در سال 2010، POSCO کره جنوبی، کشتی سازی دوو و پنج انجمن اصلی طبقه بندی جهان، پروژه "توسعه مشترک فولاد منگنز بالا و مواد جوشکاری برای دمای بسیار پایین" را آغاز کردند و به تولید انبوه فولاد منگنز بالا برای مخازن ذخیره LNG دست یافتند. 2015. تا ژوئن 2022، برای عبور از گلوگاه فنی، شرکت مهندسی کشتی سازی و دریایی دوو کره جنوبی (DSME) و POSCO اولین مخازن ذخیره سوخت LNG فولادی با منگنز بالا را بر روی حامل های نفت خام بسیار بزرگ با انرژی LNG نصب خواهند کرد. (VLCCs) مراسم و گفت که فناوری ساخت مخزن سوخت را از پیش تصفیه فولاد گرفته تا جوشکاری و شکل دهی توسعه داده است.
1. فولاد پر منگنز چیست؟
فولاد منگنز بالا برای مخازن ذخیره LNG یک فولاد آلیاژی با محتوای منگنز بین 22-25٪ است که دارای مقاومت خوب در دمای پایین و مقاومت در برابر سایش بالا است که از مواد مخزن ذخیره LNG سنتی آشکارتر است. موادی که کره جنوبی بیش از ده سال است به تحقیق و توسعه اختصاص داده است.
2. تجزیه و تحلیل مختصر انواع فولاد و مزایا و معایب آنها برای مخازن ذخیره سازی LNG مواد مصرفی جوش منطبق ما می توانند این الزامات سختگیرانه را برآورده کنند: از آنجایی که مخازن بزرگ ذخیره سوخت LNG تجهیزات اصلی کشتی های سازگار با محیط زیست و کل زنجیره صنعت LNG هستند. استانداردهای فنی بسیار سختگیرانه و هزینه آن گران است. LNG معمولاً در محیطی با دمای بسیار پایین 163- درجه سانتیگراد ذخیره و حمل می شود. "کد بین المللی برای ساخت و تجهیز کشتی های حامل گازهای مایع به صورت فله" به عنوان "کد IGC" شناخته می شود. چهار ماده با دمای پایینی که می توان برای ساخت LNG استفاده کرد عبارتند از: فولاد آلیاژی آلومینیوم، فولاد ضد زنگ اتریش تنزیتی، فولاد آلیاژی Fe-Ni آستنیتی (همچنین به عنوان فولاد Invar شناخته می شود) و فولاد 9% Ni (برای جزئیات به جدول 1 مراجعه کنید). در حالی که فولاد 9% نیکل رایج ترین و پرمصرف ترین برای مخازن ذخیره سوخت LNG است. اما معایب آن این است که قیمت همچنان بالا است، روش های پردازش دست و پا گیر هستند، استحکام نسبتاً کم است و محتوای نیکل در محصول بالا است. در سال های اخیر، قیمت نیکل همچنان در حال افزایش بوده و هزینه محصول به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
4 ماده برودتی قابل استفاده در ساخت LNG تحت "کد IGC"
| حداقل دمای طراحی | انواع فولاد اصلی و عملیات حرارتی | دمای تست ضربه |
| -165 درجه سانتیگراد | فولاد نیکل 9% NNT یا QT | -196 درجه سانتیگراد |
| فولاد ضد زنگ آستنیتی - 304، 304L، 316/316L، 321 و 347 محلول درمان شده | -196 درجه سانتیگراد | |
| آلیاژ آلومینیوم – 5083 آنیل شده | NO | |
| آلیاژ آهن نیکل آستنیتی (36% نیکل) |
مقایسه قدرت بین مواد متداول LNG و فولاد جدید با منگنز بالا
| مورد | معمولا آلیاژ | فولاد منگنز بالا | ||||
| فولاد نیکل 9 درصد | 304 SS | Alu 5083-O | فولاد اینوار | MC | ||
| مواد پایه | ترکیب شیمیایی | Fe-9Ni | Fe-18.5Cr-9.25Ni | Al-4.5Mg | Fe-36Ni | M CH mn |
| ریزساختار | α1 (+Y) | γ(FCC) | FCC | FCC | FCC | |
