12Ni14-فولاذ النيكل منخفض الحرارة
12ني14هو أ12-14% من سبائك النيكلمصممة للتطبيقات شديدة التبريد، وتستخدم بشكل أساسي في أنظمة تخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال.
الخصائص الرئيسية
نوع المادة:النيكل-سبائك الفولاذ الحديدي (وليس الفولاذ الكربوني)
المعيار الأساسي:EN 10028-4 (المنتجات المسطحة لأغراض الضغط - فولاذ سبائك النيكل)
نطاق درجة الحرارة:مناسبة للخدمة وصولا الى-196 درجة (-321 درجة فهرنهايت)
التطبيق الرئيسي:صهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال، والأوعية المبردة
المعالجة الحرارية:مزدوج طبيعي ومخفف، أو مروي ومخفف
التركيب الكيميائي (EN 10028-4)
| عنصر | محتوى (٪) | ملحوظات |
|---|---|---|
| C | أقل من أو يساوي 0.15 | منخفض الكربون لقابلية اللحام |
| سي | أقل من أو يساوي 0.35 | |
| من | أقل من أو يساوي 0.70 | محتوى محدود من المنغنيز |
| P | أقل من أو يساوي 0.020 | منخفض جدًا بالنسبة للصلابة المبردة |
| S | أقل من أو يساوي 0.010 | قابلية اللحام منخفضة جدًا |
| ني | 12.0-14.0 | محتوى عالي من النيكل ليتحمل درجات الحرارة المنخفضة-الشديدة |
| كر | أقل من أو يساوي 0.25 | |
| شهر | أقل من أو يساوي 0.10 | |
| النحاس | أقل من أو يساوي 0.25 | |
| آل | أقل من أو يساوي 0.050 |
الخواص الميكانيكية
| ملكية | قيمة | حالة الاختبار |
|---|---|---|
| قوة الخضوع (Rp0.2)، الحد الأدنى | 500 ميجا باسكال | بعد المعالجة الحرارية |
| قوة الشد (RM) | 620-780 ميجا باسكال | |
| استطالة (أ)، دقيقة | 20% | |
| تأثير الطاقة (كيلو فولت)، دقيقة | عند -196 درجة : متوسط 3 اختبارات: أكبر من أو يساوي 70 ج القيمة المفردة: أكبر من أو تساوي 50 J |
درجة شاربي V- |
مقارنة مع أنواع الفولاذ النيكل الأخرى
| درجة | محتوى النيكل | الحد الأدنى لقوة العائد | درجة حرارة التطبيق الرئيسية |
|---|---|---|---|
| 12ني14 | 12-14% | 500 ميجا باسكال | -196 درجة |
| X10Ni9 | 8.5-10% | 585 ميجا باسكال | -196 درجة |
| X8Ni9 | 8-9% | 640 ميجا باسكال | -196 درجة |
| 9% ني ستيل | 9% | 585-690 ميجا باسكال | -196 درجة |
متطلبات المعالجة الحرارية
يتطلب 12Ni14 معالجة حرارية محددة لتحقيق خصائصه:
التطبيع المزدوج والتلطيف:
التطبيع الأول: 900-950 درجة
التطبيع الثاني: 800-850 درجة
المزاج: 550-600 درجة
التبريد والتلطيف:
إخماد من 800-850 درجة
المزاج عند 550-600 درجة
مجالات التطبيق
التطبيقات الأساسية:
صناعة الغاز الطبيعي المسال:
الاحتواء الأولي والثانوي لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال
خزانات سفن الغاز الطبيعي المسال وحوامل البضائع
معدات معالجة الغاز الطبيعي المسال
الهندسة المبردة:
تخزين الهيدروجين السائل (مع اعتبارات خاصة)
تخزين الإيثيلين في درجات الحرارة المبردة
معدات البحوث المبردة المتخصصة
قطاع الطاقة:
مكونات محطات توليد الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي المسال-بالوقود
