I 2010 startede Sydkoreas POSCO, Daewoo Shipbuilding og verdens fem store klassifikationsselskaber projektet med "fælles udvikling af højmanganstål og svejsematerialer til ultralav temperatur", og opnåede masseproduktion af højmanganstål til LNG-lagertanke i 2015. Inden juni 2022, for at bryde gennem den tekniske flaskehals, vil Sydkoreas Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) og POSCO afholde de første i verden til at installere LNG-brændstoflagertanke med højt manganstål på LNG-drevne meget store olieskibe (VLCCs) Ceremoni, og sagde, at den har udviklet teknologi til fremstilling af brændstoftanke fra stålforbehandling til svejsning og formning.
1. Hvad er stål med højt manganindhold?
Højt manganstål til LNG-lagertanke er et legeret stål med manganindhold mellem 22-25%, som har god lavtemperaturbestandighed og høj slidstyrke, hvilket er mere indlysende end traditionelle LNG-lagertankmaterialer. Det er den nye darling af LNG-lagertanken materialer, som Sydkorea har brugt til forskning og udvikling i mere end ti år.
2.Kort analyse af ståltyper og deres fordele og ulemper for LNG-lagertanke Vores matchende svejsetilbehør kan opfylde disse strenge krav: Da store LNG-brændstoflagertanke er kerneudstyret i miljøvenlige brændstofdrevne skibe og hele LNG-industriens kæde, de tekniske standarder er ekstremt strenge, og omkostningerne er dyre. LNG opbevares og transporteres normalt under et ultralav temperaturmiljø på -163°C. Den "internationale kode for konstruktion og udstyr af skibe, der transporterer flydende gasser i bulk" omtales som "IGC-koden". De fire lavtemperaturmaterialer, der kan bruges til LNG-konstruktion omfatter: aluminiumlegeret stål, Østrig Tensitic rustfrit stål, austenitisk Fe-Ni legeret stål (også kendt som Invar stål) og 9% Ni stål (se tabel 1 for detaljer), mens 9% Ni-stål er det mest almindeligt anvendte og udbredte til LNG-brændstoflagringstanke. Men ulemperne er, at prisen stadig er høj, forarbejdningsprocedurerne er besværlige, styrken er relativt lav, og nikkelindholdet i produktet er højt. I de senere år er nikkelprisen fortsat med at stige, og produktomkostningerne er steget markant.
4 kryogene materialer, der kan bruges i LNG-konstruktion under "IGC-koden"
Minimum design temperatur | Vigtigste ståltyper og varmebehandling | Slagprøvetemperatur |
-165 ℃ | 9% Ni stål NNT eller QT | -196℃ |
austenitisk rustfrit stål – 304, 304L, 316/316L, 321 og 347 opløsningsbehandlet | -196℃ | |
Aluminiumslegering – 5083 udglødet | NO | |
austenitisk jern-nikkel legering (36% Ni) |
Styrkesammenligning mellem almindeligt anvendte LNG-materialer og nyt stål med højt manganindhold
Punkt | Almindeligvis legering | højt mangan stål | ||||
9% Ni stål | 304 SS | Alu 5083-O | Invar stål | MC | ||
Grundmaterialer | Kemisk sammensætning | Fe-9Ni | Fe-18,5Cr-9,25Ni | Al-4,5 mg | Fe-36Ni | M CH mn |
Mikrostruktur | α1(+Y) | γ (FCC) | FCC | FCC | FCC | |
UdbyttestyrkeMpa | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
Trækstyrke Mpa | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
-196℃IndvirkningJ | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
Svejsninger | svejsematerialer | Inkonal | Type308 | ER5356 | - | FCA, SA, GTA |
UdbyttestyrkeMpa | - | - | - | - | ≥400 | |
TrækstyrkeMpa | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
-196℃IndvirkningJ | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 |
Ultra-lav temperatur høj-mangan stål, som kombinerer høj styrke, høj sejhed og lave omkostninger, har en meget bred anvendelsesmuligheder i fremtidens LNG brændstof lagertank og miljøbeskyttelse alternative brændstof lagertank markeder såsom flydende ammoniak, flydende brint, og methanol.
Sammensætning og ydeevnekrav for stål med højt manganindhold
Kemisk sammensætning (ASTM-udkast)
| 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 |
Mekanisk adfærd
● Krystalstruktur: fladecentreret kubisk gitter (γ-Fe)
● Tilladt temperatur>-196℃
● Flydestyrke>400MPa (58ksi)
● Trækstyrke: 800~970MPa (116-141ksi)
● Charpy V-notch slagtest >41J ved -196 ℃ (-320 ℉)
Introduktion af vores virksomheds matchende svejsematerialer med højt manganstål
I de senere år har vi helliget os forskning og udvikling af matchende svejsematerialer med højt manganstål til LNG-lagertanke og med succes udviklet svejsetilbehør, der kan matche egenskaberne af højmanganstålbasematerialer til LNG-lagertanke. De specifikke egenskaber er vist i tabel 2.
Mekaniske egenskaber af høj mangan stål matchende svejsetilbehør aflejret metal
Navn | Position | mekaniske egenskaber | ||||
YP | TS | EL | -196℃påvirkning | røntgenundersøgelser | ||
Designmål | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
GER-HMA Φ3,2 mm | Manuel elektrode | 488 | 686 | 46,0 | 73,3 | I |
GCR-HMA-S Φ3,2 mm | Metaltråd med kerne | 486 | 700 | 44,5 | 62,0 | I |
Ps. Metalpulverkerne neddykket buesvejsetråd til stål med højt manganindhold anvender matchende flux GXR-200 til stål med højt manganindhold
Svejsbarhed og prøvevisning af svejsematerialer med højt manganstål til LNG-lagertanke
Svejsbarheden af svejsetilbehør til stål med højt manganindhold er vist som følger
Elektrode (GER-HMA) flad filetsvejsning efter slaggefjernelse
Elektrode (GER-HMA) elevationsvinkelsvejsning efter slaggefjernelse
Svejsestang (GER-HMA) før og efter filetsvejsning slaggefjernelse
Metal pulver kerne nedsænket bue (GCR-HMA-S) svejsedisplay
Prøverne af svejsesamlinger med højt manganstål er vist som følger
Fladsvejsning (1G) trækprøvevisning
Visning af lodret svejseprøve (3G).
Fladsvejsning (1G) bøjningsprøvevisning
Fladsvejsning (1G) bøjningsprøvevisning
PS. Højt manganstål er svejset med svejsestænger 1G og 3G, ingen revner i ansigtsbøjnings- og tilbagebøjningsprøverne, og revnemodstanden er god
Indlægstid: 22. november 2022