ASTM A352 LCC/LCB Cryogen Van

Thép đúc ASTM A352

Nội dung trình diễn

1. Giới thiệu

Trong môi trường kỹ thuật trong đó hiệu suất dưới 0 là quan trọng, Độ tin cậy vật chất không thể bị xâm phạm.

ASTM A352 là một đặc điểm kỹ thuật được công nhận rộng rãi được phát triển bởi ASTM International nhằm giải quyết vấn đề chính này đúc carbon và thép hợp kim thấp dự định cho các bộ phận chứa áp lực hoạt động trong điều kiện dịch vụ nhiệt độ thấp.

Những loại thép này rất cần thiết trong các ngành công nghiệp như LNG, Cryogenics, dầu khí, và phát điện, trong đó tính toàn vẹn cơ học dưới căng thẳng lạnh là không thể thương lượng.

Bài viết này cung cấp một phân tích toàn diện về ASTM A352, Khám phá các nguyên tắc luyện kim của nó, yêu cầu cơ khí, ứng dụng, và ý nghĩa sản xuất

để hỗ trợ các kỹ sư, người xác định, và các chuyên gia mua sắm trong việc đưa ra các lựa chọn vật liệu sáng suốt.

2. Phạm vi và mục đích của ASTM A352

ASTM A352 bao gồm Đúc cho các bộ phận giữ áp lực được thiết kế để hoạt động tại nhiệt độ thấp xuống đến -50 ° f (-46°C) hoặc thậm chí thấp hơn, tùy theo cấp lớp.

ASTM A352 LCB LCC Van
ASTM A352 LCB/LCC Cryogen Van

Nó đảm bảo rằng thép đúc duy trì độ dẻo, sự dẻo dai, và chống lại gãy xương giòn khi tiếp xúc với những môi trường đòi hỏi này.

Không giống như ASTM A216 (Đối với thép carbon đúc đa năng) hoặc A351 (cho các vật đúc không gỉ austenitic chống ăn mòn), A352 được điều chỉnh theo các ứng dụng nhiệt độ thấp.

Nó thường được chứng nhận kép với ASME SA352, làm cho nó phù hợp với bình áp và tuân thủ mã đường ống.

3. Phân loại các lớp ASTM A352

ASTM A352 bao gồm một loạt Cast carbon và các loại thép hợp kim thấp đặc biệt được thiết kế cho dịch vụ nhiệt độ thấp trong các thành phần chứa áp lực.

Phân loại dựa trên Thành phần hóa học, Hiệu suất cơ học, Và điều kiện dịch vụ.

ASTM A352 LCB Van ba chiều
ASTM A352 LCB Van ba chiều

Các lớp này được nhóm lại thành Thép carbon, Thép hợp kim thấp, Và thép không gỉ martensitic, mỗi điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu hoạt động cụ thể.

Dưới đây là một phân loại chi tiết về các lớp ASTM A352 phổ biến nhất:

Cấp Kiểu Các yếu tố hợp kim chính Nhiệt độ dịch vụ điển hình (°C) Ứng dụng phổ biến
LCA Thép cacbon Mn, C Xuống -46 ° C. Phụ kiện ống thấp, mặt bích
LCB Thép cacbon (Nâng cao) TRONG (~ 0,5%), Mn, C Xuống -46 ° C. Thân van, Bộ truyền động
LCC Thép cacbon (Tác động cao) TRONG (~ 1,0%), Mn, C Xuống -46 ° C. Các bộ phận giữ áp lực, Van lạnh
LC1-LC9 Thép hợp kim thấp Khác nhau: TRONG, Cr, Mo, Củ -46° C đến -100 ° C+ (Tùy thuộc vào hợp kim) Thiết bị áp lực đặc biệt trong môi trường khắc nghiệt
CA6NM Thép không gỉ Martensitic 13Cr, 4TRONG Xuống đến -60 ° C. Các bộ phận tuabin hơi nước, Van nước biển

Ánh xạ số uns

Mỗi lớp ASTM A352 cũng có một Hệ thống đánh số thống nhất (CHÚNG TA) chỉ định hỗ trợ truy xuất nguồn gốc và tiêu chuẩn hóa hợp kim:

