Tečni prirodni gas (LNG) se skladišti i transportuje na –162 stepena (–260 stepeni F), jednom od najzahtevnijih kriogenih uslova u inženjerstvu industrijskih materijala. Odabir pogrešnog strukturalnog materijala za LNG spremnike, cjevovode i procesne cjevovode može rezultirati krhkim lomom, kriogenim krhkostom ili kvarovima naprslina od korozije pod naponom - koji nose katastrofalne posljedice za sigurnost, okoliš i reputaciju.

Ovaj članak pruža strukturirano, na dokazima{0}}bazirano poređenje dva vodeća LNG-kompatibilna strukturna materijala:austenitni nerđajući čelik 304L(UNS S30403) i čelik sa 9 % nikla (UNS K81340, takođe poznat kao ASTM A353 / A553 tip II / 9Ni čelik). Svaki materijal se procjenjuje u odnosu na hemiju, svojstva mehaničke i kriogene žilavosti, zavarljivost, performanse korozije, usklađenost sa propisima, praktičnost proizvodnje i ukupne troškove instalacije.
Razumijevanje LNG kriogenih usluga
Tečni prirodni gas (LNG) je prirodni gas (pretežno metan, CH₄) koji je ohlađen na –162 stepena (–260 stepeni F) na atmosferskom pritisku, smanjujući njegovu zapreminu za približno 600× i omogućavajući efikasan transport i skladištenje okeana. Lanac vrijednosti LNG-a obuhvata postrojenja za ukapljivanje, transportere LNG-a (tankere), terminale za regasifikaciju i unutrašnje distributivne mreže - od kojih svaki zahtijeva strukturne materijale koji mogu bezbedno raditi na kriogenim temperaturama.
Na -162 stepena, većina ugljičnih i niskolegiranih čelika-podvrgava se duktilnom-u-prijelazu (DBTT): njihova žilavost loma naglo opada, a pukotina koja bi se sigurno savijala na sobnoj temperaturi može se širiti kao katastrofalni lomljivi lom. Ova pojava, poznata kao niska{5}}lomljivost na niskoj temperaturi, je primarni pokretač odabira materijala za LNG primjene. Ključni materijalni zahtjevi za LNG servis su:
Zadržana duktilnost i žilavost na –196 stepeni (temperatura tekućeg azota, kao test benchmark) i –162 stepena (radna temperatura LNG-a)
Odsustvo faznih transformacija (ferit → martenzit) na kriogenim temperaturama
Mala vjerovatnoća krtog loma u prisustvu oštrih defekata ili diskontinuiteta zavara
Otpornost na termički udar tokom brzog{0}}ohlađenja ili zagrijavanja-prijelaznih pojava
Adekvatna granica tečenja da zadrži LNG hidrostatički pritisak na projektovanoj temperaturi
Zone LNG postrojenja i njihovi materijalni izazovi
Različite zone LNG postrojenja nameću različite zahtjeve za konstrukcijske materijale:
Table. Zone LNG postrojenja i njihovi prepoznatljivi materijalni izazovi
|
Zona |
Temperaturni opseg |
Primarni materijal izazov |
|
LNG rezervoar za skladištenje (unutarnji kontejner) |
–162 stepena (–260 stepeni F) |
Kriogena žilavost; termička kontrakcija; zamor od ciklusa punjenja/odvoda |
|
LNG transportni cjevovodi (primarni kriogeni) |
–162 stepena |
Termička kontrakcija; umor; zadržavanje pritiska na kriogenoj temperaturi |
|
Sekundarni kontejner / Vanjski rezervoar |
–50 stepeni do +50 stepeni |
Termički gradijent; ulazak vlage; požar{0}}ocijenjen dizajn |
|
Prokuhajte{0}}cijev za ispareni plin (BOG). |
–162 stepena do 0 stepeni |
Dvofazni protok; termalni biciklizam; potencijalna kondenzacija |
|
Procesni/regasifikacijski cjevovodi |
+0 stepen do +50 stepen (ambijent) |
CO₂ korozija; kisele vrste; može se primijeniti standardni ugljični čelik |
|
LNG Cargo Tank (membranski / sferni) |
–162 stepena |
Membranski stres; umor od pljuskanja; cikliranje pritiska slobodnog gasa |
Izvor: GIIGNL (Groupe International des Importateurs de GNL) 'Studija industrije LNG-a' i API 620 'Projektovanje i izgradnja velikih, zavarenih, nisko{1}}skladišnih spremnika pod pritiskom' (14. izdanje, 2020.).
