АСТМ А352 Цлеел Цлеел

1. Увођење

У инжењерским окружењима где су под-нулте перформансе критичне, Поузданост материјала не може се угрозити.

АСТМ А352 је широко призната спецификација коју је развио АСТМ Интернатионал који се бави овим побримтним покривањем каливни угљеник и челици са ниским легуром намењен делови који садрже притисак који послују у Услови услуге ниског температуре.

Ови челици су неопходни у индустријама као што су ЛНГ, Криогеника, уље и гас, и генерација електричне енергије, где је механички интегритет под хладним стресом не преговарачки.

Овај чланак пружа свеобухватну анализу АСТМ А352, Истраживање његових металуршких принципа, механички захтеви, апликације, и производњу импликација

Да подржите инжењере, одређивачи, и професионалци набавке у изради информисаних материјалних избора.

2. Обим и сврха АСТМ А352

АСТМ А352 навлаке Одливци за делове за задржавање притиска дизајниран да ради на Ниске температуре Довн до -50 ° Ф (-46° Ц) или чак нижи, Зависно од оцене.

Осигурава да ливени челик одржава дуктилност, жилавост, и отпорност на ломљиви прелом када су изложени овим захтевним окружењима.

За разлику од АСТМ А216 (За челике царине опште намене) или А351 (За корозивно отпорно на аустенитни од нехрђајућег одлига), А352 је прилагођен апликацијама са ниским температурама.

Често је двоструко сертификован са АСМЕ СА352, Погодно је за поштивање посуда за пловило под притиском и поштивање цевовода.

3. Класификација оцена АСТМ А352

АСТМ А352 укључује низ Царбон царбон и челичне оцене са ниским легуром посебно дизајнирани за Служба са ниским температурама у компонентима који садрже притисак.

Класификација је заснована на хемијски састав, Механичке перформансе, и Услови услуге.

Ове оцене су широко груписане у Царбон Цлеел, Стеелс ниски легури, и Мартенситски нерђајући челик, Свака је прилагођена испуњавању специфичних оперативних захтева.

Испод је детаљна класификација најчешћих оцена АСТМ А352:

УНС број мапирања

Сваки АСТМ А352 оцена такође има одговарајућу Јединствени систем нумерирања (Нас) Означавање за подршку стандардизацији сљедивости и легуре:

• ЛЦА - УС Ј03000
• Утегнути - УС Ј03001
• ЛЦЦ - УС Ј03002
• Ца6нм - УС Ј91540

Поређење са кованим еквивалентима

Док АСТМ А352 управља лишити производи, Многи од њених разреда могу се слагати у поређењу са Коване челичне спецификације Користи се у сличним апликацијама. На пример:

• А352 ЛЦЦ грубо паралела АСТМ А350 ЛФ2 (Ковани карбонски челик)
• Ца6нм је металуршки сличан ковану 13-4 нехрђајући челик (Аиси 410 са ни)

4. Хемијски захтеви

Табела резимира типична максимална и минимална распона композиције:

Утицај легираних елемената на жилавости са ниским температурама

• Угљеник (0.24-0,32%): Равнотежа између снаге и жилавости; прекомерно угљеник (> 0.32%) Може повећати тврдоћу и смањити Цхарпи енергију на -50 ° Ф и ниже.
• Манган (0.60-1.10%): Промовише деоксидацију током топљења и доприноси јачању чврстог решења.
  МН такође помаже у областима рафинисања бисера / пеарлитичких мешовитих смеша током топлоте, Побољшање жилавости.
• Никл (1.00-2.00%) (ЛЦБ-ЦР Само): Никл значајно побољшава проклизавање (НДТ Схифт) У региону Цхарпи транзиције, Допуштање челицима да одржавају дуктилно понашање на нижим температурама.
• Хром (0.25-0,50%) и молибден (0.25-0,50%): Ови елементи се комбинују за формирање карбиди (Цруц₃, Моуитц) који ретардира раст зрна током топлотног третмана и побољшава се Очвршљивост,
  на тај начин побољшава и чврсту чврстоћу и жилавост са ниским температурама.
• Ванадијум (0.05-0,15%): Делује као снажни рефиниран зрнца формирајући се фини вц талог, који пин Аустенитни границе зрна током ливења и топлоте.
  Финија величина зрна (АСТМ 6-8) директно у корелацији са вишом Цхарпи В-Инцхер енергијом на криогеним температурама.

