Na indústria química e de energia, especialmente em projetos de armazenamento e transporte de gás natural liquefeito (GNL), a seleção de materiais sob condições de temperatura ultra{0}}baixa sempre foi uma preocupação central para engenheiros e pessoal de compras.
Chapa de aço ASME SA353é umPlaca de aço com liga de níquel a 9% para vasos de pressão criogênicosdesenvolvido especificamente para enfrentar esse desafio. Fabricada conforme norma ASME SA-353/SA-353M, a chapa de aço é submetida a testes de impacto em-195 graus, servindo como um material estrutural crítico que mantém excelente tenacidade mesmo na temperatura de nitrogênio líquido de -196 graus.
Padrão Aplicável deASME SA-353/SA-353M
A placa de aço SA353 está em conformidade comASME SA-353/SA-353M, que é totalmente equivalente a ASTM A353/A353M.
A principal diferença entre SA353 e ASTM A553 (ambos aços com 9% de níquel) está no processo de tratamento térmico:
SA353:Duplo-Normalizado e Temperado (N+N+T)
ASTM A553:Temperado e Revenido (Q+T)
Processo de tratamento térmico de aço SA353
A chapa de aço SA353 é fornecida emDuplo-Normalizado e Temperado (N+N+T)ouNormalizado e Temperado (N+T)doença. O procedimento padrão de tratamento térmico é o seguinte:
Primeira normalização
Aqueça a placa de aço uniformemente para900 graus ±15 graus. O tempo de retenção não deve ser inferior a 1 hora por polegada (2,4 min/mm) de espessura da placa, com tempo mínimo de retenção de 15 minutos, seguido de resfriamento ao ar.
Segunda normalização
Reaqueça a placa de aço uniformemente para790 graus ±15 grauscom o mesmo requisito de tempo de retenção e depois resfrie ao ar.
Temperamento
Reaqueça a placa de aço uniformemente para565-605 grauscom o mesmo requisito de retenção, seguido de resfriamento a ar ou resfriamento com água a uma taxa de resfriamento não inferior a 165 graus /h.
Notas importantes
Se a conformação a quente for realizada dentro da faixa de temperatura de 900-955 graus, a primeira etapa de normalização poderá ser omitida. Além disso, o material SA353 é facilmente magnetizado. Se o magnetismo residual for prejudicial à fabricação ou serviço subsequente, as ferramentas magnéticas deverão ser evitadas durante o manuseio pós{5}}tratamento térmico.
Composição Química da chapa de aço SA353
Ao adicionar8,5% ~ 9,5% de níquel (Ni), a placa de aço SA353 melhora significativamente a resistência ao impacto criogênico do aço ferrítico sob condições de temperatura ultra-baixa. A placa de aço deve seraço totalmente mortoe atender aos requisitos de tamanho de grão fino de austenita.
Composição Química SA353 (Análise de Calor,% em peso)
| Elemento | Exigência |
|---|---|
| Carbono (C) | Menor ou igual a 0,13 |
| Manganês (Mn) | Menor ou igual a 0,90 |
| Fósforo (P) | Menor ou igual a 0,015 |
| Enxofre (S) | Menor ou igual a 0,015 |
| Silício (Si) | 0.15-0.40 |
| Níquel (Ni) | 8.50-9.50 |
Propriedades mecânicas da chapa de aço SA353
Os requisitos de propriedade de tração da placa de aço SA353 refletem seu valor central como material de vaso de pressão criogênico. A espessura máxima de fornecimento convencional é geralmente limitada a2 pol. (50 mm), determinado principalmente pela capacidade do material de atender ao desempenho mecânico especificado.
