Rury kotłowe A333 Gr3 to bezszwowe rury stalowe zaprojektowane specjalnie do pracy w warunkach kriogenicznych zgodnie z normami ASTM A333/A333M. Są to stale stopowe zawierające 3,5% niklu, a ich podstawowe zalety polegają na wyjątkowej wytrzymałości-w niskich temperaturach i stabilnych właściwościach mechanicznych. Dzięki precyzyjnej kontroli zawartości węgla (mniejszej lub równej 0,19%), aby zapobiec kruchości w niskich-temperaturach, i połączeniu jej z określoną zawartością niklu (3,18-3,82%) w celu zwiększenia wytrzymałości matrycy, zachowują stabilność strukturalną nawet w ekstremalnie niskich-środowiskach o temperaturze do -100 stopni, skutecznie przeciwstawiając się wpływowi mediów kriogenicznych. Są to jedne z najpowszechniej stosowanych-materiałów ze stali węglowej wysokiej jakości w zastosowaniach przemysłowych-w ultraniskich temperaturach. W porównaniu do zwykłych rur ze stali węglowej, rury bez szwu ze stali A333 Gr3 poddawane są rygorystycznej normalizującej obróbce cieplnej w celu udoskonalenia ziarna, co zapewnia doskonałą spawalność. Mogą spełniać rygorystyczne wymagania wysokociśnieniowych systemów rurociągów kriogenicznych i są szeroko stosowane w dziedzinach wysokiego ryzyka, takich jak przemysł energetyczny i chemiczny.
Skład chemiczny
Gr.3: Zawartość węgla mniejsza lub równa 0,19%, zawartość krzemu 0,18%-0,37%, zawartość manganu 0,31%-0,64%, zawartość fosforu i siarki mniejsza lub równa 0,025%, a także zawiera 3,18%-3,82% niklu.
Właściwości mechaniczne
Gr.3: Wytrzymałość na rozciąganie większa lub równa 450 MPa, granica plastyczności większa lub równa 240 MPa, wydłużenie większe lub równe 30% wzdłużnie i większe lub równe 20% w kierunku poprzecznym, temperatura testu przy niskim uderzeniu -150 stopni F (-100 stopni).
Podstawowe wymagania normy obejmują:
1. Badanie udarności w niskiej-temperaturze: Energia udaru Charpy’ego V- musi być większa lub równa 20J przy -101 stopniach (zgodnie z ASTM A370), aby upewnić się, że materiał nie jest podatny na kruche pękanie w bardzo zimnych środowiskach.
2. Kontrola składu chemicznego: Zawartość węgla mniejsza lub równa 0,19% oraz bardzo niskie zanieczyszczenia siarką i fosforem (oba mniejsze lub równe 0,025%), aby zmniejszyć ryzyko kruchości na zimno.
3. Proces produkcyjny: Wymagana jest obróbka normalizująca w celu udoskonalenia wielkości ziaren i zwiększenia jednorodności.
Aplikacje:
1. Infrastruktura skroplonego gazu ziemnego (LNG).
- Rurociągi: używane do-transportu LNG na duże odległości w temperaturze -162 stopni, np. rurociągi prowadzące ze stacji skraplania do zbiorników magazynowych. Ich odporność kriogeniczna zapobiega wyciekom na skutek skurczu termicznego.
- Konstrukcje wsporcze zbiorników: Rury stalowe muszą wytrzymywać środowisko ciekłego azotu do -196 stopni (patrz ASME B31.3). Wytrzymałość A333Gr3 spełnia te wymagania dotyczące obciążenia dynamicznego.
2. Sprzęt do przetwarzania kriogenicznego petrochemicznego
- Jednostki krakingu etylenu: na etapach separacji kriogenicznej w zakresie od -45 stopni do -101 stopni rury stalowe służą do transportu ciekłego etylenu, propylenu i innych mediów.
- Urządzenia do separacji powietrza: takie jak rurociągi cieczy kriogenicznej w instalacjach tlenowych, pracujące w temperaturach tak niskich jak -183 stopni (ciekły tlen), wymagające zgodności z dodatkowymi testami kriogenicznymi określonymi w załączniku ASTM A333.
3. Inżynieria kriogeniczna polarna i morska
- Arktyczne pola naftowe i gazowe: podmorskie rurociągi muszą wytrzymywać ciśnienie lodu w środowiskach tak zimnych jak -40 stopni. A333Gr3 Granica plastyczności W celu zapewnienia bezpieczeństwa konstrukcji wymagana jest granica plastyczności większa lub równa 240 MPa (ASTM A333 tabela 1).
- Kriogeniczne zbiorniki ciśnieniowe: takie jak rurociągi pomocnicze do zbiorników magazynujących LNG na statkach, ciśnienie projektowe często przekracza 10 MPa, co wymaga zgodności z normami ASME VIII Div.1.