304L vs 9% nikl čelika
304L je varijanta sa niskim udjelom-ugljika (C manji od ili jednak 0,03 %) porodice 18/8 austenitnog nehrđajućeg čelika, koja se široko koristi u prehrambenoj, hemijskoj i procesnoj industriji. Njegova austenitna (face{6}}centrirana kubična, FCC) kristalna struktura inherentno obezbjeđuje odličnu duktilnost i žilavost na kriogenim temperaturama - za razliku od feritnih ili martenzitnih čelika, FCC struktura ne prolazi kroz duktilnu-na-krtiju} tranziciju}L je korišćen za izbor pipinga{10. rezervoari LNG skladišta decenijama. Međutim, njegovo maksimalno dozvoljeno naprezanje je niže od 9Ni čelika, i podložan je korozijskom pucanju kloridnim naponom (Cl-SCC) iznad približno 60 stepeni.
9% nikl čelik (UNS K81340 / ASTM A353 / A553 tip II)
Čelik sa 9 % nikla je legura visoke{1}}čvrstoće, kaljena-i-kaljena (Q&T) legura koja sadrži 8,5–9,5 % nikla po težini. Dodatak nikla snižava DBTT čelika ispod –196 stepeni, čineći ga potpuno austenitnim i čvrstim na LNG radnim temperaturama. 9Ni čelik postiže značajno veću granicu tečenja (485 MPa min, naspram{10}} MPa za 304L) uz zadržavanje izvanredne žilavosti na kriogenim temperaturama. To je najšire specificirani materijal za velike-razmjere LNG nadzemnih{14}}skladišnih spremnika (ASTM A553 Tip II, ASTM A353) i dominantan je izbor za LNG teretne tankove više od 50 godina. Njegovo ograničenje je podložnost kaljenja krtosti iznad približno 350 stepeni i potreba za termičkom obradom nakon{20}zavarivanja (PWHT) na debljim profilima.
Hemijski sastav
Tabela. 304L vs 9% nikl čelika - Specificirani hemijski sastav (težinski %)
|
Element |
304L (UNS S30403) |
9Ni (UNS K81340 / A553 Tip II) |
9Ni (ASTM A353) |
|
Fe |
Balans |
Balans |
Balans |
|
Ni |
8.0–12.0 |
8.5–9.5 |
8.5–9.5 |
|
Cr |
18.0–20.0 |
Manje ili jednako 0,25 |
Manje ili jednako 0,25 |
|
C |
Manje ili jednako 0,030 |
Manje ili jednako 0,13 |
Manje ili jednako 0,15 |
|
Mn |
Manje ili jednako 2,00 |
Manje ili jednako 0,90 |
Manje ili jednako 0,90 |
|
Si |
Manje ili jednako 0,75 |
0.15–0.40 |
0.15–0.40 |
|
P |
Manje ili jednako 0,045 |
Manje ili jednako 0,015 |
Manje ili jednako 0,020 |
|
S |
Manje ili jednako 0,030 |
Manje ili jednako 0,015 |
Manje ili jednako 0,020 |
|
Mo |
Manje ili jednako 0,75 |
Manje ili jednako 0,10 |
Manje ili jednako 0,10 |
|
Cu |
Manje ili jednako 1,00 |
Manje ili jednako 0,35 |
Manje ili jednako 0,35 |
|
N |
Manje ili jednako 0,10 |
- |
- |
|
Al |
- |
Manje ili jednako 0,020 |
Manje ili jednako 0,020 |
|
V |
- |
Manje ili jednako 0,05 |
Manje ili jednako 0,05 |
|
Standard proizvoda |
ASTM A240/A276/A480 |
ASTM A553 tip II (Q&T) |
ASTM A353 (DPLT) |
Izvor: ASTM A240/A240M-22 'Standardna specifikacija za hrom i hrom-Nikal ploče, lim i trake od nerđajućeg čelika' (S30403 ograničenja); ASTM A553/A553M-22 'Standardna specifikacija za ploče posuda pod pritiskom, legirani čelik, kaljeni-i kaljeni čelik od 9 % nikla' (Tip II, UNS K81340); ASTM A353/A353M-17 'Standardna specifikacija za ploče posuda pod pritiskom, legirani čelik, dvostruko temperirani čelik od 9 % nikla.'
Napomena: 'Q&T'=ugašen i kaljen; 'DPLT'=Dvostruko normalizirano i temperirano (manje uobičajeno u modernim LNG uslugama). ASTM A553 Tip II je standardna specifikacija za LNG rezervoare. UNS K81340 je objedinjena oznaka brojeva za 9Ni Q&T čelik.
