क्रायोजेनिक अनुप्रयोगों के लिए मिश्र धातु इस्पात पाइप: ग्रेड और कठोरता

कम तापमान पर स्टील पाइप की नियंत्रित संपत्ति तन्य शक्ति नहीं बल्कि कठोरता है। फेरिटिक स्टील, जो परिवेशीय स्थिति में लचीले तरीके से व्यवहार करता है, एक बार अपने संक्रमण तापमान से नीचे ठंडा होने पर भंगुर मोड में फ्रैक्चर कर सकता है, और एक भंगुर दरार किसी भी निरीक्षण या रखरखाव कार्यक्रम की प्रतिक्रिया की तुलना में कहीं अधिक तेजी से फैलती है। इसलिए क्रायोजेनिक पाइपवर्क का प्राथमिक उद्देश्य के रूप में फ्रैक्चर नियंत्रण के साथ चयन, परीक्षण और निरीक्षण किया जाता है।

कठोरता कम तापमान डिज़ाइन को क्यों नियंत्रित करती है

प्रत्येक क्रायोजेनिक लाइन को यह प्रदर्शित करना आवश्यक है कि सामग्री सबसे कम तापमान पर भंगुर मोड में विफल नहीं होगी जिसे वह अनुभव कर सकती है, जिसमें परेशान और आपातकालीन स्थितियां शामिल हैं। यह साक्ष्य एएसटीएम ई23 के अनुसार डिज़ाइन धातु तापमान पर किए गए चार्पी वी-नॉच प्रभाव परीक्षण से प्राप्त होता है, जिसमें गवर्निंग पाइप विनिर्देश द्वारा निर्धारित अवशोषित ऊर्जा और पार्श्व विस्तार सीमाएं होती हैं। अन्य गुण भी मायने रखते हैं: थर्मल संकुचन को लेआउट द्वारा समायोजित किया जाना चाहिए, और थर्मल चालकता इस बात को प्रभावित करती है कि लाइन को कितने इन्सुलेशन की आवश्यकता है।

क्रायोजेनिक सेवा के लिए ग्रेड और विशिष्टताएँ

तालिका में डिज़ाइन तापमान प्रत्येक विनिर्देश के लिए आवश्यक प्रभाव परीक्षण तापमान का अनुसरण करता है; सटीक अवशोषित ऊर्जा आवश्यकता और लागू परीक्षण तापमान खरीद आदेश में उद्धृत मानक के संस्करण से लिया जाना चाहिए।

जोड़, सपोर्ट और थर्मल संकुचन

एक क्रायोजेनिक लाइन की लंबाई ठंडा होने के दौरान काफी बदल जाती है, और उस गति को नियंत्रित करने के बजाय अवशोषित किया जाना चाहिए। वेल्डेड जोड़ों को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि वे स्वाभाविक रूप से लीक-टाइट होते हैं, और बट वेल्ड सामान्य रूप से पूर्ण प्रवेश वाले होते हैं। जहां बोल्टेड फ्लैंज अपरिहार्य हैं, वहां एक थर्मल ब्रेक लगाया जाता है ताकि गर्मी ठंडे खंड में प्रवाहित न हो, और ऑपरेटिंग तापमान पर लचीलेपन के लिए गास्केट का चयन किया जाता है। विस्तार लूप, स्प्रिंग हैंगर और स्लाइडिंग सपोर्ट व्यवस्था को पूरा करते हैं, और पाइपिंग तनाव विश्लेषण सत्यापित करता है कि पंप और जहाजों पर नोजल लोड स्वीकार्य रहता है।

इन्सुलेशन सिस्टम

वैक्यूम -जैकेटयुक्त पाइप किसी दी गई मोटाई के लिए सबसे कम ताप रिसाव देता है और तरल हीलियम और तरल हाइड्रोजन स्थानांतरण लाइनों पर आम है। बड़े व्यास वाली एलएनजी लाइनों के लिए, वाष्प अवरोध के साथ पर्लाइट, सेल्युलर ग्लास या पॉलीयुरेथेन फोम का उपयोग किया जाता है। जो भी प्रणाली चुनी जाए, इन्सुलेशन को आंतरिक पाइप के संकुचन को सहन करना चाहिए, नमी के प्रवेश को रोकना चाहिए और बाहरी सतह को ओस बिंदु से ऊपर रखना चाहिए ताकि आवरण पर बर्फ न बने।

जांच और परीक्षण

क्रायोजेनिक पाइपवर्क की स्वीकृति परीक्षण आम तौर पर प्रभाव परीक्षण परिणामों को गर्मी संख्याओं की पूर्ण पता लगाने की क्षमता, एएसएमई बी31.3 नियमों के लिए गर्थ वेल्ड की रेडियोग्राफिक या अल्ट्रासोनिक जांच, हाइड्रोस्टैटिक या वायवीय शक्ति परीक्षण, और एक हीलियम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर रिसाव परीक्षण के साथ जोड़ती है जहां जकड़न की आवश्यकता कठोर होती है। यह पुष्टि करने के लिए कि समर्थन और जोड़ पूर्वानुमान के अनुसार व्यवहार करते हैं, पूर्ण सिस्टम को कोल्ड शॉक या थर्मल साइक्लिंग परीक्षण के अधीन भी किया जा सकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: एएसटीएम ए333 ग्रेड 6 पाइप के लिए न्यूनतम तापमान क्या है?
ग्रेड 6 का प्रभाव लगभग 45 डिग्री पर परीक्षण किया जाता है और यह एलएनजी और इसी तरह की कम तापमान वाली प्रक्रिया सेवा के लिए वर्कहॉर्स ग्रेड है; ठंडे कर्तव्यों के लिए ग्रेड 3 या ग्रेड 8, या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस ग्रेड की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: एलएनजी सेवा के लिए 304एल और 316एल को प्राथमिकता क्यों दी जाती है?
उनकी ऑस्टेनिटिक संरचना बहुत कम तापमान पर सख्त रहती है, इसलिए वे फेरिटिक स्टील के लचीलेपन को प्रदर्शित नहीं करते हैं और इसका उपयोग तरल नाइट्रोजन तापमान और उससे भी आगे तक किया जा सकता है।

प्रश्न: क्या हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण क्रायोजेनिक पाइपिंग को योग्य बनाने के लिए पर्याप्त है?
नहीं, एक दबाव परीक्षण परिवेश की स्थिति में ताकत और अखंडता साबित करता है, लेकिन डिजाइन धातु के तापमान पर प्रभाव परीक्षण द्वारा कठोरता को अलग से प्रदर्शित किया जाना चाहिए।

प्रश्न: क्रायोजेनिक जोड़ों को रिसाव को कैसे चुस्त-दुरुस्त रखा जाता है?
पूरी तरह से वेल्डेड निर्माण को प्राथमिकता दी जाती है, बोल्ट वाले जोड़ों को उपकरण कनेक्शन तक सीमित किया जाता है जहां थर्मल ब्रेक और कम तापमान गैसकेट का उपयोग किया जाता है, और प्रत्येक जोड़ को असेंबली के बाद हीलियम के साथ रिसाव परीक्षण किया जाता है।

प्रश्न: क्रायोजेनिक पाइप के लिए कौन सा इन्सुलेशन सबसे अच्छा है?
सबसे ठंडी और सबसे छोटी लाइनों के लिए वैक्यूम - जैकेट वाली पाइप, और बड़े व्यास वाले एलएनजी पाइपिंग के लिए वाष्प अवरोध के साथ पर्लाइट, सेल्यूलर ग्लास या फोम, जहां मोटाई कम महत्वपूर्ण होती है।