شرح مختصر
محصول:لوله فولادی بدون درز دمای پایین با ۳.۵٪ نیکل - ASTM A334 درجه ۳ (UNS K12021 / 3.5Ni)، نورد سرد، نرمالیزه شده و خنک شده با هوا برای لولههای فولادی کربنی و آلیاژی بدون درز و جوش داده شده که برای استفاده در دماهای پایین در نظر گرفته شدهاند.
شرح مختصر محصول:گروه فولاد Womic قابلیتهای تولید انبوه و بالغی را برای لولههای بدون درز 3.5Ni با قطر کوچک و طول بسیار بلند - با قطر خارجی 25 میلیمتر، وزن 2 میلیمتر و طول 22 متر - ایجاد کرده است که کاملاً الزامات چقرمگی دمای پایین ASTM A334 درجه 3 تا دمای -101 درجه سانتیگراد را برآورده میکند. این خط تولید، وابستگی تاریخی به واردات لولههای 3.5Ni با قطر کوچک و طول بسیار بلند را برطرف میکند. فولاد 3.5٪ نیکل، چقرمگی و شکلپذیری عالی را در دماهای پایین تا -150 درجه فارنهایت (-101 درجه سانتیگراد) ارائه میدهد و آن را به مادهای حیاتی برای پایانههای LNG، واحدهای کراکر اتیلن، کارخانههای جداسازی هوا و پروژههای قطبی تبدیل میکند.
قطر خارجی از 10 میلیمتر تا 610 میلیمتر (نورد گرم)، ضخامت دیواره از 1.5 میلیمتر تا 25.4 میلیمتر، طولهای تکی تا 24 متر. محدوده قطر خارجی دقیق نورد سرد: 6 میلیمتر تا 89 میلیمتر، با تلرانسهای ابعادی بسیار کم تا ±0.10 میلیمتر.
حاوی تقریباً 3.5٪ نیکل، با ترکیبی کم کربن و پرنیکل برای افزایش قابل توجه چقرمگی در دمای پایین و جلوگیری از تردی در دمای پایین در دمای -101 درجه سانتیگراد. ترکیب معمول: C ≤0.19٪، Mn 0.31-0.64٪، Si 0.18-0.37٪، Ni 3.18-3.82٪، P ≤0.025٪، S ≤0.025٪.
فولاد 3.5Ni (ASTM A334 Grade 3) بین فولاد استاندارد دما پایین درجه 6 (-45°C) و فولاد پیشرفته 9% Ni درجه 8 (-196°C) قرار میگیرد. این فولاد به عنوان مقرون به صرفهترین راه حل برای محدوده کاری -50°C تا -101°C عمل میکند.
مطابق با استانداردهای ASTM A334/A334M، ASME SA334، ASTM A333/A333M درجه 3، و همچنین ASTM/ASME، PED و NACE MR0175 (در صورت درخواست).
لولهکشی کمکی پایانههای دریافت LNG، واحدهای PDH (هیدروژنزدایی پروپان)، کراکرهای اتیلن، واحدهای جداسازی هوا و سیستمهای لولهکشی سکوهای فراساحلی برای مناطق قطبی.
گروه فولاد وومیکیک تولیدکننده تخصصی و صادرکننده جهانی لولههای بدون درز با دمای پایین، لولههای دقیق با قطر کوچک و لولههای بدون درز با طول بسیار زیاد است. با بیش از 20 سال تخصص در کشش سرد، لولههای بدون درز 3.5Ni ما برای سرویس -101°C اکنون برای سفارشات عمده در دسترس هستند. گواهیهای کارخانه، آزمایش 100٪ اولتراسونیک و هیدرواستاتیک، شناسایی مثبت مواد و گزارشهای بازرسی ابعادی کامل با قابلیت ردیابی تک حرارتی ارائه میشود. بازرسی شخص ثالث (SGS/BV/DNV/TÜV) پذیرفته میشود. قیمت رقابتی و تحویل سریع.