5. Физичка својства

Густина и топлотна проводљивост

• Густина: Приближно 7.80 Г / цм³ (0.283 лб / ун) За све оцене А352, Од легираних додатака (Мо, У, ЦР, У) су релативно мањи (≤ 3% тотално).
• Топлотна проводљивост:

• • Улога: ~ 30 В / м · к у 20 ° Ц.
  • Нормализовани / каљени: Благо смањен (~ 28 В / м · к) Због лепшег структуре зрна и каљених карбида.
  • Криогени ефекат: На -100 ° Ц, Проводљивост се диже скромно (да ~ 35 В / м · к) јер се фононски расипање опада,
    што може бити корисно за апликације које захтевају брз пренос топлоте (Нпр., криогени вентили).

Коефицијент топлотне експанзије (Цте) на криогеним температурама

• Цте (20 ° Ц до -100 ° Ц): ~ 12 × 10⁻⁶ / ° Ц
• Цте (-100 ° Ц до -196 ° Ц): ~ 11 × 10⁻⁶ / ° Ц

У поређењу са аустенитским нехрђајућим челима (≈ 16 × 10⁻⁶ / ° Ц), А352 ливени челик излаже нижи термички експанзија, што је повољно када се причвршћује или заптивање материјалима са сличним ЦТЕС-ом (Нпр., Царбон Цлеел).

Дизајнери морају и даље дају разликовање различитог ширења када се парење алуминијум или бакар легуре, посебно у криогеним апликацијама.

6. Механичка својства АСТМ А352 Цлеел

Челици од АСТМ А352-а посебно су пројектовани за апликације које захтевају високу чврстоћу и одличну жилавост на ниским или криогеним температурама. Механичка својства се мало разликују међу оценама заснованим на процесима хемијских састава и топлотних поступака. Испод је поређење неколико уобичајених разреда А352.

Типична механичка својства по разреду

Напомене о посебним оценама

• Ца6нм: Широко се користи у хидроелектранама, Тела вентила, и кућишта пумпе за своје Одлична отпорност на кавитацију, завабилност, и жилавост На субзеро-температурама.
• ЦА15: Нуди добру тврдоћу и отпорност на корозију, али мању жилавост од удара од ЦА6НМ-а, чинећи то погоднијим за Усмерено окружење под притиском.
• ЦФ8М (316 еквивалентан): Иако није обично део А352, то је често бацање под АСТМ А743 и користи се у корозивна, али не-ниска температура услови.
• ЦД4МЦун: Дуплекс нехрђајућа оцена са снажном равнотежом отпорности на корозију, снага, и перформансе утицаја; Идеално за агресивно окружење попут Основна решења за хлориде.

7. Процеси ливења и производње АСТМ А352 Цлеел

Преглед процеса ливења

АСТМ А352 челици од ливена обично се производе користећи ливење песка или Инвестициони ливење, са избором у зависности од сложености, величина, и потребне толеранције дела.

• Ливење песка: То остаје најчешћа метода за производњу великих вентила, кућишта пумпе, и прирубнице наведене под АСТМ А352.
  Нуди економичност флексибилност за замршене облике и дебеле секције.
  Међутим, Захтијева пажљиву контролу материјала за плијесни и изливање параметара како би се смањила оштећења као што је порозност и скупљање.
• Инвестициони ливење: За мање, сложеније компоненте које захтевају врхунску површинску завршну и димензионалну прецизност, Понекад је запослен у инвестиционо ливење.
  Ова метода даје мање оштећења ливења и смањује додатке за обраду, иако на већим трошковима.

