EN 10216-3: Õmblusteta legeeritud peeneteralised terastorud madalal temperatuuril
EN 10216-3on spetsiaalne Euroopa standardõmblusteta sulamist peeneteralised terastorudmõeldud spetsiaalseltrõhu eesmärgil madalatel temperatuuridel. Kuigi see ei ole tüüpiline katla terastoru tavapärases tähenduses, leiab see kriitilisi rakendusi katlamajades ja sellega seotud süsteemides, kus komponendid töötavad miinus-temperatuuril või kus on nõutav kõrge löögikindlus.
Põhimääratlus ja eriline eesmärk
Täielik pealkiri:"Õmblusteta terastorud surveks - Tehnilised tarnetingimused - Osa 3: Legeeritud peeneteralised terastorud"
Kriitiline eristus:Erinevalt standarditest EN 10216-2 (kõrgendatud temperatuuri teenus) ja EN 10216-1 (ümbritsev/kõrgendatud),EN 10216-3 keskendub vastupidavusele madalal temperatuuril. Peeneteraline mikrostruktuur on loodud pakkuma suurepäraseid löögiomadusi-50 kraadi või alla selle.
Katlajaama asjakohasus:Kuigi need torud ei sobi kõrge{0}}temperatuuriga katla vooluringi enda jaoks, on need olulised:
Veeldatud gaasi süsteemid (LNG aurustid, kütusegaasisüsteemid)
Külma toiteveesüsteemid arktilistes tingimustes
Krüogeensed ladustamis- ja ülekandesüsteemid
Välise katlajaama torustik äärmuslikult külmas kliimas
Materjaliklassid ja madala temperatuuriga klassid
EN 10216-3 klassid klassifitseeritakse nende minimaalse löögikatse temperatuuri järgi:
| Hinnete määramine | Löögikatse temperatuur | Minimaalne saagistugevus (MPa) | Peamised legeerivad elemendid | Potentsiaalne boiler{0}}seotud rakendus |
|---|---|---|---|---|
| 14MoV6-3 | -20 kraadi | 360 | Mo, V | Ei ole tüüpiline madalale temperatuurile- on tegelikult kõrgendatud temp |
| 15NiCuMoNb5-6-4 | -50 kraadi | 440 | Ni, Cu, Mo, Nb | Arktika katlajaamade konstruktsioonid, toed |
| 12Ni14 | -100 kraadi | 480 | 3,5% niklit | LNG taasgaasistamissüsteemid, krüogeensed soojusvahetid |
| X12Ni5 | -120 kraadi | 500 | 5% niklit | Ultra-madala temperatuuriga süsteemid |
| X10Ni9+NT | -196 kraadi | 530 | 9% niklit | LNG rakendused, õhueraldusseadmed |
Märkus.Numeratsioon näitab sageli nikli sisaldust (nt 12Ni14=~3,5% Ni, X12Ni5=~5% Ni, X10Ni9=~9% Ni).
Tootmine ja mikrostruktuuri kontroll
Tootmisprotsess:
Standardi EN 10216-3 võti on saavutadapeeneteraline struktuur:
tekst
Elektriline terase tootmine → vaakumgaasimine → termo{0}}mehaaniline juhitav töötlemine (TMCP) → normaliseerimine → testimine
Nõuded tera suurusele:
Minimaalne tera suurus:Tavaliselt ASTM 6 või peenem (tera keskmine läbimõõt või väiksem kui 0,044 mm)
Saavutatud läbi:Alumiiniumnitriidi sadestamine, kontrollitud valtsimine, normaliseerimine
Kinnitamine:Mikrograafiline uuring vastavalt standardile EN ISO 643
Tarnetingimused:
| Sümbol | Seisund | Eesmärk |
|---|---|---|
| +N | Normaliseeritud | Standard peeneteralise struktuuri saavutamiseks |
| +NT | Normaliseeritud ja karastatud | Teatud klassidele, mis nõuavad spetsiifilisi omadusi |
| +QT | Karastatud ja karastatud | Kõrgeima tugevuse{0}}sitkuse kombinatsioonide jaoks |
Põhjalik testimisrežiim
EN 10216-3 nõuab ranget testimist, mis keskendub toimivusele madalal temperatuuril:
| Testi tüüp | Nõue | Sagedus | Standardviide | Madala temperatuuri teenuse eesmärk |
|---|---|---|---|---|
| Mõju testimine | Charpy V{0}}sälk määratud madalal temperatuuril | Partii kohta | EN ISO 148-1 | Kõige olulisem - kinnitab vastupidavust madalal temperatuuril |
| Hüdrostaatiline test | Minimaalne rõhk standardi kohta | 100% torud | EN 10216-3 lisa A | Surve terviklikkuse kontrollimine |
