Kriyojenik LNG Ortamlarındaki Doğal Gaz Parçalarına İlişkin Malzeme Spesifikasyon Standartları

Düşük Sıcaklık Sünekliği için Metalurjik Seçim

1. Tasarlarken Doğal Gaz Parçaları Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG) uygulamaları için temel mühendislik sorunu "soğuk kırılganlığını" önlemektir. Standart karbon çelikleri, LNG'nin kaynama noktası olan -162°C'nin çok üzerindeki sıcaklıklarda süneklikten kırılganlığa geçişe uğrar. Bu nedenle, kriyojenik doğal gaz hizmetleri için metal seçimi Östenitik Paslanmaz Çelikler veya %9 Nikel çelikler gibi Yüzey Merkezli Kübik (FCC) kafes yapısına sahip malzemeler gerektirir.
2. Yaygın olarak belirtilen LNG vanaları için paslanmaz çelik kaliteleri ASTM A351 CF8M ve CF3M'yi içerir. Bu kaliteler, -196°C'ye kadar düşük sıcaklıklarda yüksek Charpy V-çentik darbe dayanıklılığını koruyarak, basınç içeren bileşenlerin operasyonel gerilimler altında yıkıcı bölünme kırılmalarına maruz kalmamasını sağlar.
3. Ağır hizmet tipi boru altyapısı için, düşük sıcaklık karbon çeliği vs paslanmaz çelik karşılaştırmalar genellikle mühendislerin orta dereceli soğuk için ASTM A333 Derece 6'yı belirlemesine yol açar, ancak gerçek kriyojenik LNG kullanımı için AISI 304/304L ve 316/316L, ostenit fazını stabilize eden krom-nikel içeriğinden dolayı referans noktası olmaya devam etmektedir.

-162°C'de Sızdırmazlık Bütünlüğü ve Kaçak Emisyon Kontrolü

1. doğal gaz için kriyojenik sızdırmazlık malzemeleri polimerlerin yüksek termal büzülme katsayılarının üstesinden gelmelidir. Geleneksel elastomerler cam geçiş sıcaklığına (Tg) ulaştıklarında başarısız olurlar. Sonuç olarak, Doğal Gaz Parçaları Contalar ve valf yuvaları gibi contalar, sıvı hal sıcaklıklarında bir sızdırmazlık sağlamak için PCTFE (Poliklorotrifloroetilen) veya cam veya karbon fiberlerle güçlendirilmiş modifiye PTFE (Politetrafloroetilen) kullanır.
2. Kaçak emisyonlar LNG terminallerinde kritik bir sorundur. Yüksek bütünlük LNG bileşenleri için sızıntı standartları ISO 15848-1'e tabidir. bir Sınıfı sızdırmazlığa ulaşmak için bileşenler genellikle gövde contası üzerine sabit basınç uygulamak için Belleville yaylarını kullanan ve contanın termal büzülmesini telafi eden "canlı yüklü" salmastra sistemleri içerir. Doğal Gaz Parçaları soğuma döngüleri sırasında.
3. LNG parçalarında conta arızası nasıl önlenir kriyojenik valflerde uzatılmış kapakların (buhar kolonları) kullanılmasını içerir. Bu tasarım, sıvı LNG ile sızdırmazlık contası arasında bir gaz tamponu sağlayarak gövde salmastrasının ortam sıcaklıklarında çalışmasına olanak tanır ve sızdırmazlık arayüzüne zarar verebilecek buz oluşumunu engeller.

Kriyojenik Alaşımların Fiziksel Özellik Analizi

1. mechanical reliability of Doğal Gaz Parçaları aşırı sıcaklıklarda sıkı gerilim-gerinim analizi ile doğrulanmıştır. Malzemenin yalnızca kırılmaya karşı dirençli olması değil aynı zamanda yüksek basınçlı pompa sistemlerinin iç basınçlarını kaldırabilmek için belirli akma mukavemetini (316L için tipik olarak 205 MPa) da koruması gerekir.
2. Kriyojenik Malzeme Özelliklerinin Teknik Karşılaştırması:

Hassas Mühendislik ve Yüzey İşlem Standartları

1. Yüzey morfolojisi hayati öneme sahiptir. LNG regülatörlerinin ve bağlantı parçalarının uzun ömürlülüğü . A Gaz contaları için Ra yüzey kalitesi Gaz geçirmez bir metal-metal arayüzü sağlamak için 0,4 ila 0,8 mikrometre gereklidir. Hassas işleme, malzemenin hızlı genleşmesi ve daralması sırasında yorulma arızasına yol açabilecek lokal gerilim yükselticilerini önler. Doğal Gaz Parçaları .
2. buluşmak ASME B31.3 kriyojenik boru kodları , hepsi Doğal Gaz Parçaları Boya Penetrant Muayenesi (DPI) ve Radyografik Test (RT) dahil olmak üzere tahribatsız testlerden (NDT) geçmelidir. Bu, döküm veya dövme tane yapısının, zirveyi tıraşlayan LNG tesislerine özgü kriyojenik-ortam termal döngüsü altında genişleyebilecek mikroskobik kalıntılardan arınmış olmasını sağlar.
3. Anlamak LNG parçalarında korozyon direnci atmosferik yoğunlaşmanın etkilerini analiz etmeyi içerir. Kriyojenik bileşenler "buzlanmaya" eğilimli olduğundan, kıyıdaki LNG ithalat/ihracat merkezlerinde bulunuyorlarsa klorür kaynaklı gerilimli korozyon çatlamasına (CSCC) direnmeleri gerekir; bu da alaşım seçiminde yüksek Çukurlaşma Direnci Eşdeğer Numaraları (PREN) gerektirir.

Mühendislik SSS

1. LNG valf gövdeleri için en yaygın malzeme hangisidir? ASTM A351 CF8M (316 Paslanmaz Çelik), -196°C'deki mükemmel darbe dayanımı nedeniyle endüstri standardıdır.
2. Karbon çeliği neden LNG için kullanılamıyor? Karbon çeliği -29°C'nin altında "soğuk gevrekleşmeye" maruz kalır, dayanıklılığını kaybeder ve darbe altında cam gibi parçalanır.
3. PCTFE nedir ve LNG'de neden kullanılır? PCTFE, mekanik özelliklerini ve boyutsal stabilitesini kriyojenik sıcaklıklarda PTFE'den daha iyi koruduğu için valf yuvaları için kullanılan özel bir floropolimerdir.
4. Uzatılmış kapaklar LNG valflerinde nasıl çalışır? y provide a vertical gas column that allows the packing to stay warm, preventing the seal from freezing and failing.
5. Kriyojenik doğal gaz bileşenleri için hangi NDT gereklidir? Görsel, Boya Penetrant ve Radyografik testler, iç ve dış yapısal bütünlüğü sağlamak için standarttır.

Teknik Referanslar

1. ASME B31.3: Kriyojenik Sıvı İşleme için Proses Boru Tesisatı Kodu.
2. NACE MR0175/ISO 15156: Petrol ve gaz üretiminde H2S içeren ortamlarda kullanıma yönelik malzemeler.
3. ISO 28921-1: Endüstriyel vanalar - Düşük sıcaklık uygulamaları için izolasyon vanaları.