Топлотни третман

Пост-ливење, АСТМ А352 челици подвргнути строгом нормализација и ублажавање Да бисте побољшали механичка својства:

• Нормализација: Обично се изводи на 900-950 ° Ц, Нормализација пречишћава структуру зрна, ублажава унутрашње напрезање, и побољшава жилавост.
• Ублажавање: Спроведено на 600-700 ° Ц, ублажавање равнотеже снаге и дуктилности док смањују крхку.
• Циклуси топлоте третмани се строго надгледају и документују како би се осигурало поштовање АСТМ спецификација и постизање уједначених механичких својстава у целом ливењу.

Обрада и обрада

Због сложених геометрија, Цомпоненте од АСТМ АСТМ А352 често захтевају обрада Да би се постигле коначне димензије и толеранције. Ово укључује:

• ЦНЦ обрада за седишта вентила, прирубница, и критичне површине за заптивање.
• Површински третмани као што су брушење и полирање за побољшање отпорности на корозију и перформансе за бртвљење.
• Параметри обраде оптимизовани су на основу челичног разреда и тврдоће за минимизирање хабања алата и оштећења површине.

8. Предности и ограничења АСТМ А352 Цлеел Цлеел

АСТМ А352 челици од ливене се широко користе у критичним апликацијама у којима је снага, жилавост, и отпорност на нискотемпературно умањење су од суштинског значаја.

ПРЕДНОСТИ АСТМ А352 ЦХЕЛИЦЕ

Супериорна жилавост са ниским температурама

АСТМ А352 Оцене - посебно ЛЦА, Утегнути, и ЛЦЦ-у-посебно су дизајнирани за криогену и под-нулту услугу.

Уз минималне Цхарпи В-захтјеве за утицај енергетских потреба 27 Ј на -46 ° Ц, Ови материјали осигуравају структурни интегритет и смање ризик од ломљивог лома под екстремним условима.

Одлично задржавање притиска

Због механичке снаге и дуктилности, Челици од ливене А352 су идеално погодни за делови који садрже притисак, као што су вентили, пумпе, и прирубнице.

Оцене попут ЦА6НМ-а такође нуде побољшану снагу приноса (>550 МПА), Подршка дизајну система виших притиска.

Добра капитаљивост

Поклопи спецификације А352 лишити челичне компоненте, Допуштање сложених геометрија и производњом готово нето облика.

Ова флексибилност смањује потребу за опсежном обрадом и омогућава производњу замршених унутрашњих пролаза или кућа које су иначе непрактичне за косихе или машину.

Свестраност широм индустрије

А352 одливци се користе у разноликим секторима - укључујући уље & гас, петрохемијски, генерација електричне енергије,

и криогена - због њихове механичке поузданости, Димензионална тачност, и перформансе у условима ниског температуре или високог притиска.

Отпорност на корозију и хабање (у легираним оценама)

Легуре Ца6нм понудити комбинацију отпорност на корозију и умјерена тврдоћа (200-260 хбв),

чинећи их погодним за услугу у мокро, кисео, или слани окружења, као што је подземна опрема или хемијске биљке.

Осигурање засновано на стандардима

Управљати АСТМ стандарди, Ови одливци су подвргнути строгим контролама квалитета који покривају топлотно поступање, хемијски састав, и механичко испитивање - што осигурава Глобална поузданост и следљивост.

ОГРАНИЧЕЊА АСТМ А352 ЦХЕТЕЛС

Дефекти и варијабилност ливења

Као и са било којим процесом ливења, шупљине скупљања, порозност, или инклузије може се појавити. Ове оштећења, Ако није идентификовано и исправљено, Може да компромитује механичке перформансе.

Напредне методе инспекције попут Радиографија и ултразвучно тестирање често су потребни за критичне делове.

Нижа жилавост у поређењу са фалсификованим материјалима

Упркос доброј дуктилности, челици од ливена углавном доказују Дужа жилавост лома од косованих или фалсификованих еквивалената због структуре зрна и потенцијалних мана за ливење.

Ово може ограничити њихову употребу у ултракритичким уморним окружењима.

Осетљивост на топлотну обраду

Правилан нормализација и ублажавање су од суштинског значаја за постизање потребних механичких својстава.

Неадекватни или неравномерни топлотни третман може довести до тога преостали стрес, дисторзија, или чак микрокрефиција-Парцикуларно у густим или сложеним одливима.

