In 2010 startten POSCO in Zuid-Korea, Daewoo Shipbuilding en 's werelds vijf grootste classificatiebureaus het project van "gezamenlijke ontwikkeling van staal met een hoog mangaangehalte en lasmaterialen voor ultralage temperaturen", en bereikten massaproductie van staal met een hoog mangaangehalte voor LNG-opslagtanks in 2015. Tegen juni 2022 zullen de Zuid-Koreaanse Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) en POSCO, om het technische knelpunt te doorbreken, als eerste ter wereld LNG-brandstofopslagtanks met een hoog mangaangehalte installeren op zeer grote LNG-aangedreven ruwe olietankers (VLCCs) Ceremony, en zei dat het de productietechnologie voor brandstoftanks heeft ontwikkeld, van staalvoorbehandeling tot lassen en vormen.
1. Wat is hoog mangaanstaal?
Hoog mangaanstaal voor LNG-opslagtanks is een gelegeerd staal met een mangaangehalte tussen 22-25%, dat een goede lage temperatuurbestendigheid en hoge slijtvastheid heeft, wat meer voor de hand ligt dan traditionele LNG-opslagtankmaterialen. Het is de nieuwe lieveling van LNG-opslagtank materialen die Zuid-Korea al meer dan tien jaar aan onderzoek en ontwikkeling besteedt.
2.Korte analyse van staalsoorten en hun voor- en nadelen voor LNG-opslagtanks Onze bijpassende lastoevoegmaterialen kunnen aan deze strenge eisen voldoen: Aangezien grote LNG-brandstofopslagtanks de kernuitrusting zijn van milieuvriendelijke brandstofaangedreven schepen en de gehele LNG-industrieketen, de technische normen zijn extreem streng en de kosten zijn hoog.LNG wordt gewoonlijk opgeslagen en vervoerd onder de ultra-lage temperatuuromgeving van -163°C.De “International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk” wordt de “IGC Code” genoemd.De vier lage-temperatuurmaterialen die kunnen worden gebruikt voor LNG-constructies zijn: aluminium gelegeerd staal, Oostenrijk Tensitisch roestvrij staal, austenitisch Fe-Ni gelegeerd staal (ook bekend als Invar-staal) en 9% Ni-staal (zie tabel 1 voor details), terwijl 9% Ni-staal het meest wordt gebruikt en veel wordt gebruikt voor LNG-brandstofopslagtanks.Maar de nadelen zijn dat de prijs nog steeds hoog is, de verwerkingsprocedures omslachtig zijn, de sterkte relatief laag is en het nikkelgehalte in het product hoog is.In de afgelopen jaren is de nikkelprijs blijven stijgen en zijn de productkosten aanzienlijk gestegen.
4 cryogene materialen die kunnen worden gebruikt in LNG-constructies onder de "IGC-code"
| Minimale ontwerptemperatuur | Belangrijkste staalsoorten en warmtebehandeling | Impacttest temperatuur |
| -165℃ | 9% Ni-staal NNT of QT | -196℃ |
| austenitisch roestvrij staal – 304, 304L, 316/316L, 321 en 347 oplossing behandeld | -196℃ | |
| Aluminiumlegering – 5083 gegloeid | NO | |
| austenitische ijzer-nikkellegering (36%Ni) |
Sterktevergelijking tussen veelgebruikte LNG-materialen en nieuw hoog mangaanstaal
| Item | Gewoonlijk legering | hoog mangaanstaal | ||||
| 9% Ni-staal | 304 SS | Alu 5083-O | Invar-staal | MC | ||
| Basis materialen | Chemische samenstelling | Fe-9Ni | Fe-18.5Cr-9.25Ni | Al-4,5 mg | Fe-36Ni | M CH mn |
| Microstructuur | α1（+Y） | y（FCC） | FCC | FCC | FCC | |
| Opbrengst sterkteMPa | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| Treksterkte MPa | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196℃InvloedJ | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| Lasverbindingen | lastoevoegmaterialen | inconaal | Type308 | ER5356 | - | FCA,SA,GTA |
| Opbrengst sterkteMPa | - | - | - | - | ≥400 | |
| TreksterkteMPa | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196℃InvloedJ | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
Ultra-lage temperatuur mangaanstaal, dat hoge sterkte, hoge taaiheid en lage kosten combineert, heeft een zeer breed toepassingsperspectief in de toekomstige LNG-brandstofopslagtank en milieubescherming alternatieve brandstofopslagtankmarkten zoals vloeibare ammoniak, vloeibare waterstof, en methanol.
Samenstelling en prestatie-eisen van hoog mangaanstaal
Chemische samenstelling (ASTM-ontwerp)
|
| 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 |
Mechanisch gedrag
● Kristalstructuur: vlak gecentreerd kubisch rooster (γ-Fe)
● Toegestane temperatuur＞-196℃
● Opbrengststerkte＞400MPa (58ksi)
● Treksterkte: 800~970MPa (116-141ksi)
● Charpy V-notch impacttest >41J bij -196℃(-320℉)
Introductie van de lastoevoegmaterialen voor lassen met een hoog mangaangehalte van ons bedrijf
De afgelopen jaren hebben we ons toegelegd op het onderzoek naar en de ontwikkeling van bijpassende lastoevoegmaterialen van mangaanstaal voor LNG-opslagtanks, en hebben we met succes lastoevoegmaterialen ontwikkeld die de eigenschappen van mangaanstalen basismaterialen voor LNG-opslagtanks kunnen evenaren.De specifieke eigenschappen zijn weergegeven in tabel 2.
Mechanische eigenschappen van hoog mangaanstaal passend bij lastoevoegmaterialen gedeponeerd metaal
| Naam | Positie | mechanische eigenschappen | ||||
| YP | TS | EL | -196℃inslag | radiografische testen | ||
| Ontwerp doelen | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| GER-HMA Φ3,2 mm | Manuele elektrode | 488 | 686 | 46,0 | 73.3 | I |
| GCR-HMA-S Φ3,2 mm | Draad met metalen kern | 486 | 700 | 44,5 | 62.0 | I |
Ps.Metal poederkern ondergedompelde booglasdraad voor hoog mangaanstaal gebruikt bijpassende flux GXR-200 voor hoog mangaanstaal
Lasbaarheid en voorbeeldweergave van lastoevoegmaterialen voor lassen met een hoog mangaangehalte voor LNG-opslagtanks
De lasbaarheid van lastoevoegmaterialen voor hoog mangaanstaal wordt als volgt weergegeven
Elektrode (GER-HMA) vlak hoeklassen na slakverwijdering
Elektrode (GER-HMA) elevatiehoeklassen na slakverwijdering
Lasdraad (GER-HMA) voor en na het verwijderen van lasnaden
Display voor ondergedompelde boog met metaalpoederkern (GCR-HMA-S).
De voorbeelden van lasverbindingen met hoog mangaanstaal worden als volgt weergegeven
Weergave van trekmonsters van plat lassen (1G).
Verticaal lassen (3G) weergave van trekmonsters
Plat lassen (1G) buigmonsterweergave
Plat lassen (1G) buigmonsterweergave
PS.Hoog mangaanstaal is gelast met lasstaven 1G en 3G, geen scheuren in de vlakbuig- en achterbuigmonsters, en de scheurweerstand is goed
Posttijd: 22-nov-2022