  • LCA - Hoa Kỳ J03000
  • LCB - Hoa Kỳ J03001
  • LCC - Hoa Kỳ J03002
  • CA6NM - Hoa Kỳ J91540

So sánh với các tương đương rèn

Trong khi ASTM A352 cai trị dàn diễn viên các sản phẩm, Nhiều điểm số của nó có thể được so sánh với Thông số kỹ thuật bằng thép rèn được sử dụng trong các ứng dụng tương tự. Ví dụ:

  • A352 LCC gần như tương đồng ASTM A350 LF2 (Thép carbon giả mạo)
  • CA6NM có tương tự như mặt kim loại 13-4 thép không gỉ (AISI 410 với Ni)

4. Yêu cầu hóa học

Bảng tóm tắt phạm vi thành phần tối đa và tối thiểu điển hình:

Yếu tố LCB (%) LCC (%) LC1/LC2 (%) LCB-Cr (%) Chức năng
Cacbon (C) 0.24 – 0.32 0.24 – 0.32 0.24 – 0.32 0.24 – 0.32 Sức mạnh cơ bản và độ cứng
Mangan (Mn) 0.60 – 1.10 0.60 – 1.10 0.60 – 1.10 0.60 – 1.10 Mất oxy hóa, sàng lọc hạt
Silicon (Và) 0.40 – 0.60 0.40 – 0.60 0.40 – 0.60 0.40 – 0.60 Tính lưu loát, Mất oxy hóa
Phốt pho (P) ≤ 0.025 ≤ 0.025 ≤ 0.025 ≤ 0.025 Kiểm soát sự phân biệt giòn
lưu huỳnh (S) ≤ 0.015 ≤ 0.015 ≤ 0.015 ≤ 0.015 Kiểm soát vùi sulfide
Niken (TRONG) 1.00 – 2.00 Tăng cường độ bền nhiệt độ thấp (Biến thể CR)
crom (Cr) 0.25 – 0.50 Chống ăn mòn/rỗ (Biến thể CR)
Molypden (Mo) 0.25 – 0.50 Sức mạnh ở nhiệt độ cao/thấp
Vanadi (V.) 0.05 – 0.15 0.05 – 0.15 0.05 – 0.15 0.05 – 0.15 Sàng lọc hạt, độ bền kéo
đồng (Củ) ≤ 0.40 Cải thiện khả năng máy móc như đúc
Nitơ (N) ≤ 0.012 ≤ 0.012 ≤ 0.012 ≤ 0.012 Được kiểm soát để ngăn ngừa lỗ hổng
Nhôm (Al) 0.02 – 0.05 (tối đa) 0.02 – 0.05 0.02 – 0.05 0.02 – 0.05 Sửa đổi bao gồm (Desoxidizer)

Ảnh hưởng của các yếu tố hợp kim đến độ bền nhiệt độ thấp

  • Cacbon (0.24–0,32%): Sự cân bằng giữa sức mạnh và độ dẻo dai; Carbon quá mức (> 0.32%) có thể tăng độ cứng và giảm năng lượng charpy ở −50 ° F trở lên.
  • Mangan (0.60–1,10%): Thúc đẩy khử oxy hóa trong quá trình tan chảy và góp phần tăng cường giải pháp rắn.
    MN cũng giúp tinh chỉnh hỗn hợp ngọc trai/ngọc trai-ferrite trong quá trình xử lý nhiệt, cải thiện độ dẻo dai.
  • Niken (1.00–2.00%) (LCB-CR chỉ): Niken tăng cường đáng kể sự thay đổi đường cong (Sự thay đổi NDT) Trong khu vực chuyển tiếp charpy, cho phép thép duy trì hành vi dễ uốn ở nhiệt độ thấp hơn.
  • crom (0.25–0,50%) và Molypden (0.25–0,50%): Các yếu tố này kết hợp với hình thành cacbua (Cr₇c₃, MOUITC) sự phát triển hạt chậm trong quá trình xử lý nhiệt và cải thiện Độ cứng,
    do đó cải thiện cả độ bền kéo và độ bền nhiệt độ thấp.
  • Vanadi (0.05–0,15%): Hoạt động như một máy lọc hạt mạnh bằng cách hình thành các kết tủa VC tốt, Những ranh giới hạt austenite nào trong quá trình đúc và xử lý nhiệt.
    Kích thước hạt mịn hơn (ASTM 6 trận8) tương quan trực tiếp với năng lượng V-notch Charpy cao hơn ở nhiệt độ đông lạnh.