Забринутост заваривања

Неке оцене, Посебно легирани челици (Нпр., Ца6нм), може да захтева Стриктни поступци заваривања, укључујући загревање, Пост-заваривање топлоте (Пхт),

и Избор метала за пуњење Да би се избегло умањење или разградња отпорности на корозију.

Ограничена отпорност на корозију у партијама угљеника

Оцене као што су ЛЦА, Утегнути, и ЛЦЦ има ограничену инхерентну отпорност на корозију.

Често их захтевају превлаке, облоге, или спољна заштита Када се користи у агресивним окружењима или за дугорочну услугу.

Разматрања трошкова у легираним верзијама

Укључују се на високе легуре попут ЦА6НМ или ЛЦ3 Повећани трошкови Због легираних елемената (ЦР, У, Мо) и захтевније процесе ливења и топлоте.

9. Апликације и студије случаја

Криогене посуде и меморија у ЛНГ-у

• ЛЦБ и ЛЦЦ вентила тела:

• • Лнг Инфраструктурна захтева вентиле који остају дуктилни у -162 ° Ц (-260 ° Ф).
    Иако ЛЦЦ-100 ° Ф ЦВН оцена не осигурава потпуну дуктилност на -260 ° Ф, Омогућава безбедносну маржу изнад кршене дуктилне транзиције.
  • Студија случаја: ЛНГ терминал у Северној Европи заменио је А216 ВЦБ вентила (који је преломио током хладњача тестова) са А352 ЛЦЦ одливцима.
    Пост-инсталација, Након ниско-температура није примећена после 500 Термални циклуси.

Уље & Гас: Вентили, Прирубница, и спојнице

• Солидби (Х₂С окружење):

• • ЛЦБ-ЦР одливљивање са 1.5% У, 0.35% ЦР, и 0.30% МО изложба побољшана отпорност на пуцање стреса сулфида (Скривен).
  • Студија случаја: Оффсхоре Скупштине у северном мору у Северном мору 13% ЦР нехрђајући челик до ЛЦБ-ЦР за неке компоненте са ниским притиском,
    Смањивање материјалног трошка 20% Без жртвовања покупљања киселог гаса (Наце МР0175).

Генерација електричне енергије: Компоненте паре и котла

• Кућишта пумпе:

• • Који послују на -20 ° Ц и паре са ниским притиском, ЛЦБ одливци замењени Старији А216 прирубничка прирубница.
    Резултирало је 30% смањење тежине и побољшани живот умора због лепше микроструктуре.
  • Студија случаја: Комбинована електрана у Јапану пријавила је нулте зглобове у кругу или оштећења језгра након спровођења пажљивих пракси и хладних пракси за А352 ЛЦБ турбина крваре вентила.

Петрохемијски реактори и посуде под притиском

• Подређене течне етиленске пумпе:

• • Продавница етиленских биљака и пумпа етилен на -104 ° Ц.
    ЛЦЦ Кумпање пумпе осигурали су довољну маргину изнад сертификације -73 ° Ц, Одржавање Цхарпи енергије од 20 Ј у -104 ° Ц Током инспекције треће стране.
  • Студија случаја: У.С. Колекција залива Етиленски слој распоређен млазница ЛЦЦ Реацтор.
    Преко 150,000 сати услуге без кршених ломова, Чак и када је потребно непланирано загревање до -50 ° Ц током одржавања.

10. Поређење са другим стандардима

Када одаберете материјале за критичне апликације, Разумевање како АСТМ А352 каливни челици упоређују са другим релевантним стандардима је од суштинског значаја.

11. Улазећи трендови и будући развој догађаја

Напредна металургија: Чистач челика и усавршавање житарица

• Микроаллинг ниобијумом (Наклопити) и титанијум (Од):

• • НБ и ТИ образац (Наклопити,Од)Ц таложи се да су границе пинове зрна и једнако ефикасније од В-а, довести до АСТМ 9-10 Величине зрна чак и у одливама великих секције.
  • Побољшана криогена жилавост (ЦВН ≥ 30 Ј на -100 ° Ф за ЛЦЦ) демонстрирано у прототипким суђењима.

