Pada tahun 2010, POSCO Korea Selatan, Daewoo Shipbuilding dan lima syarikat klasifikasi utama dunia memulakan projek "pembangunan bersama keluli mangan tinggi dan bahan kimpalan untuk suhu ultra-rendah", dan mencapai pengeluaran besar-besaran keluli mangan tinggi untuk tangki simpanan LNG di 2015. Menjelang Jun 2022, untuk mengatasi kesesakan teknikal, Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) dan POSCO Korea Selatan akan memegang yang pertama di dunia untuk memasang tangki simpanan bahan api LNG keluli mangan tinggi pada pembawa minyak mentah yang sangat besar berkuasa LNG (VLCCs), dan mengatakan bahawa ia telah membangunkan teknologi pembuatan tangki bahan api daripada prarawatan keluli kepada kimpalan dan pembentukan.
1. Apakah keluli mangan tinggi?
Keluli mangan tinggi untuk tangki simpanan LNG ialah keluli aloi dengan kandungan mangan antara 22-25%, yang mempunyai rintangan suhu rendah yang baik dan rintangan haus yang tinggi, yang lebih jelas daripada bahan tangki simpanan LNG tradisional Ia adalah kesayangan baru tangki simpanan LNG bahan yang Korea Selatan telah menumpukan kepada penyelidikan dan pembangunan selama lebih daripada sepuluh tahun.
2.Analisis ringkas jenis keluli dan kelebihan dan kekurangannya untuk tangki simpanan LNG Bahan habis kimpalan padanan kami boleh memenuhi keperluan ketat ini: Memandangkan tangki simpanan bahan api LNG yang besar adalah peralatan teras kapal berkuasa bahan api mesra alam dan keseluruhan rantaian industri LNG, piawaian teknikal adalah sangat ketat dan kosnya mahal.LNG biasanya disimpan dan diangkut di bawah persekitaran suhu ultra-rendah iaitu -163°C."Kod Antarabangsa untuk Pembinaan dan Peralatan Kapal yang Membawa Gas Cecair Secara Pukal" dirujuk sebagai "Kod IGC".Empat bahan suhu rendah yang boleh digunakan untuk pembinaan LNG termasuk: keluli aloi aluminium, keluli tahan karat Austria Tensitik, keluli aloi Fe-Ni austenit (juga dikenali sebagai keluli Invar) dan keluli 9%Ni (lihat Jadual 1 untuk butiran), manakala keluli 9%Ni adalah yang paling biasa digunakan dan digunakan secara meluas untuk tangki simpanan bahan api LNG.Tetapi kelemahannya ialah harganya masih tinggi, prosedur pemprosesan adalah rumit, kekuatannya agak rendah, dan kandungan nikel dalam produk adalah tinggi.Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, harga nikel terus meningkat, dan kos produk telah meningkat dengan ketara.
4 bahan kriogenik yang boleh digunakan dalam pembinaan LNG di bawah "Kod IGC"
| Suhu reka bentuk minimum | Jenis keluli utama dan rawatan haba | Suhu ujian kesan |
| -165 ℃ | 9%Ni keluli NNT atau QT | -196 ℃ |
| keluli tahan karat austenit - penyelesaian 304, 304L, 316/316L, 321 dan 347 dirawat | -196 ℃ | |
| Aloi aluminium - 5083 anil | NO | |
| aloi besi-nikel austenit (36%Ni) |
Perbandingan kekuatan antara bahan LNG yang biasa digunakan dan keluli mangan tinggi baharu
| item | Biasanya aloi | keluli mangan tinggi | ||||
| 9% keluli Ni | 304 SS | Alu 5083-O | Keluli invar | MC | ||
| Bahan asas | Komposisi kimia | Fe-9Ni | Fe-18.5Cr-9.25Ni | Al-4.5Mg | Fe-36Ni | M CH mn |
| Struktur mikro | α1（+Y） | γ（FCC） | FCC | FCC | FCC | |
| Kekuatan HasilMpa | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| Kekuatan Tegangan Mpa | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196 ℃KesanJ | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| Kimpalan | bahan habis kimpalan | Inconal | Jenis308 | ER5356 | - | FCA,SA,GTA |
| Kekuatan HasilMpa | - | - | - | - | ≥400 | |
| Kekuatan TeganganMpa | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196 ℃KesanJ | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
Keluli mangan tinggi suhu ultra rendah, yang menggabungkan kekuatan tinggi, keliatan tinggi dan kos rendah, mempunyai prospek aplikasi yang sangat luas dalam tangki simpanan bahan api LNG masa depan dan pasaran tangki simpanan bahan api alternatif perlindungan alam sekitar seperti cecair ammonia, hidrogen cecair, dan metanol.