5. Tính chất vật lý

Mật độ và độ dẫn nhiệt

  • Tỉ trọng: Khoảng 7.80 g/cm³ (0.283 lb/in³) Đối với tất cả các lớp A352, Kể từ khi bổ sung hợp kim (Mo, TRONG, Cr, V.) là tương đối nhỏ (≤ 3% tổng cộng).
  • Độ dẫn nhiệt:
    • Như đúc: ~ 30 W/m·K Tại 20 °C.
    • Bình thường hóa/Tiện dụng: Giảm nhẹ (~ 28 W/m·K) Do cấu trúc hạt mịn hơn và cacbua được luyện.
    • Hiệu ứng đông lạnh: Ở −100 ° C., Độ dẫn điện tăng khiêm tốn (đến ~ 35 W/m·K) Vì sự tán xạ phonon giảm,
      có thể có lợi cho các ứng dụng yêu cầu truyền nhiệt nhanh (ví dụ., Van lạnh).

Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) ở nhiệt độ đông lạnh

  • CTE (20 ° C đến −100 ° C): ~ 12 × 10⁻⁶ /° C.
  • CTE (−100 ° C đến −196 ° C): ~ 11 × 10⁻⁶ /° C.

So với thép không gỉ austenitic (≈ 16 × 10⁻⁶ /° C.), Thép đúc A352 thể hiện sự giãn nở nhiệt thấp hơn, đó là lợi thế khi bắt vít hoặc niêm phong với các vật liệu có CTE tương tự (ví dụ., Thép carbon).

Các nhà thiết kế vẫn phải chiếm sự mở rộng khác biệt khi giao phối với nhôm hoặc đồng hợp kim, đặc biệt là trong các ứng dụng đông lạnh.

6. Tính chất cơ học của thép đúc ASTM A352

Thép đúc ASTM A352 được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao và độ bền tuyệt vời ở nhiệt độ thấp hoặc đông lạnh. Các tính chất cơ học khác nhau một chút giữa các lớp dựa trên thành phần hóa học và quá trình xử lý nhiệt. Dưới đây là so sánh một số loại A352 thường được sử dụng.

ASTM A352 LCC Butterfly Valve Body
ASTM A352 LCC Butterfly Valve Body

Tính chất cơ học điển hình theo lớp

Cấp Kiểu Độ bền kéo (MPa / ksi) Sức mạnh năng suất (MPa / ksi) Độ giãn dài (%) Năng lượng tác động ở −46 ° C (J / ft-lb) độ cứng (HB)
LCA Thép cacbon 415 phút (60 ksi) 240 phút (35 ksi) 22 phút 27 J (20 ft-lb) 170Tiết 207
LCB Thép cacbon 485Mạnh655 (70Mạnh95 KSI) 250 phút (36 ksi) 22 phút 27 J (20 ft-lb) 170Mạnh229
LCC Thép cacbon 485Mạnh655 (70Mạnh95 KSI) 250 phút (36 ksi) 22 phút 27 J (20 ft-lb) 170Mạnh229
LC2 Thép hợp kim thấp 485Mạnh655 (70Mạnh95 KSI) 275 phút (40 ksi) 20 phút 27 J (20 ft-lb) 179Mạnh229
LC2-1 Thép hợp kim thấp 550Tiết690 (80Mạnh100 KSI) 310 phút (45 ksi) 20 phút 27 J (20 ft-lb) 197Mạnh235
LC3 Thép hợp kim thấp 585Mạnh760 (85Mạnh110 KSI) 310 phút (45 ksi) 20 phút 27 J (20 ft-lb) 197Mạnh241
CA6NM
13% Cr, 4% Ni Martensitic SS 655Mạnh795 (95Mạnh115 KSI) 450Mạnh550 (65Mạnh80 KSI) 15–20 40Mạnh120 j (30Mùi90 ft-lb) Tùy thuộc vào xử lý nhiệt 200Mạnh240
CA15 13% CR Martensitic SS 620Mạnh760 (90Mạnh110 KSI) 450 phút (65 ksi) 15–20 20Mạnh40 j (15Lọ30 ft-lb) 200Mạnh240
CF8M Austenitic không gỉ (316 kiểu) 485 phút (70 ksi) 205 phút (30 ksi) 30 phút Thường không được sử dụng cho dịch vụ tác động 150Mạnh180
CD4mcun Thép không gỉ song công 655Mạnh795 (95Mạnh115 KSI) 450 phút (65 ksi) 20–25 70Mạnh100 j (50Mạnh75 ft-lb) 200Mạnh250

