극저온 LNG 환경의 천연가스 부품에 대한 재료 사양 표준

저온 연성을 위한 야금학적 선택

1. 디자인할 때 천연가스 부품 액화천연가스(LNG) 응용분야의 주요 엔지니어링 과제는 "저온 취성"을 방지하는 것입니다. 표준 탄소강은 LNG 비등점인 -162°C보다 훨씬 높은 온도에서 연성에서 취성으로 전이됩니다. 그러므로, 극저온 천연가스 서비스를 위한 금속 선택 오스테나이트계 스테인리스강 또는 9% 니켈강과 같은 FCC(면심 입방체) 격자 구조의 재료가 필요합니다.
2. 일반적으로 지정됨 LNG 밸브용 스테인리스강 등급 ASTM A351 CF8M 및 CF3M이 포함됩니다. 이 등급은 -196°C의 낮은 온도에서도 높은 샤르피 V 노치 충격 인성을 유지하여 압력을 함유한 부품이 작동 응력 하에서 치명적인 벽개 파괴를 경험하지 않도록 보장합니다.
3. 견고한 배관 인프라의 경우, 저온 탄소강 대 스테인레스 강 비교를 통해 엔지니어는 중간 정도의 저온에 대해 ASTM A333 등급 6을 지정하는 경우가 많지만 진정한 극저온 LNG 처리의 경우 AISI 304/304L 및 316/316L은 오스테나이트 상을 안정화하는 크롬-니켈 함량으로 인해 벤치마크로 남아 있습니다.

-162°C에서 밀봉 무결성 및 비산 배출 제어

1. 는 천연가스용 극저온 밀봉재 폴리머의 높은 열수축 계수를 극복해야 합니다. 기존의 엘라스토머는 유리 전이 온도(Tg)에 도달하면 파손됩니다. 결과적으로, 천연가스 부품 개스킷 및 밸브 시트와 같은 제품은 유리 또는 탄소 섬유로 강화된 PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌) 또는 변성 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)를 사용하여 액체 상태 온도에서 밀봉을 유지합니다.
2. 비산 배출은 LNG 터미널에서 중요한 문제입니다. 높은 무결성 LNG 부품의 누출 기준 ISO 15848-1이 적용됩니다. 클래스 A 견고성을 달성하기 위해 구성 요소에는 벨빌 스프링을 사용하여 스템 씰에 일정한 압력을 가하여 열 수축을 보상하는 "활하중" 패킹 시스템이 포함되는 경우가 많습니다. 천연가스 부품 냉각 주기 동안.
3. LNG 부품의 밀봉 불량을 방지하는 방법 극저온 밸브에 확장된 보닛(증기 기둥)을 사용하는 것과 관련이 있습니다. 이 설계를 통해 액체 LNG와 씰링 글랜드 사이에 가스 버퍼를 유지함으로써 스템 패킹이 주변 온도에서 작동할 수 있으며 씰링 인터페이스를 손상시킬 수 있는 얼음 형성을 방지할 수 있습니다.

극저온 합금의 물리적 특성 분석

1. 는 mechanical reliability of 천연가스 부품 극한의 온도에서 엄격한 응력-변형 분석을 통해 검증되었습니다. 재료는 파손에 저항할 뿐만 아니라 고압 펌프 시스템의 내부 압력을 처리하기 위해 특정 항복 강도(일반적으로 316L의 경우 205MPa)를 유지해야 합니다.
2. 극저온 재료 특성의 기술적 비교:

정밀 엔지니어링 및 표면 마감 표준

1. 표면 형태는 다음과 같은 작업에 매우 중요합니다. LNG 조절기 및 부속품의 수명 . 에이 가스 씰용 Ra 표면 마감 기밀 금속-금속 인터페이스를 보장하려면 0.4~0.8 마이크로미터가 필요합니다. 정밀 가공은 부품의 급속한 팽창 및 수축 중에 피로 파괴로 이어질 수 있는 국부적인 응력 상승을 방지합니다. 천연가스 부품 .
2. 만나다 ASME B31.3 극저온 배관 코드 , 모두 천연가스 부품 DPI(염료침투탐상검사), RT(방사선투과검사) 등 비파괴검사(NDT)를 거쳐야 합니다. 이는 주조 또는 단조 곡물 구조에 피크 저감 LNG 시설의 일반적인 극저온에서 대기 열 순환 하에서 팽창할 수 있는 미세한 함유물이 없도록 보장합니다.
3. 이해 LNG 부품의 내식성 대기 응축의 영향을 분석하는 작업이 포함됩니다. 극저온 부품은 "결빙"되기 쉽기 때문에 연안 LNG 수입/수출 허브에 있는 경우 염화물로 인한 응력 부식 균열(CSCC)에 저항해야 하며 합금 선택 시 높은 피팅 저항 등가 수치(PREN)가 필요합니다.

엔지니어링 FAQ

1. LNG 밸브 몸체에 가장 일반적으로 사용되는 재료는 무엇입니까? ASTM A351 CF8M(316 스테인리스강)은 -196°C에서의 충격 강도가 뛰어나 업계 표준입니다.
2. 왜 LNG에 탄소강을 사용할 수 없나요? 탄소강은 -29°C 이하에서 "저온 취성"을 겪어 인성을 잃고 충격을 받으면 유리처럼 부서집니다.
3. PCTFE란 무엇이며 LNG에 사용되는 이유는 무엇입니까? PCTFE는 PTFE보다 극저온에서도 기계적 특성과 치수 안정성을 더 잘 유지하기 때문에 밸브 시트에 사용되는 특수 불소수지입니다.
4. 확장 보닛은 LNG 밸브에서 어떻게 작동합니까? 는y provide a vertical gas column that allows the packing to stay warm, preventing the seal from freezing and failing.
5. 극저온 천연가스 부품에는 어떤 NDT가 필요합니까? 내부 및 외부 구조적 무결성을 보장하기 위한 육안, 염료 침투 및 방사선 사진 테스트가 표준입니다.

기술 참고자료

1. ASME B31.3: 극저온 유체 처리를 위한 공정 배관 코드.
2. NACE MR0175/ISO 15156: 석유 및 가스 생산 시 H2S 함유 환경에서 사용하기 위한 재료.
3. ISO 28921-1: 산업용 밸브 - 저온 응용 분야용 차단 밸브.