Svojstva mehaničke i kriogene žilavosti
Sobna temperatura{0}}Mehanička svojstva
Tablica. 304L vs 9Ni čelik - Sobna-Mehanička svojstva temperature
|
Nekretnina |
304L (UNS S30403) |
9Ni (A553 Tip II, Q&T) |
Test Standard |
|
Min. Vlačna čvrstoća (UTS) |
485 MPa (70 ksi) |
690 MPa (100 ksi) |
ASTM A370 |
|
Min. Snaga tečenja (0,2 % offset) |
170 MPa (25 ksi) |
485 MPa (70 ksi) |
ASTM A370 |
|
Min. Izduženje u 50 mm |
40 % |
20 % |
ASTM A370 |
|
tvrdoća (maks.) |
202 HB |
217 HB |
ASTM E10 |
|
Youngov modul |
193 GPa |
200 GPa |
ASTM E111 |
|
Poissonov omjer |
0.29 |
0.30 |
ASTM E132 |
|
Charpy V-Urez (–40 stepeni, min prosječno) |
~200 J (tipično) |
~80 J (tipično) |
ASTM E23 |
Izvor: ASTM A240/A240M-22 za 304L; ASTM A553/A553M-22 Tip II za 9Ni čelik; Podaci kompanije Special Metals Corporation SMC-045 'N08811 (Legura 800HT) / S30403'; Linde Steel '9Ni čelična ploča sa podacima.'
Kriogena mehanička svojstva i svojstva žilavosti
Definirajući kriterij performansi za LNG materijale je udarna žilavost po Charpy V-zarezu (CVN) na –196 stepeni (tečni azot, test benchmark) i –162 stepena (radna temperatura LNG). I 304L i 9Ni čelik održavaju austenitnu (FCC) strukturu na ovim temperaturama, ali se njihovi nivoi žilavosti značajno razlikuju.
Tabela. 304L vs 9Ni čelik - Kriogena udarna žilavost i vlačna svojstva
|
Nekretnina |
Temperatura |
304L (UNS S30403) |
9Ni (A553 Tip II) |
|
Charpy V-Urez (min prosječno) |
–196 stepeni (LN₂) |
Veći ili jednak 125 J (41 ft·lbf) |
Veći ili jednak 27 J (20 ft·lbf) |
|
Charpy V-Urez (min prosječno) |
–170 stepeni |
Veći ili jednak 140 J (tipično) |
Veći ili jednak 35 J (tipično) |
|
Charpy V-Urez (min prosječno) |
–162 stepena (LNG) |
~150 J (tipično) |
~40 J (tipično) |
|
Vlačna čvrstoća (tipična) |
–162 stepena |
~650 MPa (tipično) |
~850 MPa (tipično) |
|
Snaga tečenja (0,2 % offset) |
–162 stepena |
~220 MPa (tipično) |
~560 MPa (tipično) |
|
DBTT (Duktilni-krhki prijelaz) |
- |
–< –196 °C (no DBTT) |
–< –196 °C (no DBTT) |
|
CTOD (kritični pomak otvaranja vrha pukotine) |
–162 stepena |
>0,25 mm (tipično) |
>0,20 mm (tipično) |
Izvor: ASTM E23-22 'Standardne metode ispitivanja za ispitivanje metalnih materijala na udar narezanom šipkom'; ASTM A553/A553M-22 Tabela 2 (Zahtjevi za Charpy V-Notch na –196 stepeni); Brostrom et al., 'Kriogena svojstva austenitnih nerđajućih čelika' (2. izdanje, 2018); Linde Engineering '9Ni čelik za rezervoare za skladištenje LNG - Izvještaj o osnovi dizajna,' 2021.
Napomena: Iako 304L ima višu apsolutnu vrijednost CVN od čelika 9Ni na kriogenim temperaturama, potrebni minimalni CVN za 9Ni čelik je niži jer veća čvrstoća tečenja čelika osigurava veću plastičnu zonu ispred vrha prsline, efikasno se odupirući širenju prsline. Oba materijala su u potpunosti prihvatljiva za LNG servis prema ASME BPVC Section VIII Division 1 i API 620.
Thermal Contraction
Oba materijala se skupljaju kada se ohlade od ambijentalne do –162 stepena. Ova termička kontrakcija stvara značajna zaostala naprezanja u cjevovodima sa više{2}}raspona i spojevima rezervoara{3}}na-cijev. Projektantski inženjeri moraju uzeti u obzir ovaj napon u analizama fleksibilnosti cjevovoda (ASME B31.3 Poglavlje II).