Propriedades de tração SA353
| Propriedade | Exigência |
|---|---|
| Resistência à tração (Rm) | 690-825MPa |
| Força de rendimento (Rp0,2) | Maior ou igual a 515 MPa |
| Alongamento (A) | Maior ou igual a 18% (por A20/A20M) |
Gráfico global de notas equivalentes
SA353 possui classes equivalentes nos principais sistemas padrão globais. A compreensão desses equivalentes facilita a substituição de materiais e a aquisição internacional em diferentes códigos de projeto.
| Sistema Padrão | Nota Equivalente | Observações |
|---|---|---|
| ASME (EUA) | SA-353 | Dupla normalizada e temperada, idêntica à ASTM A353 |
| ASTM (EUA) | A353 | Totalmente equivalente ao SA353 |
| China GB 24510 | 06Ni9DR, 9Ni490, 9Ni590A, 9Ni590B | Produzido por Wuyang, TISCO, Nansteel, etc. |
| Europa EN 10028-4 | X7Ni9, X8Ni9+NT640, X8Ni9+QT680 | Norma europeia para aço para vasos de pressão criogênicos |
| Japão JIS G3127 | SL9N520, SL9N590 | Aço para vasos de pressão criogênicos japoneses |
| Alemanha DIN 17280 | X8Ni9/1.5662 | Grau padrão alemão |
Principais aplicações da chapa de aço SA353
Especialmente projetada para vasos de pressão soldados-de baixa temperatura, a placa de aço SA353 pode ser usada a uma temperatura mínima de-196 grause está entre os melhores aços ferríticos em termos de tenacidade sob condições de serviço criogênicas.
Principais cenários de aplicação:
Tanques de armazenamento de GNL e navios transportadores
A temperatura do GNL está em torno de -162 graus. O revestimento interno do tanque feito de SA353 é a estrutura central dos terminais de recebimento de GNL e navios transportadores. Com o crescimento contínuo do comércio global de GNL, a procura do mercado pelo aço SA353 continua a aumentar de forma constante.
Embarcações de armazenamento e transporte de gás criogênico
Para oxigênio líquido, nitrogênio líquido, argônio líquido e outros gases criogênicos com temperatura de armazenamento abaixo de -196 graus, é necessária uma resistência extremamente alta a baixas temperaturas.
Plantas de etileno e equipamentos petroquímicos de baixa-temperatura
Os processos criogênicos de separação e armazenamento em projetos petroquímicos também exigem esse tipo de placa de aço-de baixa temperatura.
Outros componentes estruturais-de temperatura ultrabaixa
Como tubulações criogênicas, válvulas e peças de suporte.
Características do aço SA353alto teor de níquel, alta pureza, alta resistência, excelente resistência ao impacto criogênico e boa soldabilidade, tornando-o um material essencial insubstituível para condições de trabalho criogênicas extremas.
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Perguntas frequentes
Qual é a relação entre SA353 e ASTM A353?
Eles sãocompletamente idêntico. ASME SA-353/SA-353M e ASTM A353/A353M compartilham requisitos técnicos idênticos, pertencendo respectivamente aos sistemas padrão da ASME e ASTM. Eles são totalmente intercambiáveis em aquisição e aplicação prática.
Qual é a diferença entre SA353 e ASTM A553? Como selecionar?
Ambos são aços criogênicos com 9% de níquel, mas diferem no tratamento térmico: SA353 adota processo duplo de normalização e revenido, enquanto ASTM A553 usa processo temperado e revenido.
O SA353 pode substituir o aço inoxidável em tanques de armazenamento de GNL?
Absolutamente sim. Desde a década de 1960, o aço com 9% Ni tem sido o material principal para tanques de GNL em grande-escala. Comparado com o aço inoxidável austenítico e a liga de alumínio, o aço com 9% Ni apresenta menor coeficiente de expansão térmica, maior resistência e melhor desempenho de custo, e se tornou a escolha principal na indústria.
Qual é o limite de espessura da chapa de aço SA353?
Teoricamente, a espessura máxima é limitada apenas pela capacidade do material de atender aos requisitos de propriedades mecânicas. Na produção real, a maioria das siderúrgicas limita a espessura máxima a2 pol. (50 mm). Espessuras acima desta faixa requerem negociação e confirmação separadas com o fabricante.
