فولاد کربنی با دمای پایین نوعی فولاد کربنی است که خواص مکانیکی خوبی را در محیط های با دمای پایین حفظ می کند. به طور معمول چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه عالی را نشان می دهد و برای کاربرد در شرایط دمای پایین مانند صنایع نفت، گاز و شیمیایی مناسب است. ترکیب شیمیایی آن به طور ویژه برای کاهش شکنندگی و افزایش مقاومت در برابر ضربه، تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان در دماهای شدید طراحی شده است.
عوامل موثر بر عملکرد فولاد کربنی با دمای پایین
عملکرد فولاد کربنی با دمای پایین تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله ترکیب شیمیایی، ریزساختار، عملیات حرارتی، فرآیند تولید، ناخالصی‌ها و استانداردهای آزمایش قرار می‌گیرد. سطوح کربن، منگنز و سایر عناصر آلیاژی به طور قابل توجهی بر چقرمگی و استحکام تأثیر می گذارد، در حالی که اندازه دانه و توزیع فاز بر خواص مکانیکی و عملکرد در دمای پایین تأثیر می گذارد. فرآیندهای عملیات حرارتی مانند نرمال کردن یا خاموش کردن می توانند چقرمگی را افزایش داده و شکنندگی را کاهش دهند. روش تولید، اعم از آهنگری یا نورد، بر همگنی و خواص مکانیکی مواد نیز تأثیر می گذارد. علاوه بر این، وجود عناصر مضر مانند گوگرد و فسفر ممکن است چقرمگی ضربه و عملکرد کلی را کاهش دهد، در حالی که مطابقت با استانداردهای خاص ASTM یا سایر استانداردها تضمین می کند که مواد دارای خواص مکانیکی و ضربه ای مورد نیاز هستند.
درجات متداول فولاد کربنی با دمای پایین
گریدهای رایج فولاد کربنی با دمای پایین عبارتند از:
- 1.A333 Gr 6: مناسب برای دمای سرویس تا -45 درجه سانتیگراد.
- 2.A420 Gr WPL6: مناسب برای دمای سرویس تا -50 درجه سانتیگراد.
- 3.A350 LF2: مناسب برای دمای سرویس تا -46 درجه سانتیگراد.
- 4.A352 LCB: مناسب برای دمای سرویس تا -150 درجه سانتیگراد.
- 5.ASTM A106 Gr B: در درجه اول برای دماهای بالا استفاده می شود، اما می تواند در محیط های با دمای پایین نیز استفاده شود.
این گریدها به طور گسترده در صنایع نفت، گاز و شیمیایی استفاده می شود.
الزامات شیمیایی فولاد کربنی با دمای پایین
| درجه | سی | سی | منگنز | پ | اس | مس | Cr | نی | مو | V | Cb |
| ASTM A333 GR6 | ≤0.30 | ≥0.10 | 0.29-1.06 | ≤0.025 | ≤0.025 | / | / | / | / | / | / |
| ASTM A106 GRB | ≤0.30 | ≥0.10 | 0.29-1.06 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.15 | ≤0.08 | / |
| ASTM A350 LF2 | ≤0.30 | 0.15~0.30 | 0.60-1.35 | ≤0.035 | ≤0.040 | ≤0.40 | ≤0.30 | ≤0.020 | ≤0.12 | ≤0.08 | / |
| A420 Gr WPL6 | ≤0.30 | 0.15~0.40 | 0.50~1.35 | ≤0.035 | ≤0.040 | ≤0.40 | ≤0.30 | ≤0.40 | ≤0.12 | ≤0.08 | ≤0.02 |
| A352 LCB | ≤0.30 | ≤0.60 | ≤1.00 | ≤0.040 | ≤0.050 | ≤0.30 | ≤0.50 | ≤0.50 | ≤0.20 | ≤0.03 | / |
ویژگی های مکانیکی الزامات فولاد کربنی با دمای پایین
| درجه | مقاومت کششی Rm/MPa | قدرت تسلیم Ra/MPa | کشیدگی A50mm/% | Akv(-45/46℃)/J |
| ASTM A333 GR6 | ≥415 | ≥240 | ≥30 | ≥30 |
| ASTM A106 GRB | ≥415 | ≥240 | ≥30 | / |
| ASTM A350 LF2 | 485-655 | ≥250 | ≥30 | ≥20 |
| A420 Gr WPL6 | 415-655 | ≥240 | ≥30 | ≥17.6 |
| A352 LCB | 450-620 | ≥240 | ≥24 | ≥18 |
محصولات فولاد کربنی با دمای پایین
SSM طیف وسیعی از محصولات ساخته شده از فولاد کربنی با دمای پایین را ارائه می دهد، از جمله فلنج، اتصالات، لوله، شیر و غیره.