بخش ۱: پیشینه – چرا لولههای بدون درز ۳.۵Ni در دمای ۱۰۱- درجه سانتیگراد؟
از دهه ۱۹۳۰، زمانی که ایالات متحده برای اولین بار فولاد ۳.۵٪ نیکل را برای سرویس در دمای پایین توسعه داد (که در نهایت تحت استانداردهای ASTM A334/A334M و A333/A333M استانداردسازی شد)، اروپا و ژاپن نیز گریدهای فولادی ۳.۵Ni خود را توسعه دادهاند. این مواد به طور گسترده در صنایع کراکر اتیلن، حمل و نقل LPG/LNG، کارخانههای کود، فرآوری لاستیک و گازسازی زغال سنگ مورد استفاده قرار گرفتهاند.
فولاد 3.5Ni یک فولاد کم کربن و کم آلیاژ با نیکل بالا با محتوای نیکل (Ni) تقریباً 3.5٪ است. از طریق عملیات حرارتی نرماله کردن یا نرماله کردن و تمپر کردن، ریزساختار پایدار فریت + بینیت و چقرمگی ضربه عالی در دمای پایین ایجاد میکند. این ماده به خوبی تثبیت شده و در سطح بینالمللی شناخته شده است و برای مخازن تحت فشار و سیستمهای لولهکشی در محیطهای با دمای پایین -101 درجه سانتیگراد استفاده میشود.
در چین، صفحات فولادی 3.5Ni و قطعات فورج شده سالهاست که به تولید صنعتی بالغ و قابل اعتمادی دست یافتهاند و عملکرد فنی عالی و مقرون به صرفه بودن را نشان میدهند. با این حال، لولههای بدون درز - به ویژه لولههای 3.5Ni با قطر کوچک و طول بسیار زیاد - همچنان در عرضه محدود باقی ماندهاند.
برای پر کردن این خلا در صنعت، شرکت Womic Steel یک خط تولید اختصاصی ایجاد کرده است که از شایستگیهای اصلی خود در تولید لولههای بدون درز در دمای پایین، تولید دقیق با قطر کوچک و فناوری کشش سرد لولههای بسیار بلند بهره میبرد. پس از توسعه سیستماتیک فرآیند و اعتبارسنجی چند مرحلهای، لولههای بدون درز 3.5Ni با طول 22 متر و قطر خارجی 25 میلیمتر، وزن 2 میلیمتر و قطر خارجی 2 میلیمتر وارد تولید انبوه شدند و اولین سری از آنها در ماه آوریل به یک تولیدکننده بزرگ تجهیزات داخلی تحویل داده شد. این لولهها در یک پروژه دایره قطب شمال روسیه مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
آزمایشهای معتبر ملی تأیید کردند که تمام شاخصهای کلیدی عملکرد - از جمله چقرمگی ضربه شارپی در دمای پایین -101 درجه سانتیگراد، خواص کششی در دمای اتاق، دقت ابعادی و کیفیت سطح - کاملاً الزامات ASTM A334 Grade 3 را برآورده میکنند و کاملاً با سطوح پیشرفته بینالمللی قابل مقایسه هستند.
بخش 2: تجزیه و تحلیل مقایسهای عیار - انتخاب فولاد مناسب برای دمای پایین
لولههای بدون درز فولادی پرآلیاژ برای محیطهای با دمای پایین عمدتاً شامل ASTM A333/A334 گریدهای ۳، ۴، ۶، ۷، ۸، ۹ و ۱۱ هستند. در میان آنها، گریدهای ۳، ۴، ۷ و ۸ رایجترین گریدهای مشخص شده برای سرویس با دمای پایین متوسط و شدید هستند. انتخاب ماده مناسب به حداقل دمای سرویس مورد نیاز، فشار طراحی و بودجه بستگی دارد.
جدول زیر مقایسه جامعی از گریدهای اولیه فولادهای مقاوم در برابر دمای پایین، شامل رتبهبندی دمایی قابل اجرا، خواص مکانیکی (استحکام کششی و تسلیم) و کاربردهای کلیدی آنها ارائه میدهد. این مقایسه به روشن شدن جایگاه فولاد 3.5Ni (ASTM A334 Grade 3) در بازار نسبت به مواد جایگزین کمک خواهد کرد.
جدول: مقایسه گریدهای فولاد دمای پایین ASTM A333/A334
| تعیین درجه | حداقل دمای سرویس | محتوای نیکل | استحکام کششی (دقیقه) | قدرت تسلیم (دقیقه) | کشیدگی | نوع و کلید |
|---|---|---|---|---|---|---|
| کلاس ششم | ۴۵- درجه سانتیگراد (۵۰- درجه فارنهایت) | ≤0.5٪ | ≥415 مگاپاسکال | ≥240 مگاپاسکال | ≥30٪ | فولاد منگنز کم کربن. رایجترین و اقتصادیترین گرید. تصفیه آب، تبرید عمومی، خطوط لوله آب و هوای سرد. |
| درجه ۳ (۳.۵ نیکل) | ۱۰۱- درجه سانتیگراد (۱۵۰- درجه فارنهایت) | ۳.۱۸-۳.۸۲٪ | ≥450 مگاپاسکال | ≥240 مگاپاسکال | ≥30% (لیتر) / ≥20% (تی) | فولاد نیکل ۳.۵٪. مقرون به صرفه برای محدوده دمایی ۵۰- تا ۱۰۱- درجه سانتیگراد. واحدهای PDH، کارخانههای اتیلن، واحدهای جداسازی هوا، خطوط لوله قطب شمال. |
| کلاس چهارم | ۱۰۱- درجه سانتیگراد (۱۵۰- درجه فارنهایت) | ≤0.5٪ | ≥415 مگاپاسکال | ≥240 مگاپاسکال | ≥30٪ | فولاد کربنی آرام. ساختار زمینه حاوی مقدار کمی فریت. چقرمگی محدود در دمای پایین در مقایسه با فولاد 3.5Ni. |
| کلاس هفتم | ۷۳- درجه سانتیگراد (۱۰۰- درجه فارنهایت) | ۲.۰-۲.۵٪ | ≥450 مگاپاسکال | ≥240 مگاپاسکال | ≥30٪ | فولاد نیکل ۲.۵٪. گزینهای بین گرید ۶ و گرید ۳. |
| درجه ۸ (۹Ni) | ۱۹۶- درجه سانتیگراد (۳۲۰- درجه فارنهایت) | ۸.۴-۹.۶٪ | ≥690 مگاپاسکال | ≥515 مگاپاسکال | ۲۲٪≥ | فولاد ۹٪ نیکل. استحکام عالی در دمای بسیار پایین. لوله کشی اصلی LNG (-۱۶۲ درجه سانتیگراد). |
| درجه ۱۱ (مقاومت بالا) | -196 درجه سانتیگراد. مشابه Gr.8 | مشابه Gr.8 | مشابه Gr.8 | مشابه Gr.8 | مشابه Gr.8 | از فولاد آرام با کیفیت بالا ساخته شده و برای قطعات حساس با دمای بسیار پایین استفاده میشود. |
بخش ۳: ترکیب شیمیایی - کنترل دقیق برای انطباق با استاندارد ASTM A334 درجه ۳
با تکیه بر تجربه اثباتشده و بالغ در تولید ورق فولادی 3.5Ni و لولههای بدون درز نورد گرم، شرکت Womic Steel محدودههای ترکیب شیمیایی کاملاً کنترلشدهای را بهطور خاص برای فرآیند لولههای با قطر کوچک به روش کشش سرد ایجاد کرده است. این امر ضمن حفظ قابلیت تولید پایدار در روش کشش سرد، چقرمگی عالی در دمای پایین را تضمین میکند.
| عنصر | ASTM A334 Gr.3 (حداکثر/مورد نیاز) | هدف طراحی فولاد Womic | تحلیل واقعی پاتیل فولاد وومیک |
|---|---|---|---|
| کربن (C) | ≤0.19٪ | ۰.۰۶ تا ۰.۰۹٪ | ۰.۰۷٪ |
| سیلیکون (Si) | ۰.۱۸ – ۰.۳۷٪ | ۰.۱۸ – ۰.۳۳٪ | ۰.۲۴٪ |
| منگنز (Mn) | ۰.۳۱ – ۰.۶۴٪ | ۰.۴۵ تا ۰.۶۰٪ | ۰.۵۱٪ |
| فسفر (P) | ≤0.025٪ | ≤0.010% | ۰.۰۰۴٪ |
| گوگرد (S) | ≤0.025٪ | ≤0.005٪ | ۰.۰۰۱٪ |
| نیکل (نیکل) | ۳.۱۸ – ۳.۸۲٪ | ۳.۳۰ – ۳.۷۰٪ | ۳.۴۰٪ |
*ترکیبی از محتوای کربن پایین (C ≤0.19%)، فسفر و گوگرد بسیار پایین (P ≤0.025%, S ≤0.025%) و افزودن دقیق 3.18-3.82% نیکل، خطر شکنندگی در دمای پایین در دمای -101°C را از بین میبرد، در حالی که الزامات شیمیایی و مکانیکی ASTM A334 Gr.3 را برآورده میکند و قابلیت کار در سرمای عالی را در طول فرآیند کشش تضمین میکند.*
بخش ۴: خواص مکانیکی - انطباق تایید شده با استاندارد ASTM A334 Grade 3
خواص مکانیکی هم روی لوله مادر (با ضخامت کامل دیواره) و هم روی لوله نهایی (سطح) پس از عملیات حرارتی یکسان، با نمونههای گرفته شده از سری تولید معمولی، آزمایش شد.
