Предварително загряване | Обикновено не се изисква |
| Междупроходна температура | Контролиран под 150 градуса |
| Заваръчни процеси | SMAW, GTAW, SAW с квалифицирани процедури |
| PWHT | Изисква се за възстановяване на свойствата на HAZ |
Бележки за дизайн и производство
Избор на материал:Използва се, когато се изисква изключителна издръжливост при -196 градуса
Разходи за производство:Високи разходи за материали и производство поради съдържание на никел и специални процедури
Ограничения на дебелината:Предлага се в различни дебелини, но производството става по-трудно с увеличаване на дебелината
Изисквания за тестване:Изисква се обширно NDT и механично изпитване
Еквивалентни оценки
| Стандартен | Еквивалентно обозначение |
|---|---|
| ASTM/ASME | Подобно на SA 645 (5% Ni), но с по-високо съдържание на Ni |
| ISO | Подобни обозначения в процес на разработка |
| JIS | Няма пряк еквивалент |
| GB (Китай) | В процес на разработка по китайски стандарти |
Важни технически бележки
Фазова трансформация:12Ni14 работи в напълно феритна фаза при криогенни температури
Якост на счупване:Отлична устойчивост на крехко счупване при -196 градуса
Термично разширение:По-нисък коефициент на топлинно разширение от аустенитните неръждаеми стомани
Магнитни свойства:Феритната структура го прави магнитен
Пазар и наличност
Ограничено производство:Произвежда се от специализирани заводи за стомана
Време за изпълнение:По-дълги срокове за доставка в сравнение с конвенционалните стомани
Сертификация:Изисква широко сертифициране и проследимост
Глобални доставчици:Ограничен брой производители в цял свят
Сравнение с аустенитни алтернативи
| Параметър | Стомана 12Ni14 | Аустенитна неръждаема стомана (304L) |
|---|---|---|
| Топлопроводимост | По-високо | По-ниска |
| Термично разширение | По-ниска | По-високо |
| Магнитни свойства | Магнитни | Не-магнитни |
| Цена при еднаква сила | Сравнима или по-ниска | По-високо |
| Сила на провлачване | По-високо | По-ниска |
Резюме
12Ni14е специализиранвисоко{0}}никелова (12-14%) легирана стоманапредназначени специално заСъхранение на LNG и криогенни приложенияпри температури до -196 градуса. Предлага отлична якост на счупване при криогенни температури, като същевременно поддържа феритна микроструктура. Въпреки че се споменава в някои контексти за "котелна стоманена тръба", действителното му приложение е много по-специализирано - предимно в криогенната и LNG индустриите, а не в конвенционалните котелни системи. Материалът изисква внимателна топлинна обработка, специализирани процедури за заваряване и строг контрол на качеството, за да се осигури производителност при критични криогенни услуги.
