Låg-temperaturflänsar är tillverkade av slag-testade material speciellt utvalda för att bibehålla duktilitet och brottseghet under intervallet för standard kolstål. När temperaturen sjunker under -20 grader F förlorar standard ASTM A105 kolstål sin slaghållfasthet och blir känsligt för spröda brott. Lågtemperaturkvaliteter är väsentliga för LNG, kryogena och arktiska rörledningstillämpningar där fel från spröda sprickor måste undvikas.
Vad är lågtemperaturflänsar?
Låg-temperaturflänsar är flänsar tillverkade av material som har slagtestats- för att verifiera deras brottseghet vid den lägsta designtemperaturen. Standard kolstål (ASTM A105) genomgår en formbar-till- övergång när temperaturen sjunker, vilket förlorar sin förmåga att absorbera stötenergi utan att spricka. Låg-materialkvaliteter är formulerade med kontrollerad kemi och värmebehandling för att bibehålla duktiliteten vid temperaturer under-noll. Dessa flänsar regleras av ASME B16.5 med ytterligare materialkrav specificerade i tillämplig kod (ASME B31.3 för processrör) och själva materialstandarden.
Materialalternativ
Följande tabell sammanfattar de vanligaste flänsmaterialen med låg-temperatur och deras lägsta driftstemperaturer:
| Materialstandard | Kvalitet | Min designtemperatur | Nyckelfunktioner | Typisk tillämpning |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A350 | LF2 | -50 grader F | Vanligaste kolstål med låg-temp | LNG, kyltjänster |
| ASTM A350 | LF3 | -150 grader F | Förbättrad seghet vid låg-temperatur | Kryogen gasbearbetning |
| ASTM A182 | F304L | -425 grader F | Austenitisk rostfri, utmärkta kryogena egenskaper | LNG, flytande kväve |
| ASTM A182 | F316L | -425 grader F | Lågt-kol, korrosions-beständig kryogen | Frätande kryogen tjänst |
| ASTM A182 | F51 (2205) | -50 grader F | Duplex, begränsad låg-temp användning | Sur gas, låg-marin |
A350 LF2 är kolstålkvaliteten för arbetshästen med låg-temperatur, som ger god seghet ner till -50 grader F till en måttlig kostnadspremie över A105. För kallare service ner till -150 grader F ger A350 LF3 med sin högre nickelhalt förbättrad seghet. För kryogena temperaturer under -150 grader F krävs austenitiska rostfria stål som F304L och F316L eftersom deras ansiktscentrerade kubiska kristallstruktur förblir formbar vid vilken temperatur som helst.
Tryck-Temperaturklassificeringar
Tryck-temperaturklassificeringarna för låg-temperaturflänsar följer standard ASME B16.5-tabellerna för varje materialgrupp. Austenitiska rostfria stål behåller sina mekaniska egenskaper exceptionellt bra vid kryogena temperaturer, och blir faktiskt starkare när temperaturen sjunker. Klassificeringen av kolstål minskar avsevärt vid låga temperaturer, och vissa materialklasser kan sänkas under vissa temperaturer. Den lägsta designtemperaturen för varje material bestäms av materialets kvalificeringstemperatur för slagtest, inte av godtyckliga gränser.
Krav på effekttestning
Charpy V-Notch (CVN) slagtestning är standardmetoden för att verifiera seghet vid låg-temperatur. ASME B31.3 och ASME B16.5 kräver slagprovning för alla flänsar av kolstål och låg-legerat stål som används under -20 grader F. Testet utförs på prover tagna från den färdiga flänsen eller från representativa provbitar som får samma värmebehandling. Minsta energivärden anges i materialstandarden och varierar beroende på materialkvalitet och lägsta designtemperatur. Testtemperaturen måste vara på eller under den lägsta designtemperaturen. Slagprovning krävs också på svetsmetall och värmepåverkade zoner för svetsade tillverkningar.
Ansökningar
Låg-temperaturflänsar är kritiska komponenter i LNG-bearbetnings-, lagrings- och transportanläggningar där temperaturen kan nå -260 grader F. Kryogena gasseparations- och luftvätskeanläggningar separerar luft till syre, kväve och argon vid extremt låga temperaturer. Kyl- och kylboxsystem i kemiska anläggningar arbetar vid låga temperaturer. Arktiska och subarktiska rörledningsanläggningar möter omgivningstemperaturer som kräver material med låg seghet i hela systemet. System för hantering av flytande kväve och flytande syre kräver material som förblir formbara vid sina lagringstemperaturer.
Certifiering och spårbarhet
Materialtestrapporter (MTR) för flänsar med låg-temperatur måste innehålla slagtestresultat som visar de absorberade energivärdena för varje provexemplar. Full spårbarhet från stålsmältan till den färdiga flänsen krävs, med värmenummer stämplade på varje fläns för identifiering. Tredjepartsinspektion specificeras ofta för kritisk låg-temperaturservice för att ge oberoende verifiering av materialegenskaper. Positiv materialidentifiering (PMI)-testning av materialkemi före installation ger ytterligare kvalitetssäkring.
Det viktigaste är att alltid specificera -testade låg-lågtemperaturmaterial för alla flänsanslutningar under -20 grader F. Användning av standardkolstål under dess övergångstemperatur skapar en risk för katastrofala sprödbrott som måste undvikas till varje pris.
Behöver du flänsar med låg-temperatur?
Kontakta vårt ingenjörsteam för expertval av-lågtemperaturflänsar och materialcertifiering.
Flänsprodukter
