צינורות הדוד A333 Gr3 הם צינורות פלדה ללא תפרים שתוכננו במיוחד עבור תנאים קריוגניים תחת תקני ASTM A333/A333M. הם 3.5% פלדות מסגסוגת ניקל, כאשר יתרונות הליבה שלהן נעוצים בקשיחות יוצאת דופן בטמפרטורה-נמוכה ובתכונות המכניות היציבות. על ידי שליטה מדויקת של תכולת הפחמן (פחות או שווה ל-0.19%) כדי למנוע התפרקות-בטמפרטורה נמוכה, ושילובה עם תכולת ניקל ספציפית (3.18-3.82%) כדי לשפר את קשיחות המטריצה, הם שומרים על יציבות מבנית אפילו בסביבה נמוכה{14}, עד טמפרטורה יעילה עד {14} מעלות {0} התנגדות להשפעה של מדיה קריוגנית. הם אחד מחומרי פלדת פחמן באיכות גבוהה-בשימוש הנפוצים ביותר ביישומים תעשייתיים- במיוחד בטמפרטורה נמוכה במיוחד. בהשוואה לצינורות פלדת פחמן רגילים, צינורות פלדה ללא תפרים A333 Gr3 עוברים טיפול חום מנרמל קפדני כדי לעדן את הגרגר, וכתוצאה מכך יכולת ריתוך מצוינת. הם יכולים לעמוד בדרישות המחמירות של מערכות צנרת קריוגניות בלחץ גבוה ונמצאים בשימוש נרחב בתחומים בעלי סיכון גבוה כגון תעשיות אנרגיה וכימיקלים.
הרכב כימי
גר.3: תכולת פחמן פחות או שווה ל-0.19%, תכולת סיליקון 0.18%-0.37%, תכולת מנגן 0.31%-0.64%, תכולת זרחן וגופרית שניהם פחות או שווה ל-0.025%, ומכילה גם 3.18%-3.82% ניקל.
מאפיינים מכניים
גר.3: חוזק מתיחה גדול מ-450MPa או שווה ל-450MPa, חוזק תפוקה גדול מ-240MPa או שווה ל-240MPa, התארכות גדולה או שווה ל-30% לאורך וגדול או שווה ל-20% לרוחב, טמפרטורת בדיקת השפעה נמוכה -150 מעלות F (-100 מעלות ).
דרישות הליבה הסטנדרטיות כוללות:
1. בדיקת השפעה בטמפרטורה-נמוכה: אנרגיית ההשפעה של Charpy V-חריץ חייבת להיות גדולה או שווה ל-20J ב-101 מעלות (על פי ASTM A370) כדי להבטיח שהחומר אינו נוטה לשבר שביר בסביבות קרות במיוחד.
2. בקרת הרכב כימי: תכולת פחמן פחות או שווה ל-0.19%, וזיהומי גופרית וזרחן נמוכים ביותר (שניהם פחות או שווה ל-0.025%) כדי להפחית את הסיכון לשבירות קרה.
3. תהליך ייצור: נדרש טיפול מנרמל כדי לעדן את גודל הגרגרים ולשפר את האחידות.
יישומים:
1. תשתית גז נוזלי (LNG).
- צינורות: משמש להובלת LNG למרחקים- ב-162 מעלות, כגון צינורות מתחנות הנזלה למיכלי אחסון. העמידות הקריוגנית שלהם מונעת דליפות עקב התכווצות תרמית.
- מבני תמיכת מיכל: צינורות פלדה חייבים לעמוד בסביבות חנקן נוזלי עד ל-196 מעלות (עיין ב-ASME B31.3). הקשיחות של A333Gr3 עומדת בדרישות העומס הדינמי הללו.
2. ציוד עיבוד קריוגני פטרוכימי
- יחידות פיצוח אתילן: בשלבי הפרדה קריוגניים הנעים בין -45 מעלות ל-101 מעלות, צינורות פלדה משמשים להובלת אתילן נוזלי, פרופילן וחומרי הדפסה אחרים.
- ציוד להפרדת אוויר: כגון צינורות נוזל קריוגניים במפעלי חמצן, הפועלים בטמפרטורות נמוכות כמו -183 מעלות (חמצן נוזלי), הדורשים עמידה בבדיקות קריוגניות נוספות המפורטות בנספח ASTM A333.
3. הנדסה קריוגנית קוטבית וימית
- שדות נפט וגז ארקטיים: צינורות תת ימיים חייבים לעמוד בלחץ קרח בסביבות קרות עד -40 מעלות. חוזק תפוקה A333Gr3 גדול או שווה ל-240MPa (ASTM A333 טבלה 1) נדרש כדי להבטיח בטיחות מבנית.
- כלי לחץ קריוגניים: כמו צינורות עזר למיכלי אחסון של ספינות LNG, לחץ התכנון עולה לעתים קרובות על 10MPa, המחייב עמידה בתקני ASME VIII Div.1.