معايير مواصفات المواد لأجزاء الغاز الطبيعي في بيئات الغاز الطبيعي المسال المبردة

اختيار المعادن للليونة في درجات الحرارة المنخفضة

1. عند التصميم قطع غيار الغاز الطبيعي بالنسبة لتطبيقات الغاز الطبيعي المسال، فإن التحدي الهندسي الأساسي هو منع "الهشاشة الباردة". يخضع الفولاذ الكربوني القياسي لعملية انتقال من اللدونة إلى الهشاشة عند درجات حرارة أعلى بكثير من نقطة غليان الغاز الطبيعي المسال البالغة -162 درجة مئوية. ولذلك، اختيار المعادن لخدمات الغاز الطبيعي المبردة يتطلب مواد ذات هيكل شبكي مكعب مركز الوجه (FCC)، مثل الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ أو الفولاذ النيكل بنسبة 9%.
2. محددة عادة درجات الفولاذ المقاوم للصدأ لصمامات الغاز الطبيعي المسال تشمل ASTM A351 CF8M وCF3M. تحافظ هذه الدرجات على متانة عالية من الصدمات على شكل حرف V من Charpy عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى -196 درجة مئوية، مما يضمن عدم تعرض المكونات المحتوية على الضغط لكسر انقسام كارثي تحت الضغوط التشغيلية.
3. للبنية التحتية للأنابيب الثقيلة، الفولاذ الكربوني ذو درجة الحرارة المنخفضة مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ غالبًا ما تقود المقارنات المهندسين إلى تحديد ASTM A333 Grade 6 للبرودة المعتدلة، ولكن بالنسبة للتعامل الحقيقي مع الغاز الطبيعي المسال المبرد، يظل AISI 304/304L و316/316L هو المعيار بسبب محتواهما من النيكل والكروم الذي يعمل على استقرار مرحلة الأوستينيت.

سلامة الختم والتحكم في الانبعاثات الهاربة عند -162 درجة مئوية

1. ال مواد الختم المبردة للغاز الطبيعي يجب التغلب على معاملات الانكماش الحراري العالية للبوليمرات. تفشل اللدائن التقليدية عندما تصل إلى درجة حرارة التزجج (Tg). وبالتالي، قطع غيار الغاز الطبيعي مثل الحشيات ومقاعد الصمامات تستخدم PCTFE (بولي كلورو ثلاثي فلورو إيثيلين) أو PTFE (بولي تترافلورو إيثيلين) المعزز بالزجاج أو ألياف الكربون للحفاظ على الختم عند درجات حرارة الحالة السائلة.
2. تشكل الانبعاثات الهاربة مصدر قلق بالغ في محطات الغاز الطبيعي المسال. سلامة عالية معايير التسرب لمكونات الغاز الطبيعي المسال تخضع للمواصفة ISO 15848-1. لتحقيق إحكام الفئة أ، غالبًا ما تشتمل المكونات على أنظمة تعبئة "محملة مباشرة" تستخدم نوابض بيلفيل لممارسة ضغط مستمر على مانع التسرب الجذعي، للتعويض عن الانكماش الحراري للمنتج. قطع غيار الغاز الطبيعي خلال دورات التبريد.
3. كيفية منع فشل الختم في أجزاء الغاز الطبيعي المسال يتضمن استخدام الأغطية الممتدة (أعمدة البخار) على الصمامات المبردة. يسمح هذا التصميم لتعبئة الجذع بالعمل في درجات الحرارة المحيطة عن طريق الحفاظ على حاجز غاز بين الغاز الطبيعي المسال السائل وسدادة السد، مما يمنع تكوين الجليد الذي قد يؤدي إلى تلف واجهة الختم.