Keperluan komposisi dan prestasi keluli mangan tinggi
Komposisi Kimia (Draf ASTM)
|
| C | Mn | p | s | Cr | Cu |
| % | 0.35-0.55 | 22.5-25.5 | <0.03 | <0.01 | 3.0-4.0 | 0.3-0.7 |
Tingkah laku mekanikal
● Struktur kristal: kekisi kubik berpusat muka (γ-Fe)
● Suhu yang dibenarkan＞-196℃
● Kekuatan hasil＞400MPa (58ksi)
● Kekuatan tegangan: 800~970MPa (116-141ksi)
● Ujian hentaman takuk V Charpy >41J pada -196℃(-320℉)
Pengenalan bahan habis pakai padanan keluli mangan tinggi syarikat kami
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kami telah menumpukan diri kami kepada penyelidikan dan pembangunan bahan guna kimpalan pemadanan keluli mangan tinggi untuk tangki simpanan LNG, dan berjaya membangunkan bahan guna habis kimpalan yang boleh memadankan sifat bahan asas keluli mangan tinggi untuk tangki simpanan LNG.Sifat khusus ditunjukkan dalam Jadual 2.
Sifat mekanikal keluli mangan tinggi padanan kimpalan bahan habis guna termendap logam
| Nama | kedudukan | sifat mekanikal | ||||
| YP | TS | EL | -196 ℃ kesan | ujian radiografi | ||
| Matlamat reka bentuk | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| GER-HMA Φ3.2mm | Elektrod manual | 488 | 686 | 46.0 | 73.3 | I |
| GCR-HMA-S Φ3.2mm | Kawat teras logam | 486 | 700 | 44.5 | 62.0 | I |
Ps. Teras serbuk logam dawai kimpalan arka tenggelam untuk keluli mangan tinggi mengguna pakai padanan fluks GXR-200 untuk keluli mangan tinggi
Kebolehkimpalan dan paparan sampel bahan kimpalan keluli mangan tinggi untuk tangki simpanan LNG
Kebolehkimpalan bahan habis kimpalan untuk keluli mangan tinggi ditunjukkan seperti berikut
Elektrod (GER-HMA) kimpalan fillet rata selepas penyingkiran sanga
Kimpalan sudut ketinggian elektrod (GER-HMA) selepas penyingkiran sanga
Rod kimpalan (GER-HMA) sebelum dan selepas penyingkiran sanga kimpalan fillet
Paparan kimpalan arka tenggelam teras serbuk logam (GCR-HMA-S).
Sampel sambungan kimpalan rod kimpalan keluli mangan tinggi ditunjukkan seperti berikut
Paparan sampel tegangan kimpalan rata (1G).
Paparan sampel tegangan kimpalan menegak (3G).
Paparan sampel lenturan kimpalan rata (1G).
Paparan sampel lenturan kimpalan rata (1G).
PS. Keluli mangan tinggi dikimpal dengan rod kimpalan 1G dan 3G, tiada retak pada sampel lentur muka dan lentur belakang, dan rintangan retak adalah baik
Masa siaran: Nov-22-2022