ΥΦΑ — Χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και σύσταση αναλώσιμων αναλωσίμων συγκόλλησης

Το 2010, η POSCO της Νότιας Κορέας, η Daewoo Shipbuilding και οι πέντε σημαντικότεροι νηογνώμονες του κόσμου ξεκίνησαν το έργο «από κοινού ανάπτυξης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και υλικών συγκόλλησης για εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες» και πέτυχαν μαζική παραγωγή χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για δεξαμενές αποθήκευσης LNG στο 2015. Μέχρι τον Ιούνιο του 2022, για να ξεπεράσει το τεχνικό σημείο συμφόρησης, η Daewoo Shipbuilding & της Νότιας Κορέας Η Marine Engineering (DSME) και η POSCO θα πραγματοποιήσουν τις πρώτες στον κόσμο που θα εγκαταστήσουν δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμου LNG από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο σε τελετή πολύ μεγάλων πλοίων αργού πλοίων (VLCCs) που κινούνται με LNG και δήλωσαν ότι έχουν αναπτύξει τεχνολογία κατασκευής δεξαμενών καυσίμου από προεπεξεργασία χάλυβα στη συγκόλληση και τη διαμόρφωση.

1. Τι είναι ο χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο;

Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για δεξαμενές αποθήκευσης LNG είναι ένας κραματοποιημένος χάλυβας με περιεκτικότητα σε μαγγάνιο μεταξύ 22-25%, ο οποίος έχει καλή αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλή αντοχή στη φθορά, η οποία είναι πιο προφανής από τα παραδοσιακά υλικά δεξαμενών αποθήκευσης LNG. Είναι το νέο αγαπημένο της δεξαμενής αποθήκευσης LNG υλικά που η Νότια Κορέα έχει αφιερώσει στην έρευνα και την ανάπτυξη για περισσότερα από δέκα χρόνια.

2. Σύντομη ανάλυση των τύπων χάλυβα και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους για δεξαμενές αποθήκευσης LNG Τα αντίστοιχα αναλώσιμα συγκόλλησης μπορούν να ικανοποιήσουν αυτές τις αυστηρές απαιτήσεις: Δεδομένου ότι οι μεγάλες δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμου LNG αποτελούν τον βασικό εξοπλισμό των φιλικών προς το περιβάλλον πλοίων που κινούνται με καύσιμο και ολόκληρης της αλυσίδας βιομηχανίας LNG, τα τεχνικά πρότυπα είναι εξαιρετικά αυστηρά και το κόστος είναι ακριβό. Το LNG συνήθως αποθηκεύεται και μεταφέρεται σε περιβάλλον εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας -163°C. Ο «Διεθνής Κώδικας για την Κατασκευή και τον Εξοπλισμό Πλοίων που Μεταφέρουν Υγροποιημένα Αέρια Χύδην» αναφέρεται ως «Κώδικας IGC». Τα τέσσερα υλικά χαμηλής θερμοκρασίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή LNG περιλαμβάνουν: χάλυβα από κράμα αλουμινίου, ανοξείδωτο χάλυβα Τενσιτικής Αυστρίας, ωστενιτικό κράμα χάλυβα Fe-Ni (επίσης γνωστό ως χάλυβας Invar) και χάλυβα 9% Ni (βλ. Πίνακα 1 για λεπτομέρειες). ενώ ο χάλυβας 9%Ni είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος και ευρέως χρησιμοποιούμενος για δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμου LNG. Αλλά τα μειονεκτήματα είναι ότι η τιμή είναι ακόμα υψηλή, οι διαδικασίες επεξεργασίας είναι δυσκίνητες, η αντοχή είναι σχετικά χαμηλή και η περιεκτικότητα σε νικέλιο στο προϊόν είναι υψηλή. Τα τελευταία χρόνια, η τιμή του νικελίου συνέχισε να αυξάνεται και το κόστος του προϊόντος έχει αυξηθεί σημαντικά.