تحليل الخصائص الفيزيائية للسبائك المبردة

1. ال mechanical reliability of قطع غيار الغاز الطبيعي يتم التحقق من صحتها من خلال تحليل صارم للإجهاد والانفعال عند درجات الحرارة القصوى. يجب ألا تقاوم المادة الكسر فحسب، بل يجب أن تحافظ أيضًا على قوة خضوع محددة (عادةً 205 ميجا باسكال لـ 316 لتر) للتعامل مع الضغوط الداخلية لأنظمة المضخات عالية الضغط.
2. المقارنة الفنية لخصائص المواد المبردة:

معايير الهندسة الدقيقة والتشطيب السطحي

1. مورفولوجيا السطح أمر حيوي بالنسبة لل طول عمر منظمات الغاز الطبيعي المسال والتجهيزات . أ Ra الانتهاء من السطح لأختام الغاز مطلوب من 0.4 إلى 0.8 ميكرومتر لضمان وجود واجهة معدنية محكمة الغلق بالغاز. تمنع الآلات الدقيقة رافعات الضغط الموضعية التي قد تؤدي إلى فشل الكلال أثناء التمدد والانكماش السريع قطع غيار الغاز الطبيعي .
2. للقاء ASME B31.3 رموز الأنابيب المبردة جميع قطع غيار الغاز الطبيعي يجب أن يخضع لاختبارات غير مدمرة (NDT)، بما في ذلك فحص اختراق الصبغة (DPI) والاختبار الإشعاعي (RT). وهذا يضمن أن بنية الحبوب المصبوبة أو المطروقة خالية من الشوائب المجهرية التي قد تتوسع في ظل التدوير الحراري المبرد إلى المحيط النموذجي لمنشآت الغاز الطبيعي المسال ذات الذروة.
3. فهم مقاومة التآكل في أجزاء الغاز الطبيعي المسال يتضمن تحليل آثار التكثيف الجوي. نظرًا لأن المكونات المبردة عرضة لـ "التجمد"، يجب أن تقاوم التشقق الناتج عن التآكل الناتج عن الكلوريد (CSCC) إذا كانت موجودة في مراكز استيراد/تصدير الغاز الطبيعي المسال الساحلية، مما يستلزم ارتفاع أرقام مكافئة مقاومة التنقر (PREN) في اختيار السبائك.

الأسئلة الهندسية

1. ما هي المادة الأكثر شيوعاً لأجسام صمامات الغاز الطبيعي المسال؟ ASTM A351 CF8M (316 الفولاذ المقاوم للصدأ) هو معيار الصناعة نظرًا لقوة تأثيره الممتازة عند -196 درجة مئوية.
2. لماذا لا يمكن استخدام الفولاذ الكربوني في الغاز الطبيعي المسال؟ يتعرض الفولاذ الكربوني إلى "التقصف البارد" تحت -29 درجة مئوية، مما يفقد صلابته ويتحطم مثل الزجاج تحت التأثير.
3. ما هو PCTFE ولماذا يتم استخدامه في الغاز الطبيعي المسال؟ PCTFE عبارة عن بوليمر فلوري متخصص يستخدم لمقاعد الصمامات لأنه يحتفظ بخصائصه الميكانيكية وثبات الأبعاد في درجات الحرارة المبردة بشكل أفضل من PTFE.
4. كيف تعمل الأغطية الممتدة على صمامات الغاز الطبيعي المسال؟ الy provide a vertical gas column that allows the packing to stay warm, preventing the seal from freezing and failing.
5. ما هي NDT المطلوبة لمكونات الغاز الطبيعي المبردة؟ تعد الاختبارات البصرية واختراق الصبغة والتصوير الشعاعي قياسية لضمان السلامة الهيكلية الداخلية والخارجية.

المراجع الفنية

1. ASME B31.3: رمز أنابيب المعالجة لمعالجة السوائل المبردة.
2. NACE MR0175/ISO 15156: المواد المستخدمة في البيئات التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين في إنتاج النفط والغاز.
3. ISO 28921-1: الصمامات الصناعية – صمامات العزل لتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة.