LNG — stal wysokomanganowa i zalecenia dotyczące odpowiednich materiałów spawalniczych

W 2010 roku POSCO z Korei Południowej, Daewoo Shipbuilding i pięć głównych światowych towarzystw klasyfikacyjnych rozpoczęło projekt „wspólnego rozwoju stali wysokomanganowej i materiałów spawalniczych do ultraniskich temperatur” i osiągnęło masową produkcję stali wysokomanganowej do zbiorników magazynowych LNG w 2015. Do czerwca 2022 r., aby przełamać techniczne wąskie gardło, południowokoreańskie firmy Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) i POSCO jako pierwsze na świecie zainstalują zbiorniki magazynowe paliwa LNG ze stali wysokomanganowej na bardzo dużych tankowcach napędzanych LNG (VLCCs) Ceremony i powiedział, że opracował technologię produkcji zbiorników paliwa od wstępnej obróbki stali po spawanie i formowanie.

1. Co to jest stal wysokomanganowa?

Stal wysokomanganowa do zbiorników magazynowych LNG to stal stopowa o zawartości manganu między 22-25%, która ma dobrą odporność na niskie temperatury i wysoką odporność na zużycie, co jest bardziej oczywiste niż tradycyjne materiały zbiorników magazynowych LNG To nowy ulubieniec zbiorników magazynowych LNG materiałów, które Korea Południowa poświęca na badania i rozwój od ponad dziesięciu lat.

2.Krótka analiza rodzajów stali oraz ich zalet i wad dla zbiorników magazynowych LNG Nasze dopasowane materiały spawalnicze mogą spełnić te rygorystyczne wymagania: Ponieważ duże zbiorniki magazynowe paliwa LNG są podstawowym wyposażeniem przyjaznych dla środowiska statków napędzanych paliwem i całego łańcucha przemysłu LNG, standardy techniczne są niezwykle surowe, a koszt jest wysoki.LNG jest zwykle przechowywany i transportowany w środowisku o bardzo niskiej temperaturze -163°C.„Międzynarodowy kodeks budowy i wyposażenia statków przewożących skroplone gazy luzem” jest określany jako „Kodeks IGC”.Cztery niskotemperaturowe materiały, które można wykorzystać do konstrukcji LNG, obejmują: stal stopową aluminium, stal nierdzewną Austria Tensitic, austenityczną stal stopową Fe-Ni (znaną również jako stal Invar) i stal 9% Ni (szczegóły w Tabeli 1), podczas gdy stal 9% Ni jest najczęściej i szeroko stosowana w zbiornikach do przechowywania paliwa LNG.Ale wady są takie, że cena jest nadal wysoka, procedury przetwarzania są uciążliwe, wytrzymałość jest stosunkowo niska, a zawartość niklu w produkcie jest wysoka.W ostatnich latach cena niklu nadal rosła, a koszt produktu znacznie wzrósł.

4 materiały kriogeniczne, które można wykorzystać w konstrukcji LNG w ramach „IGC Code”

Porównanie wytrzymałości powszechnie stosowanych materiałów LNG i nowej stali o wysokiej zawartości manganu

Stal wysokomanganowa o bardzo niskiej temperaturze, która łączy w sobie wysoką wytrzymałość, wysoką wytrzymałość i niski koszt, ma bardzo szerokie perspektywy zastosowania w przyszłych zbiornikach do przechowywania paliwa LNG i alternatywnych zbiornikach do przechowywania paliw ochrony środowiska, takich jak ciekły amoniak, ciekły wodór, i metanol.

Skład i wymagania użytkowe stali wysokomanganowej

Skład chemiczny (projekt ASTM)

Zachowanie mechaniczne

● Struktura krystaliczna: sieć sześcienna skupiona na twarzy (γ-Fe)

● Dopuszczalna temperatura＞-196℃

● Granica plastyczności > 400MPa (58ksi)

● Wytrzymałość na rozciąganie: 800~970MPa (116-141ksi)

● Próba udarności Charpy V >41J przy -196℃(-320℉)

Wprowadzenie materiałów spawalniczych do stali o wysokiej zawartości manganu naszej firmy

W ostatnich latach poświęciliśmy się badaniom i rozwojowi materiałów spawalniczych ze stali wysokomanganowej pasujących do zbiorników magazynowych LNG oraz pomyślnie opracowaliśmy materiały spawalnicze, które mogą odpowiadać właściwościom materiałów bazowych ze stali wysokomanganowej do zbiorników magazynowych LNG.Konkretne właściwości przedstawiono w tabeli 2.

Własności mechaniczne stali wysokomanganowej dopasowane do materiałów spawalniczych osadzanych metali

Ps.Metalowy drut spawalniczy z rdzeniem proszkowym do spawania łukiem krytym do stali o wysokiej zawartości manganu przyjmuje pasujący topnik GXR-200 do stali o wysokiej zawartości manganu

Spawalność i przykładowa ekspozycja materiałów dodatkowych do spawania stali wysokomanganowej do zbiorników magazynowych LNG

Spawalność materiałów dodatkowych do spawania stali o wysokiej zawartości manganu przedstawiono poniżej

Płaskie spawanie pachwinowe elektrodą (GER-HMA) po usunięciu żużla 

Spawanie elektrodą (GER-HMA) pod kątem elewacji po usunięciu żużla    

Pręt spawalniczy (GER-HMA) przed i po usunięciu żużla ze spawania pachwinowego

Wyświetlacz spawania łukiem krytym z rdzeniem proszkowym (GCR-HMA-S).

Próbki złączy spawalniczych ze stali wysokomanganowej przedstawiono poniżej 

Wyświetlacz próbki rozciągania do spawania płaskiego (1G). 

Wyświetlanie próbki rozciągania w zgrzewaniu pionowym (3G).

Wyświetlanie próbki gięcia spawania płaskiego (1G).

Wyświetlanie próbki gięcia spawania płaskiego (1G).

PS. Stal o wysokiej zawartości manganu jest spawana prętami spawalniczymi 1G i 3G, brak pęknięć w próbkach zginania czołowego i tylnego, a odporność na pękanie jest dobra