خواص کششی دمای اتاق
| ملک | الزامات ASTM A334 Gr.3 | فولاد وومیک واقعی (تولید عادی) |
|---|---|---|
| قدرت بازده (0.2٪ جبران) | ≥240 مگاپاسکال | ۳۳۰ تا ۳۶۰ مگاپاسکال |
| استحکام کششی | ≥450 مگاپاسکال | ۵۲۰ تا ۵۵۰ مگاپاسکال |
| کشیدگی (طولی) | ≥30٪ | ۳۲ تا ۳۶٪ |
| کشیدگی (عرضی) | ≥20٪ | ۲۶ تا ۳۰٪ |
| سختی (HB) | ≤190 | ۱۶۰ – ۱۷۵ |
ساختار متالوگرافی
پس از عملیات حرارتی نرماله کردن در دمای ≥845 درجه سانتیگراد و به دنبال آن خنک کردن در هوا، لوله نهایی ریزساختار فریت + بینیت ظریفی با اندازه دانه تقریباً ASTM شماره 10 (دانه بسیار تصفیه شده) نشان داد که به چقرمگی عالی در دمای پایین کمک میکند.
چقرمگی ضربه شارپی در دمای پایین -101 درجه سانتیگراد
از آنجا که آزمایش ضربه مستقیم لوله جدار نازک نهایی (25x2 میلیمتر) طبق رویههای استاندارد (نمونه خیلی کوچک) امکانپذیر نیست، شرکت Womic Steel نمونههایی از لوله مادر با عدد حرارتی یکسان را برداشت، آنها را تحت عملیات حرارتی نرمال شده مشابه لولههای نهایی قرار داد و سپس آنها را به نمونههایی با شیار V شکل شارپی با اندازه کوچکتر 2.5x10x55 میلیمتر ماشینکاری کرد. سپس آزمایش ضربه در دمای پایینتر -117 درجه سانتیگراد، که از نیاز طراحی -101 درجه سانتیگراد فراتر میرود، انجام شد تا حاشیه ایمنی کافی نشان داده شود.
| دمای آزمایش | نمونه ۱ | نمونه ۲ | نمونه ۳ | الزامات ASTM (سایز ۲.۵ میلیمتر) |
|---|---|---|---|---|
| -117 درجه سانتیگراد | ۳۲ جی | ۳۳جی | ۳۵ جی | حداقل میانگین ≥5J؛ تکی ≥4J |
نتایج آزمایش ضربه بسیار فراتر از حداقل الزامات ASTM است و نشاندهندهی چقرمگی استثنایی این ماده در دمای پایین با حاشیهی ایمنی قابل توجه فراتر از دمای کاری -101 درجه سانتیگراد است.
بخش ۵: فرآیند تولید - کشش سرد و عملیات حرارتی کامل برای لولههای بسیار بلند با قطر کوچک
شرکت Womic Steel لولههای بدون درز دمای پایین 3.5Ni را با استفاده از یک روش تولید کاملاً صنعتی که به طور خاص برای محصولات با قطر کوچک، طول بسیار زیاد و سطح نهایی بالا بهینه شده است، تولید میکند:
- ذوب کوره قوس الکتریکی + پالایش پاتیلی + گاززدایی در خلاء:محتوای هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن بسیار پایین و همچنین کنترل دقیق شیمیایی (P ≤0.005%، S ≤0.001%) را تضمین میکند.
- ریختهگری پیوسته + نورد شکوفه:لولههای توخالی با کیفیت سطح بالا و سلامت داخلی خوب تولید میکند.
