في عام 2010، بدأت شركة POSCO الكورية الجنوبية وشركة Daewoo لبناء السفن وجمعيات التصنيف الخمس الكبرى في العالم مشروع "التطوير المشترك للصلب العالي المنغنيز ومواد اللحام لدرجات حرارة منخفضة للغاية"، وحققت إنتاجًا ضخمًا للصلب العالي المنغنيز لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال في 2015. بحلول يونيو 2022، ومن أجل تجاوز عنق الزجاجة الفني، ستعقد شركتا دايو لبناء السفن والهندسة البحرية (DSME) في كوريا الجنوبية وبوسكو أول شركة في العالم تقوم بتركيب صهاريج تخزين وقود الغاز الطبيعي المسال المصنوعة من الفولاذ عالي المنغنيز على ناقلات النفط الخام الكبيرة جدًا التي تعمل بالغاز الطبيعي المسال. (VLCCs)، وقالت إنها طورت تكنولوجيا تصنيع خزانات الوقود من المعالجة المسبقة للصلب إلى اللحام والتشكيل.
1. ما هو الفولاذ عالي المنغنيز؟
الفولاذ عالي المنغنيز لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال عبارة عن سبائك فولاذية تحتوي على محتوى منجنيز يتراوح بين 22-25٪، والتي تتمتع بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة المنخفضة ومقاومة عالية للتآكل، وهو أكثر وضوحًا من مواد صهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال التقليدية. إنه المحبوب الجديد لخزان تخزين الغاز الطبيعي المسال المواد التي خصصتها كوريا الجنوبية للبحث والتطوير لأكثر من عشر سنوات.
2. تحليل موجز لأنواع الفولاذ ومزاياها وعيوبها بالنسبة لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال، يمكن لمستهلكات اللحام المطابقة لدينا أن تلبي هذه المتطلبات الصارمة: بما أن صهاريج تخزين وقود الغاز الطبيعي المسال الكبيرة هي المعدات الأساسية للسفن التي تعمل بالوقود الصديقة للبيئة وسلسلة صناعة الغاز الطبيعي المسال بأكملها، المعايير الفنية صارمة للغاية والتكلفة باهظة الثمن. عادة ما يتم تخزين الغاز الطبيعي المسال ونقله في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة للغاية تصل إلى -163 درجة مئوية. ويشار إلى "المدونة الدولية لبناء وتجهيز السفن التي تحمل الغازات المسالة السائبة" باسم "مدونة IGC". تشمل المواد الأربعة ذات درجة الحرارة المنخفضة التي يمكن استخدامها لبناء الغاز الطبيعي المسال: سبائك الألومنيوم الفولاذية، والفولاذ المقاوم للصدأ النمساوي التنسيتي، وسبائك الفولاذ الأوستنيتي Fe-Ni (المعروف أيضًا باسم الفولاذ Invar) والفولاذ Ni 9% (انظر الجدول 1 لمزيد من التفاصيل). في حين أن الفولاذ بنسبة 9% Ni هو الأكثر استخدامًا واستخدامًا على نطاق واسع لصهاريج تخزين وقود الغاز الطبيعي المسال. ولكن العيوب هي أن السعر لا يزال مرتفعا، وإجراءات المعالجة مرهقة، والقوة منخفضة نسبيا، ومحتوى النيكل في المنتج مرتفع. في السنوات الأخيرة، استمر سعر النيكل في الارتفاع، وزادت تكلفة المنتج بشكل ملحوظ.
4 مواد مبردة يمكن استخدامها في بناء الغاز الطبيعي المسال بموجب "رمز IGC"
| الحد الأدنى لدرجة حرارة التصميم | أنواع الصلب الرئيسية والمعالجة الحرارية | درجة حرارة اختبار التأثير |
| -165 درجة مئوية | 9% ني الصلب NNT أو كيو تي | -196 درجة مئوية |
| الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي - محلول 304، 304L، 316/316L، 321 و347 | -196 درجة مئوية | |
| سبائك الألومنيوم – 5083 صلب | NO | |
| سبائك الحديد والنيكل الأوستنيتي (36٪ ني) |
مقارنة القوة بين مواد الغاز الطبيعي المسال شائعة الاستخدام والفولاذ الجديد عالي المنغنيز
| غرض | سبائك عادة | ارتفاع المنغنيز الصلب | ||||
| 9% ني ستيل | 304 سس | ألو 5083-O | إنفار ستيل | MC | ||
| المواد الأساسية | التركيب الكيميائي | الحديد-9ني | Fe-18.5Cr-9.25Ni | آل-4.5 ملغ | الحديد-36ني | م تش مين |
| البنية المجهرية | α1(+Y) | γ(لجنة الاتصالات الفيدرالية) | لجنة الاتصالات الفيدرالية | لجنة الاتصالات الفيدرالية | لجنة الاتصالات الفيدرالية | |
| قوة العائدالآلام والكروب الذهنية | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| قوة الشد الآلام والكروب الذهنية | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196 درجة مئويةتأثيرج | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| اللحامات | مستهلكات اللحام | إينكونال | اكتب308 | ER5356 | - | هيئة الرقابة المالية، سا، GTA |
| قوة العائدالآلام والكروب الذهنية | - | - | - | - | ≥400 | |
| قوة الشدالآلام والكروب الذهنية | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196 درجة مئويةتأثيرج | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
يتمتع الفولاذ عالي المنغنيز ذو درجة الحرارة المنخفضة للغاية، والذي يجمع بين القوة العالية والمتانة العالية والتكلفة المنخفضة، باحتمالية تطبيق واسعة جدًا في خزانات وقود الغاز الطبيعي المسال المستقبلية وأسواق صهاريج تخزين الوقود البديلة لحماية البيئة مثل الأمونيا السائلة والهيدروجين السائل، والميثانول.
متطلبات التركيب والأداء للفولاذ عالي المنغنيز
التركيب الكيميائي (مسودة 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 |
السلوك الميكانيكي
● البنية البلورية: شبكة مكعبة مركزية الوجه (γ-Fe)
● درجة الحرارة المسموح بها＞-196 درجة مئوية
● قوة الخضوع > 400MPa (58ksi)
● قوة الشد: 800~970MPa (116-141ksi)
● اختبار تأثير شاربي على شكل حرف V > 41J عند -196 درجة مئوية (-320 درجة فهرنهايت)
مقدمة لمستهلكات اللحام المطابقة للفولاذ المنغنيز العالي لشركتنا
في السنوات الأخيرة، كرسنا أنفسنا للبحث والتطوير لمواد اللحام المطابقة للفولاذ عالي المنغنيز لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال، ونجحنا في تطوير مواد اللحام الاستهلاكية التي يمكن أن تتوافق مع خصائص المواد الأساسية للفولاذ عالي المنغنيز لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال. وتظهر الخصائص المحددة في الجدول 2.
الخواص الميكانيكية للصلب العالي المنغنيز المطابق لمستهلكات اللحام المعدنية المترسبة
| اسم | موضع | الخصائص الميكانيكية | ||||
| YP | TS | EL | -196 درجة مئوية تأثير | الاختبارات الشعاعية | ||
| أهداف التصميم | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| ألمانيا-HMA Φ3.2 ملم | القطب اليدوي | 488 | 686 | 46.0 | 73.3 | I |
| جي سي آر-HMA-S Φ3.2 ملم | سلك معدني محفور | 486 | 700 | 44.5 | 62.0 | I |
Ps.Metal مسحوق الأساسية المغمورة سلك اللحام القوسي للفولاذ المنغنيز العالي يعتمد تدفق مطابقة GXR-200 للفولاذ المنغنيز العالي
قابلية اللحام وعرض العينات للمواد الاستهلاكية للحام الفولاذ عالي المنغنيز لصهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال
يتم عرض قابلية اللحام لمواد اللحام الاستهلاكية للفولاذ عالي المنغنيز على النحو التالي
اللحام الكهربائي (GER-HMA) للشرائح المسطحة بعد إزالة الخبث
لحام زاوية الارتفاع بالقطب الكهربائي (GER-HMA) بعد إزالة الخبث
قضيب اللحام (GER-HMA) قبل وبعد إزالة خبث اللحام
عرض لحام القوس المغمور بمسحوق معدني (GCR-HMA-S).
يتم عرض عينات من وصلات لحام قضبان اللحام المصنوعة من الصلب المنغنيز العالي على النحو التالي
عرض عينة الشد للحام المسطح (1G).
عرض عينة الشد للحام العمودي (3G).
عرض عينة اللحام المسطح (1G).
عرض عينة اللحام المسطح (1G).
PS. يتم لحام الفولاذ المنغنيز العالي بقضبان اللحام 1G و 3G، ولا توجد شقوق في عينات انحناء الوجه والانحناء الخلفي، ومقاومة الكراك جيدة
وقت النشر: 22 نوفمبر 2022