4 κρυογονικά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή LNG σύμφωνα με τον «Κώδικα IGC»

Σύγκριση αντοχής μεταξύ των κοινώς χρησιμοποιούμενων υλικών LNG και του νέου χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο

Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας, ο οποίος συνδυάζει υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα και χαμηλό κόστος, έχει μια πολύ ευρεία προοπτική εφαρμογής στη μελλοντική δεξαμενή αποθήκευσης καυσίμου LNG και στις αγορές εναλλακτικών δεξαμενών αποθήκευσης καυσίμου προστασίας περιβάλλοντος, όπως υγρή αμμωνία, υγρό υδρογόνο, και μεθανόλη.

Απαιτήσεις σύνθεσης και απόδοσης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο

Χημική σύνθεση (Πρόχειρο ASTM)

Μηχανική συμπεριφορά

● Κρυσταλλική δομή: κεντραρισμένο κυβικό πλέγμα (γ-Fe)

● Επιτρεπόμενη θερμοκρασία＞-196℃

● Ισχύς απόδοσης (400MPa (58ksi)

● Αντοχή σε εφελκυσμό: 800~970MPa (116-141ksi)

● Δοκιμή κρούσης Charpy V-notch >41J στους -196℃(-320℉)

Παρουσίαση των αναλώσιμων συγκόλλησης που ταιριάζουν με χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο της εταιρείας μας

Τα τελευταία χρόνια, αφοσιωθήκαμε στην έρευνα και ανάπτυξη αναλώσιμων συγκόλλησης ταιριάσματος χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για δεξαμενές αποθήκευσης LNG και αναπτύξαμε με επιτυχία αναλώσιμα συγκόλλησης που μπορούν να ταιριάζουν με τις ιδιότητες υλικών βάσης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για δεξαμενές αποθήκευσης LNG. Οι συγκεκριμένες ιδιότητες φαίνονται στον Πίνακα 2.

Μηχανικές ιδιότητες ταιριάσματος χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο με αναλώσιμα συγκόλλησης εναποτιθέμενο μέταλλο

Ps. Το σύρμα συγκόλλησης με βυθισμένο τόξο με πυρήνα μετάλλου για χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο υιοθετεί την αντίστοιχη ροή GXR-200 για χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο

Συγκολλησιμότητα και επίδειξη δειγμάτων αναλωσίμων συγκόλλησης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για δεξαμενές αποθήκευσης LNG

Η συγκολλησιμότητα των αναλωσίμων συγκόλλησης για χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο παρουσιάζεται ως εξής

Επίπεδη συγκόλληση με ηλεκτρόδιο (GER-HMA) μετά από αφαίρεση σκωρίας 

Συγκόλληση με γωνία ανύψωσης ηλεκτροδίων (GER-HMA) μετά την αφαίρεση της σκωρίας    

Ράβδος συγκόλλησης (GER-HMA) πριν και μετά την αφαίρεση της σκωρίας συγκόλλησης φιλέτου

Οθόνη συγκόλλησης με πυρήνα μεταλλικής σκόνης βυθισμένου τόξου (GCR-HMA-S).

Τα δείγματα των αρμών συγκόλλησης με ράβδο συγκόλλησης χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο παρουσιάζονται ως εξής 

Επίπεδη συγκόλληση (1G) εφελκυστική οθόνη δείγματος 

Οθόνη δειγμάτων εφελκυσμού κάθετης συγκόλλησης (3G).

Επίπεδη συγκόλληση (1G) δειγματοληψία κάμψης

Επίπεδη συγκόλληση (1G) δειγματοληψία κάμψης

Υ.Γ. Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο συγκολλάται με ράβδους συγκόλλησης 1G και 3G, δεν υπάρχουν ρωγμές στα δείγματα κάμψης και οπής κάμψης και η αντίσταση στη ρωγμή είναι καλή