Tabela. 304L vs 9Ni čelik - Termička kontrakcija i fizička svojstva
|
Nekretnina |
304L |
9Ni (A553 Tip II) |
Jedinice |
|
Koeficijent termičke ekspanzije (0-100 stepeni) |
17,3 × 10⁻⁶ / stepen |
13,9 × 10⁻⁶ / stepen |
mm/mm/ stepen |
|
Koeficijent termičke ekspanzije (-162 stepena) |
~11,5 × 10⁻⁶ / stepen |
~9,5 × 10⁻⁶ / stepen |
mm/mm/ stepen |
|
Termička kontrakcija (20 stepeni → –162 stepena, na 10 m) |
~18 mm |
~15 mm |
mm na 10 m |
|
Toplotna provodljivost (20 stepeni) |
14.6 W/m·K |
29 W/m·K |
W/m·K |
|
Toplotna provodljivost (-162 stepena) |
~9 W/m·K |
~18 W/m·K |
W/m·K |
|
Specifični toplotni kapacitet (20 stepeni) |
500 J/kg·K |
460 J/kg·K |
J/kg·K |
|
Gustina |
8.000 kg/m³ |
7.850 kg/m³ |
kg/m³ |
Izvor: ASME B31.3 'Procesni cjevovodi' (izdanje 2022.); ASM Handbook Vol. 4 'Heat Treating' (1991); Specijalni metali SMC-045 (Incoloy/304L termalni podaci); US Steel '9% nikl čelična ploča za kriogene usluge - Tehnički list US-9Ni-2022.
Otpornost na koroziju i okoliš
Opća korozija
U suvom, inertnom LNG okruženju, i 304L i 9Ni čelik pokazuju odličnu opštu otpornost na koroziju. LNG ispareni gas- je pretežno metan sa tragovima CO₂ i azota; nije-korozivan u odsustvu slobodne vlage. Primarna zabrinutost zbog korozije javlja se tokom sljedećih operativnih scenarija:
Kondenzacija vlage na vanjskim površinama rezervoara (atmosferska korozija; ublažena izolacijom)
Prenos CO₂ / H₂O u BOG cjevovodu (formiranje ugljične kiseline na 9Ni čeliku; 304L uglavnom imun)
Okruženje rashladnog tornja s morskom vodom u priobalnim LNG terminalima (rizik od udubljenja Cl⁻ na 304L; kontrolira se premazom)
Pucanje od korozije pod naprezanjem (SCC)
Tabela. 304L vs 9Ni čelik - Podložnost naprezanju korozije na pucanje
|
SCC mehanizam |
304L (UNS S30403) |
9Ni (A553 Tip II) |
LNG relevantnost |
|
Hlorid SCC (Cl-SCC) |
Osjetljiv iznad ~60 stepeni sa Cl⁻ > 50 ppm |
Nije osjetljiv (nizak Cr, nizak C) |
Umjereno - obalnih terminala, nanošenje rashladnog tornja |
|
Vodikova krhkost (HE) |
Nije osjetljiv (FCC struktura) |
Niska osjetljivost u Q&T stanju |
Nisko - punjenje H₂ tokom čišćenja kiselinom |
|
Sulfidno pucanje pod stresom (SSC) |
Nije osjetljiv (nije feritni čelik) |
Nije osjetljiv (Q&T niske-tvrdoće HAZ) |
Niska - samo u kiselom LNG-u sa H₂S |
|
Caustic SCC |
Nije podložan |
Nije podložan |
Nije primjenjivo na LNG |
|
Amonijak SCC |
Nije podložan |
Nije podložan |
Nije primjenjivo na LNG |
Izvor: NACE International SP0472 'Preporučene prakse za metode i opremu za sprječavanje korozije austenitnih nehrđajućih čelika i legura na bazi nikla{1}} (2021.); NACE SP0103 'Kontrola korozije ispod toplotne izolacije' (2021); ISO 15156-3:2015 Aneks C (primenljivost kiselih usluga); US Steel 'Vodič za koroziju 9Ni čelika US-9Ni-Corrosion-2022.'
Definitivno, primarna ranjivost 304L SCC je hlorid SCC (Cl-SCC) na temperaturama iznad ~60 stepeni - stanje koje se može javiti na vanjskoj (ambijentskoj) površini izolovanih LNG rezervoara u vrućim klimama, ako vlaga prodire kroz izolaciju{{4}dokumentirano na NiSC čelik{5} Q&T stanje. Za izolovane kriogene rezervoare u vlažnim ili obalnim okruženjima, 9Ni čelik nosi manji rizik od SCC.
