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《天然气工程中低温钢的选用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷第5期天然气与石油Vo.l26,No.52008年10月NaturalGasAndOilOct.2008天然气工程中低温钢的选用112杨汗青,潘亚东,吴惠芳(1.中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川成都610017;2.中国石油工程设计有限公司,北京100085)摘要:在天然气地面工程建设中,涉及到低温条件用钢的情况越来越多,如若选择不当将会对管道及站场设备的安全运行带来隐患;低温钢在材料成本及制造检验方面所需费用较高,如何恰当而经济地选择低温钢对工程建设的成本控制有着积极的意义。通过对国内外相关规范的介绍及详尽对比,对工程设计中低温压力容
2、器、低温阀门、低温钢管的选用做了总结。关键词:低温钢;材料;韧性;使用温度文章编号:10065539(2008)05002204文献标识码:A于该临界温度时,材料的冲击韧性会急剧降低,这种0前言现象被称为金属材料的低温脆性转变,这一临界温度称为材料的脆性转变温度。材料的脆性转变温度近年来,随着我国石油天然气事业的大步向前愈低,材料的低温冲击韧性愈好。冷脆现象曾在世发展,在气田开发、液化气(LNG)存储和输送、石油界上造成多次灾难性事故,因此,在工程建设中必须化工等各方面对低温金属材料的需求越来越多。若对此加以特别重视。对低温工况中的金属材料选择不当,将
3、有可能为工程建设后运行过程中留下安全隐患;另一方面,由于2低温材料的要求低温金属材料价格相对较高,如何恰当的选择低温通常情况下,我们将存储和输送低温介质以及材料,对控制工程建设中的投资也有着积极意义。在寒冷地区服役的设备和管道称为低温容器、低温管道,而用于制造这些低温容器、低温管道所用的碳1低温危害钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等统称为低温钢。作为低温钢,除强度外,最重要的指标就是其低温冲击韧低温钢主要用来存储、输送低温介质,与低温同性,要求其脆性转变温度低于材料的最低使用温度,时存在的往往还有高压。比如在一些凝析气田的开在使用温度条件下,具有足够的冲击韧性,有足够
4、的发中,使用J-T阀制冷后的介质温度低至-20~防脆性开裂能力和抗裂纹扩展的止裂能力。-40,压力高达6~8MPa;LNG的存储温度更是如前所述,体心立方晶格的金属材料存在低温低至-165。对于存储和输送这些介质的设备和冷脆现象,而面心立方晶格的金属材料(奥氏体钢管道来说,除了满足最基本的强度要求外,最重要的等)的冲击韧性与温度关系不明显,基本不受低温材料性能就是抗低温脆化性能。众所周知,对于体影响。碳钢材料(或体心立方晶格的金属材料)的心立方晶格的金属材料(如碳钢、钼、铌)而言,在低低温韧性,可以通过提高纯净度、细化晶粒以及合金温情况下,材料因其原子周围的自由
5、电子活动能力化等方法加以改善。比如控制碳钢中碳(C)、氧(低和粘结力!减弱会使金属呈现脆性断裂的倾向,对温钢都要求使用镇静钢)、磷(P)、硫(S)等有害元于这些材料,都有这样一个临界温度,当环境温度低素的含量,加入锰(Mn)、镍(Ni)等元素显著提高钢收稿日期:20080715作者简介:杨汗青(1979),男,湖南湘阴人,工程师,学士,毕业于西南石油大学油气储运专业,主要从事天然气储运设计工作。电话:(028)86014580。第26卷第5期杨汗青,等:天然气工程中低温钢的选用23的强度和韧性,加入钼(Mo)使钢的晶粒细化等等。以下,HG2
6、0585-1998∀钢制低温压力容器技术规值得一提的是,合金元素镍(Ni)加入钢中,固熔于定#中,低温压力容器的定义为设计温度-20~铁素体,能显著改善基体的韧性,因此镍(Ni)是发-196。美国ASME标准体系中,没有对低温压力展低温钢的一个重要元素。容器作明确定义,但仍然将-29作为一个控制标为满足低温工况下的要求,在低温设备和管材准。GB150-1998∀钢制压力容器#规定:制造低温的选型过程中,通常从化学成分、制造工艺、强度要压力容器所用的碳素钢和低合金钢均应按附录C求(屈强比)、热处理状态、材料试验要求等各方面中的规定进行夏比(V型缺口)低温冲击试验。
7、奥提出标准,作为衡量材料低温韧性性能的通用手段。氏体钢的使用温度高于或等于-196时,可免做冲通常在夏比(V型缺口)冲击试验中把冲击值降到击试验!。某一特定允许的最低冲击值,并把此时的最低温度表1列出的是可用于低温压力容器制造的低合作为该材料的脆性转变温度。在施工过程中,由于金钢牌号、冲击试验(标准试样)最低温度及冲击功钢管的对接焊缝相对于母管较难保证其低温冲击韧(平均值)要求。其中,16MnDR钢是制造-40级性,因此应对焊接工艺评定方法及焊缝的冲击试验低温压力容器的经济又成熟的钢种,在工程建设中提出要求。被广泛应用;07MnNiCrMoVDR由于其具有良