• Вакуум АРЦ Ремелтинг (Наш):

• • За критично нуклеарно или дубоко кришне одливке, Вар елиминише растворени гасови и смањује садржај укључивања у < 1 ппм-Светељиве скоро непробојне компоненте са ЦВН-ом > 45 Ј Ат Ат -150 ° Ф (-100 ° Ц).

Додатна производња (У ам) За челичне компоненте са ниским температурама

• Топљење електрона (Ебм) и Селективни ласерски топљење (Сонм) с прашкасти никл-гвожђе-хромима омогућавају производњу у близини нето облика,
  замршене компоненте (Нпр., Криогене кућишта сензора) Традиционално израђен од одливака А352.
• Хибрид Цастинг-АМ: Коришћење Да произведем калупе са конформалним хлађењем канала убрзавају време циклуса и побољшава микроструктуру хомогеност у одливањима.
  Суђења за ливаре показују смањену порозност и побољшани ЦВН 15 %.

Дигитално ливење: Симулација и контрола квалитета

• Рачунална динамика течности (ЦФД):

• • Дизајн виртуелног камена за оптимизацију металног протока, Смањење оштећења везаних за турбуленције.
  • Предвиђање Скривање очвршћивања и порозност коришћење Анализа коначног елемента (Феа).

• Праћење у стварном времену:

• • Уграђивање термо-колач и претварачи притиска У калуповима пружа тренутне повратне информације о температури и притиску сипати, омогућавање контроле затворене петље да исправе аномалије у муху.

• Машинско учење (Мл) За предвиђање оштећења:

• • МЛ алгоритми обучени о историјским подацима за ливење предвиђају неисправне одливке (> 90% тачност) На основу улазних сензора у реалном времену (температурни градијент, притисак, емисија пећи).

Нови премази и површински третмани за екстремне окружења

• Наноцомпосите:

• • Ти-ал-н и Црн ПВД премази који се примењују на унутрашње одломке одлажа А352 показују 300 % Дужи живот ерозије у кришним токовима гаса који садрже честице.

• Самоизлеђене епоксидне линије:

• • Уградња Микроенцапсулирани лековито лековито који отпушта полимере на стварању микро-црацк, Заптивање рохола у криогеним цевоводима без ручног одржавања.

• Диамонд-Лике Царбон (ДЛЦ):

• • ДЛЦ премази на површини ротора за пумпе смањују трење и кавитацију у ЛНГ пумпама, Проширење МТБФ-а 40%.

12. Закључак

АСТМ А352 је суштинска спецификација материјала за инжењере које дизајнирају компоненте изложене ниској температури и услузи високог притиска.

Било да је то у криогеном ЛНГ терминалну или арктичком оффсхоре платформу, А352 оцене попут ЛЦЦ-а, Утегнути, и ЦА6НМ пружају снагу, жилавост, и поузданост коју захтева модерном инфраструктуром.

Разумевањем његових металуршких нијанси, Захтеви за израду, и релевантност апликације, Индустријски професионалци могу самопоуздати избор и одредити праву оцену ливења за сеф, дугорочни наступ.

 

Често постављана питања

Шта је АСТМ А352 користио за?

АСТМ А352 се пре свега користи за производњу челичних компоненти попут вентила, пумпе, и посуде под притиском дизајнирани за нискотемпутену или криогену услугу.

Његова висока жилавост и снага чине га идеалним за захтевање индустријских окружења попут хемијске прераде и производње електричне енергије.

Могу се заварити АСТМ А352 одливци?

Да, АСТМ А352 челици од ливене могу се заварити.

Правилно загревање, Интер-Пасс Температура температуре, и пост-заваривање топлоте препоручује се одржавање механичких својстава и избегавање пуцања.

Су АСТМ А352 ЦХЕЛИСИОН ЦХЕЛИСИОН отпорни на корозију?

АСТМ А352 челика нуде умерену отпорност на корозију, што се може побољшати кроз површинске третмане или премазе, У зависности од сервисног окружења.