LNG—jeklo z visoko vsebnostjo mangana in njegovo priporočilo za potrošni material za varjenje

Leta 2010 so južnokorejski POSCO, Daewoo Shipbuilding in pet glavnih svetovnih klasifikacijskih zavodov začeli projekt »skupnega razvoja jekla z visoko vsebnostjo mangana in varilnih materialov za ultra nizke temperature« in dosegli množično proizvodnjo jekla z visoko vsebnostjo mangana za rezervoarje za UZP v letu 2010. 2015. Do junija 2022 bosta južnokorejska Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) in POSCO kot prva na svetu namestila rezervoarje za shranjevanje goriva LNG iz jekla z visoko vsebnostjo mangana na zelo velike ladje za prevoz surove nafte, ki jih poganja LNG. (VLCCs) Ceremony, in dejal, da je razvil tehnologijo izdelave rezervoarjev za gorivo od predobdelave jekla do varjenja in oblikovanja.

1. Kaj je jeklo z visoko vsebnostjo mangana?

Jeklo z visoko vsebnostjo mangana za skladiščne rezervoarje za UZP je legirano jeklo z vsebnostjo mangana med 22-25 %, ki ima dobro odpornost na nizke temperature in visoko odpornost proti obrabi, kar je bolj očitno kot tradicionalni materiali za skladiščne rezervoarje za UZP. Je novi ljubljenec skladiščnih rezervoarjev za UZP materialov, ki jih Južna Koreja že več kot deset let posveča raziskavam in razvoju.

2. Kratka analiza vrst jekla ter njihovih prednosti in slabosti za skladiščne rezervoarje za UZP. Naši ustrezni varilni dodatki lahko izpolnijo te stroge zahteve: ker so veliki rezervoarji za shranjevanje goriva za UZP osnovna oprema okolju prijaznih ladij na gorivo in celotne verige industrije UZP, tehnični standardi so izjemno strogi, stroški pa visoki. Utekočinjeni zemeljski plin se običajno skladišči in prevaža pri ultra nizkih temperaturah -163 °C. »Mednarodni kodeks za konstrukcijo in opremo ladij, ki prevažajo utekočinjene pline v razsutem stanju« se imenuje »Kodeks IGC«. Štirje nizkotemperaturni materiali, ki se lahko uporabljajo za gradnjo LNG, vključujejo: jeklo iz aluminijeve zlitine, avstrijsko tenzitno nerjavno jeklo, avstenitno jeklo iz zlitine Fe-Ni (znano tudi kot invarsko jeklo) in 9%Ni jeklo (za podrobnosti glejte tabelo 1), medtem ko je 9%Ni jeklo najpogosteje uporabljeno in široko uporabljeno za rezervoarje za shranjevanje goriva LNG. Toda slabosti so, da je cena še vedno visoka, postopki obdelave so okorni, trdnost je relativno nizka in vsebnost niklja v izdelku je visoka. V zadnjih letih je cena niklja še naprej naraščala, stroški izdelka pa so se znatno povečali.

4 kriogeni materiali, ki se lahko uporabljajo pri gradnji LNG v skladu s “Kodeksom IGC”

Primerjava trdnosti med običajno uporabljenimi materiali LNG in novim jeklom z visoko vsebnostjo mangana

Ultra nizkotemperaturno jeklo z visoko vsebnostjo mangana, ki združuje visoko trdnost, visoko žilavost in nizke stroške, ima zelo široko možnost uporabe v prihodnjih rezervoarjih za shranjevanje LNG goriva in na trgih rezervoarjev za shranjevanje alternativnih goriv za zaščito okolja, kot so tekoči amoniak, tekoči vodik, in metanol.

Zahteve glede sestave in zmogljivosti jekla z visoko vsebnostjo mangana

Kemijska sestava (osnutek ASTM)

Mehansko obnašanje

● Kristalna struktura: kubična mreža s središčem obraza (γ-Fe)

● Dovoljena temperatura＞-196℃

● Meja tečenja >400MPa (58ksi)

● Natezna trdnost: 800~970MPa (116-141ksi)

● Charpyjev udarni preskus z V-zarezo > 41 J pri -196 ℃ (-320 ℉)

Predstavitev potrošnega materiala za varjenje našega podjetja z visoko vsebnostjo mangana v jeklu

V zadnjih letih smo se posvetili raziskavam in razvoju dodatkov za varjenje z visoko vsebnostjo mangana, ki se ujemajo s hranilniki za UZP, in uspešno razvili dodatke za varjenje, ki se lahko ujemajo z lastnostmi jeklenih osnovnih materialov z visoko vsebnostjo mangana za rezervoarje za UZP. Posebne lastnosti so prikazane v tabeli 2.

Mehanske lastnosti jekla z visoko vsebnostjo mangana, ki se ujema z naneseno kovino za varjenje

Ps. Žica za obločno varjenje pod praškom za jeklo z visoko vsebnostjo mangana uporablja ustrezni tok GXR-200 za jeklo z visoko vsebnostjo mangana

Varljivost in vzorčni prikaz dodatkov za varjenje jekla z visoko vsebnostjo mangana za rezervoarje za shranjevanje LNG

Varljivost dodatkov za varjenje jekla z visoko vsebnostjo mangana je prikazana na naslednji način

Ravno kotno varjenje z elektrodo (GER-HMA) po odstranitvi žlindre 

Varjenje pod kotom z elektrodo (GER-HMA) po odstranitvi žlindre    

Varilna palica (GER-HMA) pred in po odstranjevanju žlindre pri kotnem varjenju

Prikazovalnik zvarov potopljenega obloka s kovinskim praškastim jedrom (GCR-HMA-S).

Vzorci varilnih spojev varilnih palic z visoko vsebnostjo mangana so prikazani na naslednji način 

Prikaz nateznega vzorca ploščatega varjenja (1G). 

Prikaz vzorca navpičnega varjenja (3G).

Ploščato varjenje (1G) prikaz vzorca krivljenja

Ploščato varjenje (1G) prikaz vzorca krivljenja

PS. Jeklo z visoko vsebnostjo mangana je varjeno z varilnimi palicami 1G in 3G, brez razpok v vzorcih čelnega upogibanja in upogibanja nazaj, odpornost proti razpokam pa je dobra