| قدرت تسلیمMpa | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| استحکام کششی Mpa | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196 درجه سانتیگرادتاثیرجی | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| جوشکاری | مواد مصرفی جوشکاری | غیرمعمول | نوع 308 | ER5356 | - | FCA، SA، GTA |
| قدرت تسلیمMpa | - | - | - | - | ≥400 | |
| استحکام کششیMpa | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196 درجه سانتیگرادتاثیرجی | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
فولاد منگنز بالا با دمای بسیار پایین، که ترکیبی از استحکام بالا، چقرمگی بالا و هزینه کم است، چشم انداز کاربرد بسیار گسترده ای در مخزن ذخیره سوخت LNG آینده و بازارهای مخازن ذخیره سوخت جایگزین حفاظت از محیط زیست مانند آمونیاک مایع، هیدروژن مایع، و متانول
الزامات ترکیب و عملکرد فولاد با منگنز بالا
ترکیب شیمیایی (پیش نویس 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 |
رفتار مکانیکی
● ساختار کریستالی: شبکه مکعبی در مرکز صورت (γ-Fe)
● دمای مجاز＞-196℃
● قدرت تسلیم (400MPa (58ksi)
● استحکام کششی: 800~970MPa (116-141ksi)
● تست ضربه شارپی V-notch > 41J در -196℃ (-320℉)
معرفی مواد مصرفی جوشکاری تطبیق فولاد منگنز بالا شرکت ما
در سال‌های اخیر، ما خود را وقف تحقیق و توسعه مواد مصرفی جوش تطبیق فولاد با منگنز بالا برای مخازن ذخیره‌سازی LNG کرده‌ایم و مواد مصرفی جوشکاری را با موفقیت توسعه داده‌ایم که می‌تواند با خواص مواد پایه فولادی با منگنز بالا برای مخازن ذخیره‌سازی LNG مطابقت داشته باشد. ویژگی های خاص در جدول 2 نشان داده شده است.
خواص مکانیکی فولاد منگنز بالا مطابق با مواد مصرفی جوشکاری رسوب فلز
| نام | موقعیت | خواص مکانیکی | ||||
| YP | TS | EL | ضربه -196℃ | تست های رادیوگرافی | ||
| اهداف طراحی | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| GER-HMA Φ3.2 میلی متر | الکترود دستی | 488 | 686 | 46.0 | 73.3 | I |
| GCR-HMA-S Φ3.2 میلی متر | سیم با هسته فلزی | 486 | 700 | 44.5 | 62.0 | I |
سیم جوش زیرپودری با هسته پودر فلز برای فولاد با منگنز بالا، شار منطبق GXR-200 را برای فولاد با منگنز بالا اتخاذ می کند.
قابلیت جوشکاری و نمایش نمونه مواد مصرفی جوشکاری فولاد منگنز بالا برای مخازن ذخیره LNG
قابلیت جوشکاری مواد مصرفی جوش برای فولاد پر منگنز به شرح زیر نشان داده شده است
جوشکاری فیله صاف الکترود (GER-HMA) پس از حذف سرباره
جوشکاری زاویه ارتفاع الکترود (GER-HMA) پس از حذف سرباره
میله جوش (GER-HMA) قبل و بعد از حذف سرباره جوشکاری فیله
نمایشگر جوشی با هسته پودری فلزی (GCR-HMA-S).
نمونه اتصالات جوش میله جوش فولاد منگنز بالا به شرح زیر نشان داده شده است
صفحه نمایش نمونه کششی جوش تخت (1G).
نمایش نمونه کششی جوش عمودی (3G).
صفحه نمایش نمونه خمشی جوش تخت (1G).
صفحه نمایش نمونه خمشی جوش تخت (1G).
PS. فولاد منگنز بالا با میله های جوش 1G و 3G، بدون ترک در نمونه های خمشی و خمشی پشتی جوش داده می شود و مقاومت در برابر ترک خوب است.
زمان ارسال: نوامبر-22-2022