Ghi chú về các lớp đặc biệt

  • CA6NM: Được sử dụng rộng rãi trong các tuabin thủy điện, thân van, và vỏ máy bơm cho nó Kháng hố tuyệt vời, khả năng hàn, Và độ bền va đập ở nhiệt độ subzero.
  • CA15: Cung cấp độ cứng và khả năng chống ăn mòn nhưng độ bền tác động thấp hơn CA6NM, làm cho nó phù hợp hơn cho môi trường áp suất vừa phải.
  • CF8M (316 tương đương): Mặc dù không phải là một phần của A352, nó thường được đúc dưới ASTM A743 và được sử dụng trong Ăn mòn nhưng không có nhiệt độ thấp điều kiện.
  • CD4mcun: Một cấp độ không gỉ song công với sự cân bằng mạnh của khả năng chống ăn mòn, sức mạnh, và hiệu suất tác động; Lý tưởng cho môi trường tích cực như Giải pháp mang clorua.

7. Các quy trình đúc và sản xuất của Thép đúc ASTM A352

Tổng quan về quá trình đúc

Thép đúc ASTM A352 thường được sản xuất đúc cát hoặc đúc đầu tư, với sự lựa chọn tùy thuộc vào sự phức tạp, kích cỡ, và dung sai bắt buộc của bộ phận.

ASTM A352 LCC không trả lại van
ASTM A352 LCC Van không hoàn nguyên
  • Đúc cát: Đây vẫn là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất thân van lớn, Vỏ bơm, và mặt bích được chỉ định theo ASTM A352.
    Nó cung cấp sự linh hoạt hiệu quả về chi phí cho các hình dạng phức tạp và các phần dày.
    Tuy nhiên, Nó đòi hỏi sự kiểm soát tỉ mỉ của vật liệu nấm mốc và đổ các thông số để giảm thiểu các khiếm khuyết như độ xốp và co ngót.
  • Đúc đầu tư: Đối với nhỏ hơn, Các thành phần phức tạp hơn yêu cầu hoàn thiện bề mặt vượt trội và độ chính xác chiều, Đúc đầu tư đôi khi được sử dụng.
    Phương pháp này mang lại ít khuyết tật đúc hơn và giảm các khoản phụ cấp gia công, mặc dù với chi phí cao hơn.

Xử lý nhiệt

Sau đúc, Thép ASTM A352 trải qua nghiêm ngặt Bình thường hóa và ôn hòa để tăng cường tính chất cơ học:

  • Bình thường hóa: Thường được thực hiện tại 900Mùi950 ° C., Bình thường hóa cấu trúc hạt, giảm căng thẳng nội bộ, và cải thiện sự dẻo dai.
  • ủ: Thực hiện tại 600Mạnh700 ° C., Nhiệt độ cân bằng sức mạnh và độ dẻo trong khi giảm độ giòn.
  • Chu kỳ xử lý nhiệt được theo dõi và ghi lại nghiêm ngặt để đảm bảo tuân thủ các thông số kỹ thuật của ASTM và để đạt được các tính chất cơ học đồng đều trong suốt quá trình đúc.

