استانداردهای مشخصات مواد برای قطعات گاز طبیعی در محیط های LNG برودتی

انتخاب متالورژیکی برای شکل پذیری در دمای پایین

1. هنگام طراحی قطعات گاز طبیعی برای کاربردهای گاز طبیعی مایع (LNG)، چالش مهندسی اولیه جلوگیری از شکنندگی سرد است. فولادهای کربنی استاندارد در دماهای بسیار بالاتر از نقطه جوش LNG 162- درجه سانتیگراد تحت یک انتقال شکل پذیر به شکننده هستند. بنابراین، انتخاب فلزات برای خدمات گاز طبیعی برودتی به موادی با ساختار شبکه مکعبی (FCC) مانند فولادهای زنگ نزن آستنیتی یا فولادهای نیکل 9 درصد نیاز دارد.
2. معمولا مشخص می شود نمرات فولاد ضد زنگ برای شیرهای LNG شامل ASTM A351 CF8M و CF3M می شود. این گریدها چقرمگی ضربه‌ای Charpy V-Notch را در دماهای پایین تا 196- درجه سانتیگراد حفظ می‌کنند و تضمین می‌کنند که قطعات حاوی فشار تحت فشارهای عملیاتی شکستگی فاجعه‌باری را تجربه نمی‌کنند.
3. برای زیرساخت های لوله کشی سنگین، فولاد کربن با دمای پایین در مقابل فولاد ضد زنگ مقایسه ها اغلب باعث می شود مهندسان ASTM A333 درجه 6 را برای سرمای متوسط مشخص کنند، اما برای جابجایی LNG برودتی واقعی، AISI 304/304L و 316/316L به دلیل محتوای کروم نیکل خود که فاز آستنیت را تثبیت می کند، معیار باقی می مانند.

یکپارچگی آب بندی و کنترل انتشار فراری در -162 درجه سانتیگراد

1. را مواد آب بندی برودتی برای گاز طبیعی باید بر ضرایب انقباض حرارتی بالای پلیمرها غلبه کند. الاستومرهای سنتی با رسیدن به دمای انتقال شیشه ای خود (Tg) از بین می روند. در نتیجه، قطعات گاز طبیعی مانند واشر و صندلی سوپاپ از PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene) یا PTFE اصلاح شده (Polytetrafluoroethylene) تقویت شده با الیاف شیشه یا کربن برای حفظ آب بندی در دمای حالت مایع استفاده می کنند.
2. انتشار گازهای گلخانه ای یک نگرانی مهم در پایانه های LNG است. یکپارچگی بالا استانداردهای نشت برای قطعات LNG توسط ISO 15848-1 اداره می شوند. برای دستیابی به سفتی کلاس A، اجزاء اغلب از سیستم‌های بسته‌بندی "باردار" استفاده می‌کنند که از فنرهای Belleville برای اعمال فشار ثابت بر روی مهر و موم ساقه استفاده می‌کنند و انقباض حرارتی را جبران می‌کنند. قطعات گاز طبیعی در طول چرخه های خنک کننده
3. چگونه از خرابی سیل در قطعات LNG جلوگیری کنیم شامل استفاده از کاپوت های توسعه یافته (ستون های بخار) روی دریچه های برودتی است. این طراحی به بسته بندی ساقه اجازه می دهد تا با حفظ یک بافر گاز بین LNG مایع و غده آب بندی، در دمای محیط کار کند و از تشکیل یخ که می تواند به رابط آب بندی آسیب برساند، جلوگیری می کند.

تجزیه و تحلیل خواص فیزیکی آلیاژهای برودتی

1. را mechanical reliability of قطعات گاز طبیعی از طریق تجزیه و تحلیل تنش-کرنش دقیق در دمای افراطی تایید می شود. این ماده نه تنها باید در برابر شکست مقاومت کند، بلکه باید استحکام تسلیم خاصی را نیز حفظ کند (معمولاً 205 مگاپاسکال برای 316 لیتر) تا بتواند فشارهای داخلی سیستم های پمپ فشار بالا را تحمل کند.
2. مقایسه فنی خواص مواد برودتی:

مهندسی دقیق و استانداردهای سطح کار

1. مورفولوژی سطح برای آن حیاتی است طول عمر تنظیم کننده ها و اتصالات LNG . الف پرداخت سطح Ra برای آب بندی گاز 0.4 تا 0.8 میکرومتر برای اطمینان از اتصال فلز به فلز ضد گاز مورد نیاز است. ماشینکاری دقیق از افزایش استرس موضعی جلوگیری می کند که می تواند منجر به شکست خستگی در طول انبساط و انقباض سریع شود. قطعات گاز طبیعی .
2. برای ملاقات کدهای لوله کشی برودتی ASME B31.3 ، همه قطعات گاز طبیعی باید تحت آزمایش های غیر مخرب (NDT)، از جمله بازرسی نفوذ رنگ (DPI) و تست رادیوگرافی (RT) قرار گیرد. این تضمین می‌کند که ساختار دانه‌های ریخته‌شده یا آهنگری عاری از اجزای میکروسکوپی است که ممکن است تحت چرخه حرارتی برودتی به محیط معمولی تأسیسات LNG با حداکثر تراشیدن گسترش یابد.
3. درک کردن مقاومت در برابر خوردگی در قطعات LNG شامل تجزیه و تحلیل اثرات تراکم اتمسفر است. از آنجایی که اجزای برودتی مستعد یخ زدگی هستند، اگر در هاب های واردات/صادرات LNG ساحلی قرار داشته باشند، باید در برابر ترک خوردگی تنشی ناشی از کلرید (CSCC) مقاومت کنند و این امر نیاز به اعداد معادل مقاومت حفره ای بالا (PREN) در انتخاب آلیاژ دارد.

سوالات متداول مهندسی

1. متداول ترین ماده برای بدنه شیرهای LNG چیست؟ ASTM A351 CF8M (فولاد ضد زنگ 316) به دلیل مقاومت ضربه ای عالی در -196 درجه سانتیگراد استاندارد صنعتی است.
2. چرا نمی توان از فولاد کربنی برای LNG استفاده کرد؟ فولاد کربنی زیر 29- درجه سانتیگراد تحت "تردی سرد" قرار می گیرد و چقرمگی خود را از دست می دهد و مانند شیشه در اثر ضربه خرد می شود.
3. PCTFE چیست و چرا در LNG استفاده می شود؟ PCTFE یک فلوروپلیمر تخصصی است که برای نشیمنگاه شیرها استفاده می شود زیرا خواص مکانیکی و پایداری ابعادی خود را در دماهای برودتی بهتر از PTFE حفظ می کند.
4. چگونه کاپوت های توسعه یافته روی دریچه های LNG کار می کنند؟ راy provide a vertical gas column that allows the packing to stay warm, preventing the seal from freezing and failing.
5. چه NDT برای اجزای گاز طبیعی برودتی مورد نیاز است؟ تست های بصری، نافذ رنگ و رادیوگرافی استاندارد برای اطمینان از یکپارچگی ساختار داخلی و خارجی هستند.

مراجع فنی

1. ASME B31.3: کد لوله‌کشی فرآیند برای جابجایی سیالات برودتی.
2. NACE MR0175/ISO 15156: موادی برای استفاده در محیط های حاوی H2S در تولید نفت و گاز.
3. ISO 28921-1: Industrial valves - Isolating valves for low-temperature applications.