12Ni14 niskotemperaturni nikl čelik
12Ni14je a12-14% legirani čelik nikladizajniran za ekstremne kriogene primjene, prvenstveno se koristi u sustavima za skladištenje i transport tečnog prirodnog plina (LNG).
Ključne karakteristike
Vrsta materijala:niklom{0}}legirani feritni čelik (nije ugljični čelik)
Primarni standard:EN 10028-4 (Pljosnati proizvodi za rad pod pritiskom - čelici od legure nikla)
Raspon temperature:Pogodno za servis do-196 stepeni (-321 stepen F)
Glavna aplikacija:LNG rezervoari za skladištenje, kriogene posude
Toplinska obrada:Dvostruko normalizirano i temperirano, ili kaljeno i temperirano
Hemijski sastav (EN 10028-4)
| Element | Sadržaj (%) | Bilješke |
|---|---|---|
| C | Manje ili jednako 0,15 | Nizak ugljik za zavarljivost |
| Si | Manje ili jednako 0,35 | |
| Mn | Manje ili jednako 0,70 | Ograničen sadržaj mangana |
| P | Manje ili jednako 0,020 | Veoma niska za kriogenu žilavost |
| S | Manje ili jednako 0,010 | Veoma niska zavarljivost |
| Ni | 12.0-14.0 | Visok sadržaj nikla za ekstremnu{0}}istočnost na niskim temperaturama |
| Cr | Manje ili jednako 0,25 | |
| Mo | Manje ili jednako 0,10 | |
| Cu | Manje ili jednako 0,25 | |
| Al | Manje ili jednako 0,050 |
Mehanička svojstva
| Nekretnina | Vrijednost | Test Condition |
|---|---|---|
| Granica tečenja (Rp0,2), min | 500 MPa | Nakon termičke obrade |
| Vlačna čvrstoća (Rm) | 620-780 MPa | |
| Izduženje (A), min | 20% | |
| Energija udara (KV), min | Na -196 stepeni: Prosjek 3 testa: veći ili jednak 70 J Pojedinačna vrijednost: veća ili jednaka 50 J |
Charpy V-zarez |
Poređenje s drugim nikl čelicima
| Ocjena | Sadržaj nikla | Minimalna snaga prinosa | Ključna temperatura primjene |
|---|---|---|---|
| 12Ni14 | 12-14% | 500 MPa | -196 stepeni |
| X10Ni9 | 8.5-10% | 585 MPa | -196 stepeni |
| X8Ni9 | 8-9% | 640 MPa | -196 stepeni |
| 9% Ni čelik | 9% | 585-690 MPa | -196 stepeni |
Zahtjevi za toplinsku obradu
12Ni14 zahteva specifičnu termičku obradu da bi postigao svoja svojstva:
Dvostruka normalizacija i kaljenje:
Prva normalizacija: 900-950 stepeni
Druga normalizacija: 800-850 stepeni
Temperatura: 550-600 stepeni
Kaljenje i kaljenje:
Gašenje od 800-850 stepeni
Kaljenje na 550-600 stepeni
Područja primjene
Primarne primjene:
LNG industrija:
Primarni i sekundarni kontejneri za skladištenje LNG
LNG brodski rezervoari i skladišta za teret
Oprema za obradu LNG-a
Kriogeno inženjerstvo:
Skladištenje tekućeg vodika (sa posebnim osvrtom)
Čuvanje etilena na kriogenim temperaturama
Specijalizovana oprema za kriogena istraživanja
Energetski sektor:
Komponente za LNG{0}}elektrane
Kriogeni sistemi za skladištenje energije
Specifikacije cijevi
Cijevi napravljene od 12Ni14 su pokrivene ispod:
EN 10216-4:Bešavne čelične cijevi za tlačne svrhe sa specificiranim niskim temperaturnim svojstvima
EN 10217-4:Zavarene čelične cijevi za tlačne svrhe sa specificiranim niskotemperaturnim svojstvima
Razmatranja o zavarivanju
| Aspekt | Requirement |
|---|---|
| Filler Metals | Potrošni materijali sa visokim{0}}nim sadržajem nikla (obično 12-13% Ni) |
| Prethodno zagrevanje | Generalno nije potrebno |
| Interpass Temperature | Kontrolisano ispod 150 stepeni |
| Procesi zavarivanja | SMAW, GTAW, SAW sa kvalifikovanim procedurama |
| PWHT | Potrebno za vraćanje HAZ svojstava |
Napomene o dizajnu i izradi
Izbor materijala:Koristi se kada je potrebna izuzetna žilavost na -196 stepeni
Troškovi izrade:Visoki troškovi materijala i izrade zbog sadržaja nikla i posebnih postupaka
Ograničenja debljine:Dostupan u različitim debljinama, ali izrada postaje sve izazovnija sa povećanjem debljine
Zahtjevi za testiranje:Potrebna su opsežna NDT i mehanička ispitivanja
Ekvivalentne ocjene
| Standard | Ekvivalentna oznaka |
|---|---|
| ASTM/ASME | Slično SA 645 (5% Ni), ali sa višim sadržajem Ni |
| ISO | Slične oznake u razvoju |
| JIS | Nema direktnog ekvivalenta |
| GB (Kina) | U razvoju po kineskim standardima |
Važne tehničke napomene
Fazna transformacija:12Ni14 radi u potpuno feritnoj fazi na kriogenim temperaturama
Čvrstoća na lom:Odlična otpornost na krhko lomljenje na -196 stepeni
termička ekspanzija:Niži koeficijent termičke ekspanzije od austenitnog nerđajućeg čelika
Magnetna svojstva:Feritna struktura ga čini magnetnim
Tržište i dostupnost
Ograničena proizvodnja:Proizveden u specijalizovanim čeličanama
Vrijeme isporuke:Duže vrijeme isporuke u odnosu na konvencionalne čelike
Certifikacija:Zahtijeva opsežnu certifikaciju i sljedivost
Globalni dobavljači:Ograničen broj proizvođača širom svijeta
Poređenje sa austenitnim alternativama
| Parametar | 12Ni14 čelik | Austenitni nerđajući (304L) |
|---|---|---|
| Toplotna provodljivost | Više | Niže |
| Thermal Expansion | Niže | Više |
| Magnetic Properties | Magnetic | Nije-magnetna |
| Cijena pri jednakoj snazi | Uporedivo ili niže | Više |
| Snaga prinosa | Više | Niže |
Rezime
12Ni14je specijalizovanavisoko{0}}legirani čelik (12-14%)dizajniran posebno zaLNG skladištenje i kriogene primjenena temperaturama do -196 stepeni . Nudi odličnu otpornost na lom na kriogenim temperaturama uz održavanje feritne mikrostrukture. Iako se u nekim kontekstima spominje kao "čelična cijev za kotlove", njegova stvarna primjena je daleko specijaliziranija - prvenstveno u kriogenoj i LNG industriji, a ne u konvencionalnim kotlovskim sistemima. Materijal zahtijeva pažljivu toplinsku obradu, specijalizirane postupke zavarivanja i rigoroznu kontrolu kvalitete kako bi se osigurale performanse u kritičnim kriogenim uslugama.