Gia công và hoàn thiện

Do hình học phức tạp, Các thành phần ASTM A352 thường yêu cầu gia công Để đạt được kích thước và dung sai cuối cùng. Điều này bao gồm:

  • gia công CNC cho ghế van, mặt bích, và bề mặt niêm phong quan trọng.
  • Xử lý bề mặt chẳng hạn như mài và đánh bóng để tăng cường khả năng chống ăn mòn và hiệu suất niêm phong.
  • Các thông số gia công được tối ưu hóa dựa trên cấp thép và độ cứng để giảm thiểu hao mòn công cụ và khuyết tật bề mặt.

8. Ưu điểm và giới hạn của Thép đúc ASTM A352

Thép đúc ASTM A352 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quan trọng trong đó sức mạnh, sự dẻo dai, và khả năng chống lại sự ôm ấp ở nhiệt độ thấp là rất cần thiết.

Van điều khiển ASTM A352 LCB
Van điều khiển ASTM A352 LCB

Ưu điểm của Thép đúc ASTM A352

Độ bền nhiệt độ thấp vượt trội

ASTM A352 Lớp, LCB, và LCC-được thiết kế đặc biệt cho dịch vụ đông lạnh và phụ.

Với các yêu cầu năng lượng tác động V-notch tối thiểu của Charpy 27 J ở −46 ° C., Những vật liệu này đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc và giảm nguy cơ gãy xương giòn trong điều kiện khắc nghiệt.

Giữ áp lực tuyệt vời

Do sức mạnh cơ học và độ dẻo của chúng, Thép đúc A352 rất phù hợp cho các bộ phận chứa áp lực, chẳng hạn như van, máy bơm, và mặt bích.

Các lớp như CA6NM cũng cung cấp sức mạnh năng suất nâng cao (>550 MPa), Hỗ trợ thiết kế hệ thống áp suất cao hơn.

Khả năng đúc tốt

Thông số kỹ thuật A352 bao gồm dàn diễn viên Thành phần thép, Cho phép hình học phức tạp và sản xuất gần lưới.

Tính linh hoạt này làm giảm nhu cầu gia công rộng rãi và cho phép sản xuất các lối đi nội bộ phức tạp hoặc các vỏ không thực tế để rèn hoặc máy móc.

Tính linh hoạt giữa các ngành

A352 đúc được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm cả dầu & khí đốt, hóa dầu, phát điện,

và cryogenics - có độ tin cậy cơ học của chúng, Độ chính xác kích thước, và hiệu suất trong điều kiện nhiệt độ thấp hoặc áp suất cao.

Ăn mòn và chống mài mòn (trong các lớp hợp kim)

Lớp hợp kim như thế nào CA6NM cung cấp một sự kết hợp của chống ăn mònđộ cứng vừa phải (200Mạnh260 HBW),

làm cho chúng phù hợp cho dịch vụ trong ướt, tính axit, hoặc môi trường nước mặn, chẳng hạn như thiết bị dưới đất hoặc nhà máy hóa chất.

Đảm bảo dựa trên tiêu chuẩn

Bị chi phối bởi Tiêu chuẩn ASTM, Những vật đúc này phải chịu các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, điều trị nhiệt, Thành phần hóa học, và thử nghiệm cơ học - đảm bảo Độ tin cậy và truy xuất truy xuất toàn cầu.

Hạn chế của Thép đúc ASTM A352

Khiếm khuyết và biến đổi

Như với bất kỳ quy trình đúc nào, SHROWAGE CAUNIDE, độ xốp, hoặc sự bao gồm có thể xảy ra. Những khiếm khuyết này, Nếu không được xác định và sửa chữa, có thể thỏa hiệp hiệu suất cơ học.

Phương pháp kiểm tra nâng cao như X quang và kiểm tra siêu âm thường được yêu cầu cho các phần quan trọng.

Độ bền thấp hơn so với vật liệu giả mạo

Mặc dù có độ dẻo tốt, Thép đúc thường triển lãm Độ bền gãy thấp hơn so với các tương đương rèn hoặc giả do cấu trúc hạt và lỗ hổng tiềm năng.

Điều này có thể hạn chế việc sử dụng chúng trong môi trường mệt mỏi cực kỳ quan trọng.

Độ nhạy xử lý nhiệt

Thích hợp Bình thường hóa và ôn hòa rất cần thiết để đạt được các tính chất cơ học cần thiết.