| Mittepurustav test | Ultraheli testimine | 100% torud | EN 10246-3 | Defektide tuvastamine õmblusteta torudes |
| Tõmbekatse | Ruumitemperatuuri omadused | Partii kohta | EN ISO 6892-1 | Tugevuse kontrollimine |
| Lamestamise test | Või rõnga tõmbekatse | Partii kohta | EN 10216-3 punkt 7.4 | Plastsuse kontrollimine |
| Kõvaduse test | Brinell või Rockwell | Partii kohta | EN ISO 6506-1 | Kuumtöötlemise kontrollimine |
| Tera suuruse kontroll | Mikrograafiline uuring | Kuumuse kohta | EN ISO 643 | Kinnitab peeneteralise struktuuri |
Löögienergia nõuded:
Minimaalne keskmine:Tavaliselt 40–60 J katsetemperatuuril
Minimaalne üksikisik:Tavaliselt 70% keskmisest väärtusest
Testi suund:Tavaliselt pikisuunaline
Võrdlus teiste EN 10216 standarditega
| Parameeter | EN 10216-3 | EN 10216-2 | EN 10216-1 |
|---|---|---|---|
| Esmane fookus | Madala temperatuuri sitkus | Kõrgendatud temperatuuri tugevus/libisemine | Ümbritsev/kõrgendatud rõhk |
| Võtmeomadus | Löögienergia madalal temperatuuril | Roomamiskindlus kõrgel temperatuuril | Üldised mehaanilised omadused |
| Mikrostruktuur | peeneteraline (ASTM 6 või peenem) | Karastatud bainiit/martensiit | Erinevad |
| Tüüpilised hinded | Nikli{0}}legeeritud teras | Cr-Mo-V terased | C-Mn ja madala legeeritud terased |
| Temperatuurivahemik | Kuni -196 kraadi | Kuni 650 kraadi | Kuni ~300 kraadi |
| Katla rakendus | Krüogeensed abisüsteemid | Peamised kõrge{0}}temperatuuri ahelad | Üldrõhuosad |
Tüüpilised rakendused elektri- ja boilerites
Kuigi need ei ole mõeldud auru tootmiseks, on EN 10216-3 torud kriitilise tähtsusega:
1. LNG ja krüogeensed süsteemid:
LNG aurustidgaasi{0}}elektrijaamade jaoks
Külmkastidõhueraldusseadmetes (hapniku põletamiseks)
Krüogeensed säilitusmahutidja ülekandeliinid
2. Arktika/külma kliima rajatised:
Katla välisveetorud(kui temperatuur langeb alla -20 kraadi)
Kütusega gaasi toitetorudkülmades piirkondades
Instrumentide õhuliinidümbritseva külmaga kokku puutunud
3. Protsessi erirakendused:
CO₂ kogumise ja säilitamise süsteemid(kompressioon ja transport)
Vesinikumajanduse infrastruktuur(tulevased rakendused)
Keemiliste protsesside jahutusvedelikud
Täieliku spetsifikatsiooni näide
Tüüpiline veeldatud maagaasi aurustitorude tellimuse spetsifikatsioon:
ET 10216-3 - 12Ni14 - 168.3 x 14.2 - +N - SMLS - KV(-100 kraadi ) Suurem või võrdne 40J keskm.
Täiendavate nõuetega:
Tera suurus:ASTM 7 või peenem EN ISO 643 järgi
Kuumtöötlus:Normaliseeritud 880-920 kraadi juures
NDT:TÜ 100% EN 10246-3 järgi, tundlikkus 3 mm FBH
Hüdrokatse:200 baari minimaalselt
Ettevalmistuse lõpp:Kaldus 37,5 kraadi keevitamiseks
Sertifitseerimine:ET 10204 3.1 mõjutesti aruannetega
Märgistus:Madala temperatuuri klass on selgelt näidatud
Disainikaalutlused madalal temperatuuril
1. Temperatuuri üleminekud:
Plastne{0}}to{1}}habras üleminekutemperatuur (DBTT):EN 10216-3 klassid on DBTT maha surunud
Disaini marginaal:Tavaliselt mõeldud10-20 kraadi alla minimaalse töötemperatuuri
2. Tugevusnõuded:
Charpy löögienergia miinimumnõuded:
-50 kraadi teenus:Tavaliselt suurem kui 40 J keskmine või sellega võrdne
-100 kraadi teenus:Tavaliselt suurem kui 40 J keskmine või sellega võrdne
-196 kraadi teenus:Tavaliselt suurem kui 60 J keskmine või sellega võrdne
3. Stressianalüüsi kaalutlused:
tekst
Lubatud pinge=min (2/3 × voolavuspiir, 1/3 × tõmbetugevus) × temperatuuri vähendamise tegur
Temperatuuri alandamise tegurid võivad kehtida püsivalt madalal{0}}temperatuuril töötamisel.
