Žemos temperatūros flanšai gaminami iš smūginiu būdu išbandytų medžiagų, specialiai parinktų siekiant išlaikyti plastiškumą ir atsparumą lūžiams žemesnėje temperatūroje nei įprastinis anglinis plienas. Kai temperatūra nukrenta žemiau -20°F, įprastinis anglinis plienas ASTM A105 praranda atsparumą smūgiams ir tampa jautrus trapiam lūžiui. Žemos temperatūros rūšys yra būtinos SGD, kriogeninėse ir arktinėse vamzdynų sistemose, kuriose reikia vengti trapių lūžių.
Kas yra žemos temperatūros flanšai?
Žemos temperatūros flanšai yra flanšai, pagaminti iš medžiagų, kurios buvo išbandytos smūginiu būdu, siekiant patikrinti jų atsparumą lūžiams esant minimaliai projektinei temperatūrai. Įprastinis anglinis plienas (ASTM A105), temperatūrai mažėjant, patiria plastiškumo-trapumo perėjimą, prarasdamas gebėjimą sugerti smūgio energiją be įtrūkimų. Žemos temperatūros medžiagų rūšys yra sudarytos su kontroliuojama chemine sudėtimi ir terminiu apdorojimu, kad išlaikytų plastiškumą žemesnėje nei nulio temperatūroje. Šiuos flanšus reglamentuoja ASME B16.5, o papildomi medžiagų reikalavimai nurodyti atitinkamame kode (ASME B31.3 procesiniams vamzdynams) ir pačiame medžiagos standarte.
Medžiagų parinktys
Šioje lentelėje pateikiamos dažniausiai naudojamos žemos temperatūros flanšų medžiagos ir jų minimalios eksploatacinės temperatūros:
| Medžiagos standartas | Rūšis | Min. projektinė temp. | Pagrindinės savybės | Tipinis pritaikymas |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50°F | Dažniausiai naudojamas žemos temperatūros anglinis plienas | SGD, šaldymo paslaugos |
| ASTM A350 | LF3 | -150°F | Padidintas žemos temperatūros tvirtumas | Kriogeninis dujų apdorojimas |
| ASTM A182 | F304L | -425°F | Austenitinis nerūdijantis plienas, puikios kriogeninės savybės | SGD, skystas azotas |
| ASTM A182 | F316L | -425°F | Mažai anglies, atsparus korozijai kriogeninėms sąlygoms | Korozinės kriogeninės aplinkos |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50°F | Dupleksas, ribotas naudojimas žemoje temperatūroje | Rūgščios dujos, žemos temperatūros jūrinės sistemos |
A350 LF2 yra pagrindinė žemos temperatūros anglinio plieno rūšis, užtikrinanti gerą tvirtumą iki -50°F už vidutinę kainą, palyginti su A105. Šaltesnėms paslaugoms iki -150°F, A350 LF3 su didesniu nikelio kiekiu užtikrina padidintą tvirtumą. Kriogeninėms temperatūroms žemiau -150°F reikalingi austenitiniai nerūdijantys plienai, tokie kaip F304L ir F316L, nes jų kubinė kristalinė gardelė (su centruotu paviršiumi) išlieka plastiška bet kurioje temperatūroje.
Slėgio-temperatūros reitingai
Žemos temperatūros flanšų slėgio-temperatūros reitingai atitinka standartines ASME B16.5 lenteles kiekvienai medžiagų grupei. Austenitiniai nerūdijantys plienai itin gerai išlaiko mechanines savybes kriogeninėse temperatūrose, o temperatūrai mažėjant netgi sustiprėja. Anglinio plieno reitingai ženkliai sumažėja žemoje temperatūroje, o kai kurios medžiagų klasės gali būti sumažintos žemiau tam tikrų temperatūrų. Kiekvienos medžiagos minimali projektinė temperatūra nustatoma pagal medžiagos smūginio bandymo kvalifikacinę temperatūrą, o ne pagal savavališkas ribas.
Smūginių bandymų reikalavimai
Charpy V formos įpjovos (CVN) smūginis bandymas yra standartinis metodas žemos temperatūros tvirtumui patikrinti. ASME B31.3 ir ASME B16.5 reikalauja smūginių bandymų visiems anglinio plieno ir mažai legiruoto plieno flanšams, naudojamiems žemiau -20°F. Bandymas atliekamas su bandiniais, paimtais iš gatavo flanšo arba iš reprezentatyvių bandomųjų gabalų, kuriems buvo taikomas tas pats terminis apdorojimas. Minimalios energijos vertės nurodytos medžiagos standarte ir skiriasi priklausomai nuo medžiagos rūšies ir minimalios projektinės temperatūros. Bandymo temperatūra turi būti ne aukštesnė nei minimali projektinė temperatūra. Suvirintoms konstrukcijoms taip pat reikalingi smūginiai bandymai suvirinimo metalui ir šilumos poveikio zonoms.
Pritaikymas
Žemos temperatūros flanšai yra kritiniai komponentai SGD perdirbimo, saugojimo ir transportavimo įrenginiuose, kur temperatūra gali siekti -260°F. Kriogeninio dujų atskyrimo ir oro suskystinimo įrenginiai atskiria orą į deguonį, azotą ir argoną esant itin žemai temperatūrai. Šaldymo ir šaltojo bloko sistemos chemijos gamyklose veikia žemoje temperatūroje. Arktiniai ir subarktiniai vamzdynų įrenginiai susiduria su aplinkos temperatūromis, dėl kurių visoje sistemoje reikia naudoti žemo tvirtumo medžiagas. Skysto azoto ir skysto deguonies tvarkymo sistemos reikalauja medžiagų, kurios išliktų plastiškos jų laikymo temperatūroje.
Sertifikavimas ir atsekamumas
Žemos temperatūros flanšų medžiagų bandymų ataskaitose (MTR) turi būti pateikti smūginių bandymų rezultatai, rodantys sugertos energijos vertes kiekvienam bandiniui. Reikalaujamas visiškas atsekamumas nuo plieno lydalo iki gatavo flanšo, o kiekvienas flanšas identifikavimui turi būti pažymėtas lydalo numeriu. Kritinėms žemos temperatūros paslaugoms dažnai nurodoma trečiosios šalies patikra, siekiant nepriklausomai patvirtinti medžiagų savybes. Pozityvus medžiagos identifikavimo (PMI) cheminės sudėties bandymas prieš montavimą užtikrina papildomą kokybės užtikrinimą.
Pagrindinė išvada: visada reikia nurodyti smūginiu būdu išbandytas žemos temperatūros medžiagas bet kokiam flanšiniam sujungimui žemiau -20°F. Naudojant įprastinį anglinį plieną žemiau jo smūginio perėjimo temperatūros, kyla katastrofiško trapaus lūžio rizika, kurios reikia vengti bet kokia kaina.
Reikia žemos temperatūros flanšų?
Susisiekite su mūsų inžinerijos komanda dėl profesionalaus žemos temperatūros flanšų parinkimo ir medžiagų sertifikavimo pagalbos.
Flanšų gaminiai
