12Ni14 Låg-Nickelstål med låg temperatur
12Ni14är en12-14% nickellegerat ståldesignad för extrema kryogena tillämpningar, främst används i flytande naturgas (LNG) lagring och transportsystem.
Nyckelegenskaper
Materialtyp:Nickel-legerat ferritiskt stål (inte ett kolstål)
Primär standard:EN 10028-4 (Platta produkter för tryckändamål - nickellegerade stål)
Temperaturområde:Lämplig för service ner till-196 grader (-321 grader F)
Huvudapplikation:LNG-lagringstankar, kryogena kärl
Värmebehandling:Dubbelnormaliserad och tempererad, eller släckt och tempererad
Kemisk sammansättning (EN 10028-4)
| Element | Innehåll (%) | Anteckningar |
|---|---|---|
| C | Mindre än eller lika med 0,15 | Låg kolhalt för svetsbarhet |
| Si | Mindre än eller lika med 0,35 | |
| Mn | Mindre än eller lika med 0,70 | Begränsat manganinnehåll |
| P | Mindre än eller lika med 0,020 | Mycket låg för kryogen seghet |
| S | Mindre än eller lika med 0,010 | Mycket låg för svetsbarhet |
| Ni | 12.0-14.0 | Högt nickelinnehåll för extrem seghet vid-låg temperatur |
| Cr | Mindre än eller lika med 0,25 | |
| Mo | Mindre än eller lika med 0,10 | |
| Cu | Mindre än eller lika med 0,25 | |
| Al | Mindre än eller lika med 0,050 |
Mekaniska egenskaper
| Egendom | Värde | Testtillstånd |
|---|---|---|
| Strömstyrka (Rp0,2), min | 500 MPa | Efter värmebehandling |
| Draghållfasthet (Rm) | 620-780 MPa | |
| Förlängning (A), min | 20% | |
| Slagenergi (KV), min | Vid -196 grader: Genomsnitt av 3 tester: Större än eller lika med 70 J Enkelt värde: Större än eller lika med 50 J |
Charpy V-skåra |
Jämförelse med andra nickelstål
| Kvalitet | Nickelinnehåll | Min avkastningsstyrka | Nyckelapplikationstemperatur |
|---|---|---|---|
| 12Ni14 | 12-14% | 500 MPa | -196 grader |
| X10Ni9 | 8.5-10% | 585 MPa | -196 grader |
| X8Ni9 | 8-9% | 640 MPa | -196 grader |
| 9% Ni-stål | 9% | 585-690 MPa | -196 grader |
Krav på värmebehandling
12Ni14 kräver specifik värmebehandling för att uppnå sina egenskaper:
Dubbel normalisering och temperering:
Första normalisering: 900-950 grader
Andra normalisering: 800-850 grader
Temperatur: 550-600 grader
Härdning och härdning:
Släck från 800-850 grader
Temperera vid 550-600 grader
Användningsområden
Primära applikationer:
LNG-industri:
Primär och sekundär inneslutning av LNG-lagringstankar
LNG-fartygstankar och lastrum
Utrustning för bearbetning av LNG
Kryogenteknik:
Lagring av flytande väte (med särskilda hänsyn)
Etenlagring vid kryogena temperaturer
Specialiserad kryogen forskningsutrustning
Energisektorn:
Komponenter för LNG-kraftverk
Kryogena energilagringssystem
Rörspecifikationer
Rör tillverkade av 12Ni14 täcks av:
EN 10216-4:Sömlösa stålrör för tryckändamål med specificerade lågtemperaturegenskaper
EN 10217-4:Svetsade stålrör för tryckändamål med specificerade lågtemperaturegenskaper
Svetsöverväganden
| Aspekt | Krav |
|---|---|
| Fyllnadsmetaller | Hög-nickelförbrukningsvaror (vanligtvis 12-13 % Ni) |
| Förvärmning | Generellt inte nödvändigt |
| Interpass temperatur | Kontrolleras under 150 grader |
| Svetsprocesser | SMAW, GTAW, SAW med kvalificerade procedurer |
| PWHT | Krävs för att återställa HAZ-egenskaper |
Design- och tillverkningsanteckningar
Materialval:Används när exceptionell seghet vid -196 grader krävs
Tillverkningskostnader:Höga material- och tillverkningskostnader på grund av nickelhalt och speciella procedurer
Tjockleksbegränsningar:Finns i olika tjocklekar, men tillverkningen blir mer utmanande med ökande tjocklek
Testkrav:Omfattande NDT och mekanisk testning krävs
Motsvarande betyg
| Standard | Motsvarande beteckning |
|---|---|
| ASTM/ASME | Liknar SA 645 (5% Ni) men högre Ni-halt |
| ISO | Liknande beteckningar under utveckling |
| JIS | Ingen direkt motsvarighet |
| GB (Kina) | Under utveckling i kinesiska standarder |
Viktiga tekniska anmärkningar
Fasomvandling:12Ni14 arbetar i den helt ferritiska fasen vid kryogena temperaturer
Frakturseghet:Utmärkt motståndskraft mot spröd fraktur vid -196 grader
Termisk expansion:Lägre värmeutvidgningskoefficient än austenitiska rostfria stål
Magnetiska egenskaper:Ferritisk struktur gör den magnetisk
Marknad och tillgänglighet
Begränsad produktion:Tillverkad av specialiserade stålverk
Ledtider:Längre leveranstider jämfört med konventionella stål
Certifiering:Kräver omfattande certifiering och spårbarhet
Globala leverantörer:Begränsat antal tillverkare över hela världen
Jämförelse med austenitiska alternativ
| Parameter | 12Ni14 Stål | Austenitisk rostfri (304L) |
|---|---|---|
| Värmeledningsförmåga | Högre | Lägre |
| Termisk expansion | Lägre | Högre |
| Magnetiska egenskaper | Magnetisk | Icke-magnetisk |
| Kostnad vid lika styrka | Jämförbar eller lägre | Högre |
| Avkastningsstyrka | Högre | Lägre |
Sammanfattning
12Ni14är en specialiseradhög-nickel (12-14 %) legerat ståldesignad speciellt förLNG-lagring och kryogena applikationervid temperaturer ner till -196 grader . Den erbjuder utmärkt brottseghet vid kryogena temperaturer samtidigt som den bibehåller ferritisk mikrostruktur. Även om det i vissa sammanhang hänvisas till "pannastålrör", är dess faktiska tillämpning mycket mer specialiserad - främst inom kryogen- och LNG-industrin snarare än konventionella pannsystem. Materialet kräver noggrann värmebehandling, specialiserade svetsprocedurer och rigorös kvalitetskontroll för att säkerställa prestanda i kritisk kryogen service.