أنظمة تخزين الطاقة المبردة
مواصفات الأنابيب
يتم تغطية الأنابيب المصنوعة من 12Ni14 تحت:
إن 10216-4:أنابيب فولاذية غير ملحومة لأغراض الضغط مع خصائص محددة لدرجة الحرارة المنخفضة
إن 10217-4:أنابيب فولاذية ملحومة لأغراض الضغط مع خصائص محددة لدرجة الحرارة المنخفضة
اعتبارات اللحام
| وجه | متطلبات |
|---|---|
| معادن حشو | مواد استهلاكية عالية-من النيكل (عادةً 12-13% Ni) |
| التسخين | عموما غير مطلوب |
| درجة حرارة البينية | تسيطر عليها أقل من 150 درجة |
| عمليات اللحام | SMAW، GTAW، SAW مع الإجراءات المؤهلة |
| PWHT | مطلوب لاستعادة خصائص HAZ |
ملاحظات التصميم والتصنيع
اختيار المواد:يُستخدم عند الحاجة إلى صلابة استثنائية عند -196 درجة
تكاليف التصنيع:ارتفاع تكاليف المواد والتصنيع بسبب محتوى النيكل والإجراءات الخاصة
حدود السماكة:متوفر بسماكات مختلفة، لكن التصنيع يصبح أكثر صعوبة مع زيادة السمك
متطلبات الاختبار:مطلوب NDT واسعة النطاق والاختبارات الميكانيكية
الدرجات المعادلة
| معيار | التعيين المعادل |
|---|---|
| أستم / أسم | مشابه لـ SA 645 (5% Ni) لكن محتوى Ni أعلى |
| ايزو | تسميات مماثلة في التنمية |
| جيس | لا يوجد معادل مباشر |
| جيجابايت (الصين) | قيد التطوير في المعايير الصينية |
ملاحظات فنية هامة
مرحلة التحول:يعمل 12Ni14 في المرحلة الحديدية بالكامل في درجات الحرارة المبردة
صلابة الكسر:مقاومة ممتازة للكسر الهش عند -196 درجة
التمدد الحراري:معامل التمدد الحراري أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي
الخصائص المغناطيسية:هيكل الحديدي يجعلها مغناطيسية
السوق والتوافر
إنتاج محدود:يتم إنتاجه بواسطة مصانع الصلب المتخصصة
أوقات الرصاص:أوقات تسليم أطول مقارنة بالفولاذ التقليدي
شهادة:يتطلب شهادة واسعة النطاق وإمكانية التتبع
الموردين العالميين:عدد محدود من الشركات المصنعة في جميع أنحاء العالم
مقارنة مع البدائل الأوستنيتي
| المعلمة | 12Ni14 الصلب | الفولاذ الأوستنيتي (304 لتر) |
|---|---|---|
| الموصلية الحرارية | أعلى | أدنى |
| التمدد الحراري | أدنى | أعلى |
| الخصائص المغناطيسية | مغناطيسي | غير-مغناطيسي |
| التكلفة بنفس القوة | قابلة للمقارنة أو أقل | أعلى |
| قوة العائد | أعلى | أدنى |
ملخص
12ني14هو متخصصسبائك فولاذ عالية-نيكل (12-14%)مصممة خصيصا لتخزين الغاز الطبيعي المسال والتطبيقات المبردةعند درجات حرارة تصل إلى -196 درجة . إنه يوفر صلابة ممتازة للكسر في درجات الحرارة المبردة مع الحفاظ على البنية المجهرية الحديدية. على الرغم من الإشارة إليه في بعض السياقات بعبارة "أنابيب فولاذية للغلايات"، إلا أن تطبيقه الفعلي أكثر تخصصًا - في المقام الأول في صناعات التبريد والغاز الطبيعي المسال بدلاً من أنظمة الغلايات التقليدية. تتطلب المادة معالجة حرارية دقيقة وإجراءات لحام متخصصة ومراقبة صارمة للجودة لضمان الأداء في الخدمة المبردة المهمة.