ASTM A333 Grade 6 مشخصاتی برای لوله های فولادی بدون درز و جوش داده شده است که برای سرویس در دمای پایین طراحی شده است. این در درجه اول در کاربردهایی استفاده می شود که لوله باید استحکام و چقرمگی را در دماهای پایین -50 درجه فارنهایت (45- درجه سانتیگراد) حفظ کند.
ASTM A106 Grade B مشخصاتی برای لوله های فولادی کربن بدون درز است که برای سرویس در دمای بالا طراحی شده است. به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی و تولید برق استفاده می شود، اما می تواند برای محیط های با دمای پایین نیز مناسب باشد.
ASTM A350 LF2 مشخصات فلنج فولاد کربنی است که برای سرویس در دمای پایین در نظر گرفته شده است. این فلنج ها به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، فرآوری شیمیایی و تولید برق استفاده می شود که در آنها کاربردهای دمای پایین رایج است.
A420 Grade WPL6 یک مشخصات برای اتصالات لوله فولادی کربن فرفورژه است که برای سرویس در دمای پایین در نظر گرفته شده است. این اتصالات معمولاً در صنایعی مانند نفت و گاز، فرآوری شیمیایی و تولید برق مورد استفاده قرار می گیرند، جایی که باید در محیط های سرد عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند.
کاربردهای فولاد کربنی با دمای پایین
فولاد کربنی با دمای پایین به طور گسترده در زمینه های مختلف از جمله خطوط لوله و تجهیزات در صنعت نفت و گاز، راکتورها و مخازن ذخیره سازی در فرآوری شیمیایی، ظروف ذخیره سازی گازهای مایع، سازه ها و کشتی های دریایی، قطعات در نیروگاه های با دمای پایین و اجزای سازه ای برای ساختمان ها در آب و هوای سرد استفاده می شود. این برنامه ها از خواص مکانیکی و چقرمگی فولاد کربنی با دمای پایین برای اطمینان از عملکرد ایمن و موثر در طیف وسیعی از محیط های چالش برانگیز استفاده می کنند.
مزایا و معایب فولاد کربنی با دمای پایین
فولاد کربنی با دمای پایین چندین مزیت از جمله چقرمگی بالا، مقرون به صرفه بودن، جوش پذیری خوب و در دسترس بودن گسترده دارد. این ویژگی ها آن را برای کاربردهای مختلف مانند خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی و اجزای ساختاری در محیط های سرد مناسب می کند.
با این حال، فولاد کربنی با دمای پایین نیز دارای معایبی است، مانند مقاومت در برابر خوردگی کمتر، عملکرد محدود در دمای بالا، و پتانسیل برای شکنندگی در شرایط شدید دمای پایین. این عوامل باید در طراحی و استفاده در نظر گرفته شوند.
سوالات متداول
روش‌های حفاظتی شامل اعمال پوشش‌های محافظ، استفاده از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی و استفاده از شیوه‌های نگهداری مناسب است.
بله، فولاد کربنی با دمای پایین را می توان جوش داد، اما ممکن است تکنیک ها و ملاحظات خاصی برای جلوگیری از مسائلی مانند شکنندگی هیدروژن مورد نیاز باشد.
برای جلوگیری از خوردگی باید در یک محیط خشک نگهداری شود و برای جلوگیری از آسیب فیزیکی که می تواند یکپارچگی آن را به خطر بیندازد، به دقت مورد استفاده قرار گیرد.
اطلاعات بیشتر در مورد فولاد کربن با دمای پایین:
FA 
EN 
DE 
RU 
ID 
ES 
FR 
NL