В 2010 году южнокорейская POSCO, Daewoo Shipbuilding и пять крупнейших классификационных обществ мира начали проект «совместной разработки высокомарганцовистой стали и сварочных материалов для сверхнизких температур» и добились массового производства высокомарганцовистой стали для резервуаров для хранения СПГ. 2015. К июню 2022 года, чтобы преодолеть техническое затруднение, южнокорейские компании Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) и POSCO проведут первую в мире установку резервуаров для хранения топлива СПГ из высокомарганцевой стали на очень крупных танкерах, работающих на СПГ. (VLCCs) Ceremony и сообщила, что разработала технологию изготовления топливных баков, начиная от предварительной обработки стали и заканчивая сваркой и формовкой.
1. Что такое сталь с высоким содержанием марганца?
Сталь с высоким содержанием марганца для резервуаров для хранения СПГ представляет собой легированную сталь с содержанием марганца от 22 до 25%, которая обладает хорошей устойчивостью к низким температурам и высокой износостойкостью, что более очевидно, чем традиционные материалы для резервуаров для хранения СПГ. Это новый любимец резервуаров для хранения СПГ. материалы, которые Южная Корея посвятила исследованиям и разработкам более десяти лет.
2.Краткий анализ типов стали, их преимуществ и недостатков для резервуаров для хранения СПГ. Наши подходящие сварочные материалы могут удовлетворить этим строгим требованиям: поскольку большие резервуары для хранения топлива СПГ являются основным оборудованием экологически чистых судов, работающих на топливе, и всей цепочки промышленности СПГ, технические стандарты чрезвычайно строги, а стоимость высока. СПГ обычно хранится и транспортируется при сверхнизких температурах -163°C. «Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом», именуется «Кодекс IGC». Четыре низкотемпературных материала, которые можно использовать для изготовления СПГ, включают: сталь из алюминиевого сплава, австрийскую нержавеющую сталь Tensitic, аустенитную сталь из сплава Fe-Ni (также известную как инварная сталь) и сталь с содержанием 9% Ni (подробности см. в Таблице 1), в то время как сталь с содержанием 9% Ni является наиболее часто используемой и широко используемой для резервуаров для хранения топлива СПГ. Но недостатки заключаются в том, что цена по-прежнему высока, процедуры обработки громоздки, прочность сравнительно невысока, а содержание никеля в продукте велико. В последние годы цена на никель продолжает расти, а себестоимость продукции значительно выросла.
4 криогенных материала, которые можно использовать в строительстве СПГ в соответствии с «Кодексом IGC»
| Минимальная расчетная температура | Основные виды сталей и термическая обработка | Температура испытания на удар |
| -165℃ | 9%Ni сталь NNT или QT | -196℃ |
| аустенитная нержавеющая сталь – 304, 304L, 316/316L, 321 и 347, обработанная раствором | -196℃ | |
| Алюминиевый сплав – 5083 отожженный | NO | |
| аустенитный железо-никелевый сплав (36%Ni) |
Сравнение прочности широко используемых материалов для СПГ и новой стали с высоким содержанием марганца.
| Элемент | Обычно сплав | сталь с высоким содержанием марганца | ||||
| 9% никелевая сталь | 304 СС | Алю 5083-О | Инварная сталь | MC | ||
| Базовые материалы | Химический состав | Фе-9Ни | Fe-18,5Cr-9,25Ni | Ал-4,5Мг | Фе-36Ни | М ЧМ мин |
| Микроструктура | α1（+Y） | γ（FCC） | ФКС | ФКС | ФКС | |
| Предел текучестиМПа | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| Предел прочности МПа | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196℃ВлияниеДж | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| Сварные детали | сварочные материалы | Инконал | Тип308 | ЭР5356 | - | FCA, SA, GTA |
| Предел текучестиМПа | - | - | - | - | ≥400 | |
| Предел прочностиМПа | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196℃ВлияниеДж | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
Сверхнизкотемпературная высокомарганцевая сталь, которая сочетает в себе высокую прочность, высокую ударную вязкость и низкую стоимость, имеет очень широкую перспективу применения на будущих рынках резервуаров для хранения топлива СПГ и защиты окружающей среды на альтернативных рынках резервуаров для хранения топлива, таких как жидкий аммиак, жидкий водород, и метанол.
Требования к составу и эксплуатационным характеристикам высокомарганцовистой стали
Химический состав (проект ASTM)
|
| C | Mn | p | s | Cr | Cu |
| % | 0,35-0,55 | 22,5-25,5 | <0,03 | <0,01 | 3,0-4,0 | 0,3-0,7 |
Механическое поведение
● Кристаллическая структура: гранецентрированная кубическая решетка (γ-Fe).
● Допустимая температура＞-196℃.
● Предел текучести>400 МПа (58 фунтов на квадратный дюйм).
● Предел прочности: 800–970 МПа (116–141 фунтов на квадратный дюйм).
● Испытание на удар по Шарпи с V-образным надрезом >41 Дж при -196 ℃ (-320 ℉).
Представление нашей компании сварочных материалов для стали с высоким содержанием марганца, соответствующих сварочным материалам.
В последние годы мы посвятили себя исследованиям и разработкам сварочных материалов из высокомарганцовистой стали, соответствующих сварочным материалам для резервуаров для хранения СПГ, а также успешно разработали сварочные материалы, которые могут соответствовать свойствам основных материалов из высокомарганцевой стали для резервуаров для хранения СПГ. Конкретные свойства показаны в Таблице 2.
Механические свойства стали с высоким содержанием марганца соответствуют сварочным материалам наплавленного металла.
| Имя | Позиция | механические свойства | ||||
| YP | TS | EL | -196℃воздействие | рентгенографические тесты | ||
| Цели дизайна | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| ГЕР-HMA Φ3,2 мм | Ручной электрод | 488 | 686 | 46,0 | 73,3 | I |
| ГКР-ХМА-С Φ3,2 мм | Металлопорошковая проволока | 486 | 700 | 44,5 | 62,0 | I |
Проволока для дуговой сварки под флюсом Ps.Metal с порошковым сердечником для стали с высоким содержанием марганца использует соответствующий флюс GXR-200 для стали с высоким содержанием марганца.
Свариваемость и демонстрация образцов сварочных материалов для сталей с высоким содержанием марганца для резервуаров для хранения СПГ
Свариваемость сварочных материалов для высокомарганцовистой стали проявляется следующим образом.
Электрод (GER-HMA) плоско-угловая сварка после удаления шлака
Сварка под углом возвышения электродом (GER-HMA) после удаления шлака
Сварочный пруток (GER-HMA) до и после удаления шлака угловой сварки
Дисплей сварки под флюсом с металлическим порошковым сердечником (GCR-HMA-S)
Образцы сварных соединений сварочных стержней с высоким содержанием марганца показаны ниже.
Отображение образцов растяжения плоской сварки (1G)
Отображение образцов растяжения вертикальной сварки (3G)
Отображение образцов изгиба плоской сварки (1G)
Отображение образцов изгиба плоской сварки (1G)
PS.Высокомарганцовистая сталь сваривается сварочными стержнями 1G и 3G, на образцах с торцевым и обратным изгибом нет трещин, а трещиностойкость хорошая.
Время публикации: 22 ноября 2022 г.