Materjali valiku juhised madalal temperatuuril
| Minimaalne projekteerimistemperatuur | Soovitatav EN 10216-3 klass | Alternatiivsed standardid |
|---|---|---|
| Kuni -20 kraadi | Peeneteralised C{0}}Mn terased (tavaliselt mitte EN 10216-3) | EN 10216-1 löögitestiga |
| -20 kraadi kuni -50 kraadi | 15NiCuMoNb5-6-4 | EN 10217-4 (keevitatud) |
| -50 kraadi kuni -100 kraadi | 12Ni14 (3,5% Ni) | --- |
| -100 kraadi kuni -120 kraadi | X12Ni5 (5% Ni) | ASTM A333 Gr. 5 |
| -120 kraadi kuni -196 kraadi | X10Ni9+NT (9% Ni) | ASTM A333 Gr. 8 |
Keevitamise ja valmistamise kaalutlused
Madala temperatuuriga teenuse kriitilised aspektid:
Keevitusprotseduurid:
Peab olema kvalifitseeritud madala temperatuuriga teenindamiseks
Soojussisendi juhtseade HAZ-i sitkuse säilitamiseks
Tavaliselt kasutage Ni{0}}legeeritud täitemetalle
Keevituse{0}}järgne kuumtöötlus (PWHT):
Sageli nõutakse paksude sektsioonide jaoks
Temperatuuri reguleerimine omaduste säilitamiseks kriitiline
Mittepurustav uurimine:
Rangem kui ümbritseva õhu temperatuuri teenuse puhul
Sisaldab sageli 100% keevisõmbluste RT või UT
Kvaliteetse dokumentatsiooni nõuded
Surveseadmete rakenduste jaoks nõuavad EN 10216-3 torud:
EN 10204 tüübi 3.1 või 3.2 sertifikaat
Madala temperatuuriga löögikatsete aruandedmääratud temperatuuril
Tera suuruse sertifikaat(mikrograafid või katsearuanded)
Täielik keemiline analüüs(kaasa arvatud trampelemendid nagu P, S)
Kuumtöötlemise andmedaja{0}}temperatuuri graafikutega
NDT teatab(TÜ, võib-olla täiendav MPI)
Materjali jälgitavuscast/kütte numbrile
Kulude ja saadavuse kaalutlused
Suhteliste kulude võrdlus (tonni kohta):
Süsinikteras (P265GH):Baaskulu (1,0x)
3,5% Ni teras (12Ni14):2.5-3.5x
5% Ni teras (X12Ni5):4-5x
9% Ni teras (X10Ni9):6-8x
Juhtimisajad:Tavaliselt pikemad kui tavalised süsinikterasest torud järgmistel põhjustel:
Spetsiaalne terase tootmine (vajalik on vaakumdegaseerimine)
Komplekssed kuumtöötlustsüklid
Ulatuslikud testimisnõuded
Regulatiiv- ja eeskirjade järgimine
EN 10216-3 surveseadmete torud peavad vastama:
Surveseadmete direktiiv (PED) 2014/68/EL:Kategooria oleneb rõhu{0}}mahust tootest
Riiklikud eeskirjad:nt AD2000 Saksamaal, CODAP Prantsusmaal
Disaini koodid:EN 13480 (torustik), EN 12952 (veetoru katlad) asjakohaste sektsioonide jaoks
Materjali standardid:Konkreetsete rakenduste puhul võivad kehtida lisanõuded
Järeldus
EN 10216-3 Süsinikterasest katla toruon aspetsiaalne klassifikatsioon-kuigi seda ei kasutata katelde kõrge-temperatuuri aurukontuuris, on seekriitiline madalate{0}}temperatuuriliste ja krüogeensete süsteemide jaokskaasaegsetes elektrijaamades ja tööstusrajatistes. Selle väärtus seisneb sellesgaranteeritud vastupidavus madalal{0}}temperatuurilsaavutatakse peeneteralise mikrostruktuuri ja nikli legeerimisega.
Peamised rakendused energeetikasektoris:
LNG infrastruktuurgaasiküttel{0}}tootmiseks
Õhueraldusseadmedhapniku põletamiseks/CCS
Arktika/külma kliima elektrijaamvälised süsteemid
Tuleviku vesiniku ja CCUS (süsiniku kogumise) süsteemid
Valiku kaalumine:Määrake EN 10216-3 ainult siis, kuiprojekteeritud temperatuur langeb alla -20 kraadivõi millallöögikindlus on kriitiline konstruktsiooniparameeter. Standardsete katlarakenduste (vesiseinad, ülekuumendid, ökonomaiserid) jaoks on sobivad standardid EN 10216-2 või EN 10217-5.
EN 10216-3 materjalide kõrgeimat hinda õigustab nende tõhusus haprate murdude ärahoidmisel-, mis on madala temperatuuriga surveseadmetes kriitilise tähtsusega ohutuskaalutlus.