- پیرسینگ گرم (پیرسینگ ضربدری):شمشها در کورهی نورد با تیر متحرک حرارت داده میشوند و در دماهای نورد بهینه به پوستههای توخالی با دیوارهی سنگین تبدیل میشوند؛ خروج از مرکز به حداقل میرسد.
- سردکاری / سردکاری– چندین پاس (با آنیل میانی): این فرآیند کلیدی برای دستیابی به لولههای فوق بلند است. برای اندازه نهایی ۲۵x۲ میلیمتر، این فرآیند معمولاً به سه پاس کشش سرد با کنترل دقیق نیاز دارد که در هر پاس، ماده سختکاری میشود. بین پاسها، لولهها تحت آنیل میانی قرار میگیرند تا شکلپذیری خود را بازیابند و از ترکهای ناشی از سختکاری جلوگیری کنند.
- آنیل محلولی (نرمالیزه کردن):در کوره با اتمسفر کنترلشده در دمای ≥845 درجه سانتیگراد انجام شد و پس از آن برای کاهش تنشهای کار سرد و اصلاح ریزساختار، در هوا خنک شد.
- صاف کردن:صافکاری دقیق غلتکی، تلرانس صافی ≤1.5 میلیمتر در هر متر را تضمین میکند.
- برش طولی و پرداخت نهایی:ارههای برش پرنده به دقت بالایی دست مییابند؛ انتهای آنها در صورت نیاز پلیسهگیری یا پخزنی میشود.
- ۱۰۰٪ تست غیرمخرب (NDT)، تست هیدرواستاتیک و علامتگذاری:هر لوله قبل از مهر زنی نهایی با تنش کم، تحت آزمایش اولتراسونیک، آزمایش جریان گردابی و آزمایش فشار قرار میگیرد.
- ابعاد نهایی به دست آمده:۲۴.۹۶ – ۲۵.۰۵ میلیمتر قطر خارجی × ۲.۰۴ – ۲.۱۶ میلیمتر وزن × ۲۲ متر طول. زبری سطح قطر داخلی و خارجی ≤۱.۴ میکرومتر Ra، مطابق با کیفیت لوله مبدل حرارتی درجه ۱ طبق NB/T ۴۷۰۱۹.۱-۲۰۲۱ (پرداخت سطح زیر میکرومتر).
بخش ۶: کنترل کیفیت و آزمایش - تأیید عملکرد جامع
هر سری تولید لولههای بدون درز دمای پایین 3.5Ni طبق استانداردهای ASTM A334/A334M:2021 آزمایش میشود.
گواهینامهها:گواهی تست کارخانه طبق استاندارد EN 10204 نوع 3.1. نوع 3.2 به همراه گواهی شخص ثالث (SGS/BV/DNV/TÜV) بنا به درخواست موجود است.
سازگاری دسته به دسته:فولاد وومیک سوابق دقیقی را برای هر شماره حرارتی و هر دسته نگهداری میکند و قابلیت ردیابی کامل هر لوله تکمیلشده را تضمین میکند.
بخش 7: کاربردها - در مواردی که لولههای 3.5Ni ASTM A334 درجه 3 اکسل
لولههای بدون درز دمای پایین 3.5Ni برای کارکرد طولانی مدت و قابل اعتماد در محدوده دمایی -45°C تا -101°C طراحی شدهاند و شکاف بین مواد استاندارد درجه 6 و مواد گران قیمت 9% Ni درجه 8 را پر میکنند.
تیوب 3.5Ni به عنوان مقرون به صرفهترین ماده برای محدوده دمایی بین -50 درجه سانتیگراد (درجه 6) و -196 درجه سانتیگراد (9% Ni درجه 8) عمل میکند و آن را به راه حل ترجیحی برای اکثر کاربردهای پتروشیمی در دمای پایین تبدیل میکند.
بخش ۸: چرا فولاد Womic را برای لولههای بدون درز دمای پایین ۳.۵Ni انتخاب کنیم؟
سوالات متداول (FAQ)
تماس با فولاد وومیک
برای سوالات، پشتیبانی فنی یا درخواست قیمت برای الزامات خاص لولههای 3.5Ni دمای پایین خود تحت استاندارد ASTM A334 درجه 3 (یا سایر گریدهای دمای پایین)، لطفاً مستقیماً با ما تماس بگیرید.
زمان ارسال: ۲۴ ژوئن ۲۰۲۶