Lav-temperaturflanger er fremstillet af slag-testede materialer, der er specielt udvalgt til at opretholde duktilitet og brudsejhed under intervallet for standard kulstofstål. Når temperaturen falder til under -20 grader F, mister standard ASTM A105 kulstofstål sin slagfasthed og bliver modtagelig for sprøde brud. Lavtemperaturkvaliteter er essentielle for LNG, kryogeniske og arktiske rørledningsapplikationer, hvor svigt fra sprøde brud skal undgås.
Hvad er lavtemperaturflanger?
Lav-temperaturflanger er flanger fremstillet af materialer, der er blevet slag-testet for at verificere deres brudsejhed ved den minimale designtemperatur. Standard kulstofstål (ASTM A105) gennemgår en sej-til-skør overgang, når temperaturen falder, og mister sin evne til at absorbere stødenergi uden at revne. Materialekvaliteter med lav-temperatur er formuleret med kontrolleret kemi og varmebehandling for at opretholde duktilitet ved temperaturer under-nul. Disse flanger er underlagt ASME B16.5 med yderligere materialekrav specificeret i den gældende kode (ASME B31.3 for procesrør) og selve materialestandarden.
Materiale muligheder
Følgende tabel opsummerer de mest almindelige lav-temperaturflangematerialer og deres minimumsdriftstemperaturer:
| Materiale standard | Grad | Min Design Temp | Nøglefunktioner | Typisk anvendelse |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50 grader F | Mest almindelige-lavtemperatur kulstofstål | LNG, køletjenester |
| ASTM A350 | LF3 | -150 grader F | Forbedret sejhed ved lav-temperatur | Kryogen gasbehandling |
| ASTM A182 | F304L | -425 grader F | Austenitisk rustfrit, fremragende kryogene egenskaber | LNG, flydende nitrogen |
| ASTM A182 | F316L | -425 grader F | Lavt-kulstof, korrosions-bestandigt kryogenisk | Ætsende kryogen service |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50 grader F | Duplex, begrænset-lavtemperaturbrug | Sur gas, lav-marine |
A350 LF2 er arbejdshesten med lav-temperatur kulstofstålkvalitet, der giver god sejhed ned til -50 grader F til en moderat prispræmie i forhold til A105. Til koldere tjenester ned til -150 grader F giver A350 LF3 med sit højere nikkelindhold forbedret sejhed. For kryogene temperaturer under -150 grader F kræves austenitiske rustfrie stål som F304L og F316L, fordi deres ansigtscentrerede kubiske krystalstruktur forbliver duktil ved enhver temperatur.
Tryk-Temperaturvurderinger
Tryk-temperaturklassificeringerne for lav-temperaturflanger følger standard ASME B16.5-tabellerne for hver materialegruppe. Austenitisk rustfrit stål bevarer deres mekaniske egenskaber usædvanligt godt ved kryogene temperaturer, og bliver faktisk stærkere, når temperaturen falder. Karbonstål-klassificeringer falder betydeligt ved lave temperaturer, og nogle materialeklasser kan blive reduceret under visse temperaturer. Den minimale designtemperatur for hvert materiale bestemmes af materialets slagtestkvalifikationstemperatur, ikke af vilkårlige grænser.
Krav til effekttestning
Charpy V-Notch (CVN) slagtest er standardmetoden til at verificere lav-temperatursejhed. ASME B31.3 og ASME B16.5 kræver slagtestning for alle flanger af kulstofstål og lav-legeret stål, der anvendes under -20 grader F. Testen udføres på prøver taget fra den færdige flange eller fra repræsentative teststykker, der modtager samme varmebehandling. Minimumsenergiværdier er specificeret i materialestandarden og varierer efter materialekvalitet og minimum designtemperatur. Testtemperaturen skal være på eller under den minimale designtemperatur. Slagprøvning er også påkrævet på svejsemetal og varmepåvirkede zoner til svejsede fabrikationer.
Ansøgninger
Lav-temperaturflanger er kritiske komponenter i LNG-bearbejdnings-, -lagrings- og transportfaciliteter, hvor temperaturen kan nå -260 grader F. Kryogene gasseparations- og luftforvandingsanlæg adskiller luft til oxygen, nitrogen og argon ved ekstremt lave temperaturer. Køle- og kølebokssystemer i kemiske anlæg fungerer ved lave temperaturer. Arktiske og subarktiske rørledningsanlæg står over for omgivende temperaturer, der kræver materialer med lav sejhed i hele systemet. Flydende nitrogen og flydende ilthåndteringssystemer kræver materialer, der forbliver duktile ved deres opbevaringstemperaturer.
Certificering og sporbarhed
Materialetestrapporter (MTR'er) for flanger med lav-temperatur skal indeholde slagtestresultater, der viser de absorberede energiværdier for hver testprøve. Fuld sporbarhed fra stålsmeltningen til den færdige flange er påkrævet, med varmenumre stemplet på hver flange for identifikation. Tredjepartsinspektion er ofte specificeret til kritisk lav-temperaturservice for at give uafhængig verifikation af materialeegenskaber. Positiv Material Identification (PMI) test af materialekemi før installation giver yderligere kvalitetssikring.
Det vigtigste er altid at specificere slag-testede lav-lavtemperaturmaterialer for enhver flangeforbindelse under -20 grader F. Brug af standardkulstofstål under dets slagovergangstemperatur skaber en risiko for katastrofale sprøde brud, som skal undgås for enhver pris.
Har du brug for lav-temperaturflanger?
Kontakt vores ingeniørteam for at få ekspertudvalg af-lavtemperaturflange og materialecertificeringssupport.
Flangeprodukter
