Como su nombre indica, acero de baja temperatura es el tubo de acero con una buena resistencia a baja temperatura y se utiliza para aplicaciones de baja temperatura, por lo general se refiere a la tubería de aleación de acero utilizado por debajo de -10 ℃ y tiene suficiente dureza. Por lo general, nos referimos a la tubería de acero utilizada en -10 ~ -196℃ como acero de baja temperatura y por debajo de -196℃ como tubería de acero criogénico o tubería de acero de ultra baja temperatura. En general se cree que el manganeso, el níquel y otros elementos pueden mejorar la tenacidad a baja temperatura. Los experimentos mostraron que con el aumento del contenido de níquel en 1%, la temperatura crítica de transición de la fragilidad se puede reducir en aproximadamente 20℃.
Según la estructura de la red cristalina, tubos de acero de baja temperatura El acero ferrítico a baja temperatura puede dividirse en acero a baja temperatura ferrítico cúbico centrado en el cuerpo y acero a baja temperatura austenítico cúbico centrado en la cara. Acero ferrítico a baja temperatura es obvio dúctil a la temperatura de transición frágil cuando la temperatura se redujo bruscamente a un valor crítico (o rango), la disminución de la tenacidad de repente, por lo que la tubería de acero no debe utilizarse por debajo de la temperatura de transición, mediante la adición de elementos de aleación tales como Mn, Ni para reducir la impureza intersticial, refinar el tamaño de grano, controlar el tamaño, la forma y la distribución de la segunda fase en el acero, etc., por lo que el dúctil ferrítico a la temperatura de transición frágil reducida (ver refuerzo de metal).
El tubo de acero para bajas temperaturas tiene buena resistencia y tenacidad a bajas temperaturas, excelente rendimiento de procesamiento y resistencia a la corrosión, etc. No hay temperatura de transición frágil en el rango de baja temperatura de la tubería criogénica austenítica, y puede utilizarse generalmente sin verificar su tenacidad al impacto a baja temperatura. El acero ferrítico para bajas temperaturas es el material para tuberías más utilizado. El proceso de tratamiento térmico afecta a la microestructura y el tamaño de grano del acero de baja temperatura, especialmente la tenacidad a baja temperatura, que se mejora obviamente después del temple y revenido. Se divide según la composición:
Acero Mn bajo en carbono
Contiene 0,05 ~ 0,28% C y 0,6 ~ 2%Mn. Haciendo Mn/C≈10 para reducir O, N, S, P y otras impurezas perjudiciales, o añadido una pequeña cantidad de Al, Nb, Ti, V y otros elementos para refinar el grano. La temperatura de servicio más baja de este tipo de acero es de unos -60℃.
Acero de baja aleación
Incluye principalmente acero con bajo contenido en níquel (2-4% Ni), acero Mn-Ni-Mo (0,6 ~ 1,5%Mn, Ni0,2 ~ 1,0%, 0,4 ~ 0,6%Mo ,C≤ 0,25%, acero Ni-Cr-Mo (0,7 ~ 3,0%Ni, 0,4 ~ 2,0%Cr, 0,2 ~ 0,6%Mo, C≤ 0,25%). La temperatura mínima de trabajo puede ser de -110℃ aproximadamente.
Acero de aleación media (alta)
Hay principalmente acero al Ni 6%, acero al Ni 9%, acero al Ni 36%, de los cuales el acero al Ni 9% es ampliamente utilizado para acero criogénico. Su temperatura de funcionamiento puede ser tan baja como -196℃.
ASTM A333, JISG3460, EN10216-4 y otras normas especifican los detalles de los tubos de acero ferríticos criogénicos, de los cuales ASTM A333 Gr.3, Gr.6, Gr.8 y Gr.11 son los grados de tubos criogénicos más utilizados. La tubería de acero de baja temperatura tiene amplios usos, como la producción de etileno, propileno, urea, amoníaco, fertilizantes compuestos como el lavado, purificación, desulfuración, desengrasado y otros equipos de proceso y para la industria farmacéutica, y la fabricación de equipos criogénicos, almacenamiento en frío a temperatura ultra baja, la transmisión de componentes criogénicos de tuberías y tubos de gas licuado, equipos criogénicos de separación de gas licuado de petróleo (GLP), equipos de separación de aire, etc.
En el equipo de separación criogénica de GLP, la temperatura de servicio más baja de la mayoría de los tubos criogénicos es -110℃, y algunos incluso hasta -150℃. Acero de baja aleación, acero de níquel 3 ~ 6% o acero de níquel 9% pueden ser utilizados respectivamente. Para el equipo de separación de aire con la temperatura de trabajo más baja de -196℃, generalmente se utiliza acero al níquel 9% o acero austenítico de baja temperatura. Por ejemplo, para los equipos de producción/almacenamiento de hidrógeno líquido a -253 °C y de helio líquido a -269 °C deben utilizarse aceros criogénicos austeníticos de estructura estable.
Aunque el límite de temperatura de la tubería de acero es ligeramente diferente en todo el mundo, como el límite de temperatura definido por el Reino Unido, Alemania / Japón, China, Estados Unidos / Rusia es 0, -10, -20, -30℃, respectivamente, pero el entorno industrial real puede ser tan bajo como -253℃ (hidrógeno líquido) o incluso superior.Por lo tanto, un cierto valor de tenacidad al impacto se especifica generalmente a la temperatura más baja.