Điều trị nhiệt không đủ hoặc không đồng đều có thể dẫn đến ứng suất dư, biến dạng, hoặc thậm chí Vi điện tử—Các trong các vật đúc dày hoặc phức tạp.

Mối quan tâm hàn

Một số lớp, đặc biệt là thép hợp kim (ví dụ., CA6NM), có thể yêu cầu Thủ tục hàn nghiêm ngặt, bao gồm làm nóng trước, Điều trị nhiệt sau hàn (PWHT),

Lựa chọn kim loại phụ Để tránh việc ôm hoặc xuống cấp của khả năng chống ăn mòn.

Khả năng chống ăn mòn hạn chế ở các loại carbon

Các lớp như LCA, LCB, và LCC có khả năng chống ăn mòn vốn có hạn chế.

Họ thường yêu cầu lớp phủ, niêm mạc, hoặc bảo vệ bên ngoài Khi được sử dụng trong môi trường tích cực hoặc cho dịch vụ lâu dài.

Cân nhắc chi phí trong các phiên bản hợp kim

Các lớp hợp kim cao như CA6NM hoặc LC3 liên quan đến tăng chi phí Do các yếu tố hợp kim (Cr, TRONG, Mo) và các quy trình đúc và xử lý nhiệt đòi hỏi khắt khe hơn.

9. Ứng dụng và nghiên cứu trường hợp

Tàu đông lạnh và lưu trữ LNG

  • Các thân van LCB và LCC:
    • LNG các van nhu cầu cơ sở hạ tầng vẫn có khả năng −162 ° C. (−260 ° F.).
      Trong khi xếp hạng CVN LCC −100 ° F không đảm bảo độ dẻo đầy đủ ở −260 ° F, Nó cung cấp một biên độ an toàn trên quá trình chuyển đổi dễ bị cấu trúc giòn giòn.
    • Nghiên cứu điển hình: Một thiết bị đầu cuối LNG ở Bắc Âu đã thay thế các thân van A216 WCB (bị gãy trong các bài kiểm tra thời gian hồi chiêu) với A352 LCC đúc.
      Sau khi cài đặt, Không có vết nứt nhiệt độ thấp nào được quan sát sau khi 500 Chu kỳ nhiệt.
A352 LCB/LCC Cryogen Van
A352 LCB/LCC Cryogen Van

Dầu & Khí đốt: Van, Mặt bích, và khớp nối

  • Dịch vụ chua (Môi trường h₂s):
    • LCB-Cr Đúc với 1.5% TRONG, 0.35% Cr, Và 0.30% MO triển lãm cải thiện sức đề kháng đối với Cơn nứt căng thẳng sunfua (SSC).
    • Nghiên cứu điển hình: Các hội đồng đầu ra ngoài khơi ở Biển Bắc được chuyển từ 13% Thép không gỉ CR đến LCB-CR cho một số thành phần áp suất thấp,
      giảm chi phí vật liệu bằng cách 20% mà không hy sinh sự tuân thủ khí chua (NACE MR0175).

Phát điện: Các thành phần hơi nước và nồi hơi

  • Vỏ bơm nước cấp:
    • Hoạt động tại −20 ° C. và hơi nước áp suất thấp, Các vật đúc LCB đã thay thế các vỏ mặt bích A216 WCB cũ hơn.
      Dẫn đến a 30% giảm cân và cải thiện tuổi thọ mỏi do cấu trúc vi mô tốt hơn.
    • Nghiên cứu điển hình: Một nhà máy năng lượng chu kỳ kết hợp ở Nhật Bản đã báo cáo các khớp LAP bằng 0 hoặc khiếm khuyết dịch chuyển lõi sau khi thực hiện các hoạt động giao phối tỉ mỉ và làm lạnh cho các cơ thể van chảy máu tua bin A352 LCB.

Lò phản ứng hóa dầu và tàu áp suất

  • Máy bơm ethylene chất lỏng được làm mát:
    • Cây ethylene lưu trữ và bơm ethylene tại −104 ° C..
      Vỏ bơm LCC được đảm bảo có đủ mức chênh lệch so với chứng nhận −73 ° C, Duy trì năng lượng Charpy của 20 J Tại −104 ° C. Trong quá trình kiểm tra của bên thứ ba.
    • Nghiên cứu điển hình: Một Hoa Kỳ. Khu phức hợp Ethylene Bờ biển Gulf đã triển khai vòi phun LCC.
      Qua 150,000 giờ phục vụ không có gãy xương giòn, Ngay cả khi cần khởi động không có kế hoạch đến −50 ° C trong quá trình bảo trì.

10. So sánh với các tiêu chuẩn khác

Khi chọn tài liệu cho các ứng dụng quan trọng, Hiểu cách các thép đúc ASTM A352 so với các tiêu chuẩn liên quan khác là điều cần thiết.

Tiêu chuẩn Loại vật liệu Phạm vi nhiệt độ Chống ăn mòn Ứng dụng điển hình Đặc điểm chính
ASTM A352 Cacbon & Thép đúc hợp kim thấp Cryogen đến xung quanh (xuống đến −46 ° C trở lên) Vừa phải (phụ thuộc hợp kim) Van, máy bơm, bình chịu áp lực Độ bền nhiệt độ thấp tuyệt vời; nhiệt được xử lý
ASTM A216 Đúc bằng thép carbon Nhiệt độ cao đến nhiệt độ cao Thấp Các bộ phận chứa áp lực chung Tiết kiệm chi phí; không phù hợp với dịch vụ đông lạnh
ASTM A351 Thép không gỉ Austenitic Nhiệt độ cao đến nhiệt độ cao Cao Môi trường ăn mòn Kháng ăn mòn vượt trội; độ dẻo dai ít hơn
ASTM A217
Hợp kim đúc thép (Crom-molybdenum) Nhiệt độ cao (Lên đến ~ 1100 ° F. / 593°C) Trung bình đến cao Van nhiệt độ cao và các bộ phận bơm Được thiết kế cho dịch vụ nhiệt độ cao; sức mạnh tốt & sức đề kháng leo
API 6A Cacbon & Thép hợp kim Dầu & Dịch vụ đầu giếng xăng Biến Thiết bị dầu mỏ Đáp ứng các yêu cầu dịch vụ mỏ dầu nghiêm ngặt
TRONG 10213 Cacbon & Thép đúc hợp kim thấp Tương tự như ASTM A352 Vừa phải Tàu và van áp suất Tiêu chuẩn châu Âu tương đương
Anh ta G5121 Cacbon & Thép đúc hợp kim thấp Tương tự như ASTM A352 Vừa phải Các thành phần áp lực Tiêu chuẩn Nhật Bản tương đương

11. Xu hướng mới nổi và sự phát triển trong tương lai

Luyện kim tiên tiến: Sạch làm sạch hơn và tinh chỉnh hạt

  • Microalloying với niobi (NB) và titan (Của):
    • Mẫu NB và TI (NB,Của)C kết tủa mà các ranh giới hạt pin hiệu quả hơn chỉ một mình, dẫn đến ASTM 9 trận10 Kích thước hạt ngay cả trong các vật phẩm lớn.
    • Cải thiện độ dẻo dai (CVN 30 J ở −100 ° F đối với LCC) được thể hiện trong các thử nghiệm nguyên mẫu.
  • Remeling hồ quang chân không (CỦA CHÚNG TÔI):
    • Đối với các hạt nhân quan trọng hoặc vật đúc sâu, Var loại bỏ các khí hòa tan và giảm hàm lượng < 1 ppmCác thành phần gần như không có ý nghĩa với CVN > 45 J tại −150 ° F. (−100 ° C.).

Sản xuất phụ gia (LÀ) Đối với các thành phần thép nhiệt độ thấp

  • Tia điện tử tan chảy (EBM)Nóng chảy bằng Laser có chọn lọc (SLM) các loại bột hình ảnh sắt niken ”cho phép sản xuất nhỏ,
    Các thành phần phức tạp (ví dụ., Vỏ cảm biến đông lạnh) theo truyền thống được làm từ các vật đúc A352.
  • Pha đúc lai: Sử dụng Am để sản xuất khuôn với các kênh làm mát phù hợp tăng tốc thời gian chu kỳ và cải thiện tính đồng nhất cấu trúc vi mô trong các vật đúc.
    Các thử nghiệm đúc cho thấy độ xốp giảm và cải thiện CVN bằng cách 15 %.

Đúc kỹ thuật số: Mô phỏng và kiểm soát chất lượng

  • Động lực học chất lỏng tính toán (CFD):
    • Thiết kế gating ảo để tối ưu hóa dòng kim loại, giảm các khiếm khuyết liên quan đến nhiễu loạn.
    • Dự đoán của Cơn co ngót hóa rắnđộ xốp sử dụng Phân tích phần tử hữu hạn (FEA).
  • Giám sát thời gian thực:
    • Nhúng cặp nhiệt điệnĐầu dò áp lực Trong khuôn cung cấp phản hồi tức thời về nhiệt độ và áp suất đổ, cho phép điều khiển vòng kín để điều chỉnh sự bất thường khi đang bay.
  • Học máy (Ml) cho dự đoán khiếm khuyết:
    • Các thuật toán ML được đào tạo về dữ liệu đúc lịch sử dự đoán các vật đúc bị lỗi (> 90% sự chính xác) Dựa trên đầu vào cảm biến thời gian thực (Độ dốc nhiệt độ, Áp lực, Phát thải lò).

Lớp phủ mới và phương pháp điều trị bề mặt cho môi trường khắc nghiệt

  • Lớp phủ nanocompozit:
    • Ti-al-nCrN Lớp phủ PVD được áp dụng cho các đoạn nội bộ của A352 Castings chứng minh 300 % Tuổi thọ xói mòn dài hơn trong dòng khí gây lạnh có chứa vật chất hạt.
  • Tự phục hồi lớp lót epoxy:
    • Sự kết hợp của Các tác nhân chữa bệnh vi mô giải phóng các polyme khi hình thành vi mô, Niêm phong các lỗ kim trong đường ống đông lạnh mà không cần bảo trì thủ công.
  • Carbon giống như kim cương (DLC):
    • Lớp phủ DLC trên bề mặt bánh công tác bơm giảm ma sát và xâm thực trong máy bơm LNG, Mở rộng MTBF bởi 40%.

12. Phần kết luận

ASTM A352 là một đặc tả vật liệu thiết yếu cho các kỹ sư thiết kế các bộ phận tiếp xúc với dịch vụ nhiệt độ thấp và áp suất cao.

Cho dù đó là một trong một thiết bị đầu cuối LNG gây đông hoặc nền tảng ngoài khơi Bắc Cực, A352 Lớp như LCC, LCB, và CA6NM cung cấp sức mạnh, sự dẻo dai, và độ tin cậy yêu cầu bởi cơ sở hạ tầng hiện đại.

Bằng cách hiểu các sắc thái luyện kim của nó, yêu cầu chế tạo, và sự liên quan của ứng dụng, Các chuyên gia trong ngành có thể tự tin lựa chọn và chỉ định điểm đúc phù hợp để an toàn, Hiệu suất dài hạn.

 

Câu hỏi thường gặp

ASTM A352 được sử dụng để làm gì?

ASTM A352 chủ yếu được sử dụng để sản xuất các thành phần thép đúc như van, máy bơm, và các bình áp lực được thiết kế cho dịch vụ nhiệt độ thấp hoặc đông lạnh.

Độ bền và sức mạnh cao của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc đòi hỏi môi trường công nghiệp như xử lý hóa học và phát điện.

ASTM A352 đúc có thể được hàn không?

Đúng, Thép đúc ASTM A352 có thể được hàn.

Làm nóng trước đúng cách, Kiểm soát nhiệt độ giữa các đường, và điều trị nhiệt sau chiến binh được khuyến nghị để duy trì các tính chất cơ học và tránh bị nứt.

ASTM A352 đúc thép có kháng ăn mòn?

Thép ASTM A352 cung cấp khả năng chống ăn mòn vừa phải, có thể được cải thiện thông qua các phương pháp điều trị bề mặt hoặc lớp phủ, Tùy thuộc vào môi trường dịch vụ.

Cuộn lên trên cùng