Mehanizmi krtosti
Dva kriogena mehanizma krtosti relevantna su za odabir LNG materijala:
Krhkost pri kaljenju (samo 9Ni): 9Ni čelik kaljen u opsegu od 350–575 stepeni može da apsorbuje elemente nečistoća u tragovima (P, Sn, Sb, As) na granicama zrna, smanjujući žilavost zareza. Ovim se upravlja specificiranjem niske preostale topline elemenata i izbjegavanjem PWHT temperatura u rasponu krtosti.
Krhkost tečnog metala (LME): rastopljeni aluminijum ili cink (iz vruće-pocinkovane skele ili opreme) može uzrokovati LME na oba materijala; potrebno je striktno isključenje kontaminacije Zn/Al u blizini zona zavarivanja prema AWS D18.1
304L je imun na krhkost pri kaljenju (bez koraka kaljenja), ali je podložan krtosti u sigma fazi ako se drži u rasponu od 540–900 stepeni tokom dužih perioda (obično nije problem za standardno zavarivanje ako se kontrolira predgrijavanje).
Zavarljivost i izrada
304L je lako zavarljiv svim uobičajenim procesima elektrolučnog zavarivanja (GTAW / TIG, GMAW / MIG, SMAW / štap, SAW). Njegov nizak sadržaj ugljika (manji od ili jednak 0,03 %) minimizira rizik od senzibilizacije - taloženja hrom karbida na granicama zrna što uzrokuje intergranularnu koroziju (IGC) u HAZ.

Međutim, potrebne su sljedeće mjere opreza:
Koristite nisko{0}}ugljični metal za punjenje (ER308L ili ER316L) da održite HAZ ugljik ispod 0,03 %
Međuprolazna temperatura Manja ili jednaka 150 stepeni da bi se sprečilo grublje karbida i održala stabilnost austenita
Zaštitni plin na bazi argona ili argona za GTAW/GMAW (bez sakupljanja azota, što može uzrokovati poroznost)
Čišćenje nakon-zavarivanja: uklonite oksidni kamenac s pastom za kiseljenje (HNO₃ + HF) da vratite punu otpornost na koroziju
Nije potreban PWHT za 304L (žareni obični metal samo-ublažava stres)
9Ni čelik - karakteristike zavarivanja
9Ni čelik predstavlja veću složenost zavarivanja zbog svoje Q&T mikrostrukture i veće kaljivosti. Ključni zahtjevi uključuju:
Predgrijavanje: 50-100 stepeni obavezno za debljinu ploče > 25 mm kako bi se spriječilo pucanje vodonika HAZ
PWHT: Obavezno za debljinu > 35 mm (prema ASME BPVC odjeljak VIII Div. 1 UW-39); tipični PWHT 560–590 stepeni tokom 1–2 sata; mora izbjeći prozor od 350–575 stepeni temperamenta
Dodatni metal: ENiCrFe-3 (Inconel 182) ili ENiCrMo-3 (Inconel 625) za kiselu ili kriogenu uslugu; ERNiCr-3 (Inconel 82) za samo kriogene usluge. NEMOJTE koristiti ugljični čelik ili nehrđajući 309 punilo na 9Ni čeliku.
Temperatura toplinske obrade nakon-zavarivanja mora biti veća ili jednaka 535 stepeni da bi se izbjegao raspon krtosti od 350-575 stepeni, ili manja ili jednaka 300 stepeni (nema praktične zone rizika)
Zavari moraju ispunjavati CVN zahtjeve na –196 stepeni: odvojena kvalifikacija postupka zavarivanja (WPQR) sa Charpy testiranjem na –196 stepeni zahtijeva ASME BPVC odjeljak VIII Div. 1 i API 620 Aneks Q
Zahtjevi za naknadnu-toplinsku obradu zavarivanja (PWHT).
Tabela. 304L vs 9Ni čelik - poslije-Zahtjevi za toplinsku obradu zavarivanja
|
Stanje |
304L (UNS S30403) |
9Ni (A553 Tip II) |
Referenca koda |
|
tanak zid (< 20 mm) |
Nije potreban PWHT |
Nije potreban PWHT (ako je prethodno zagrijano) |
ASME BPVC VIII-1 UW-39 |
|
Srednji zid (20–35 mm) |
Nije potreban PWHT |
Preporučuje se PWHT (560–590 stepeni) |
ASME BPVC VIII-1 |
|
Thick wall (>35 mm) |
Nije potreban PWHT |
PWHT obavezan (560–590 stepeni, 1–2 h) |
ASME BPVC VIII-1 UW-39 |
|
LNG rezervoar (-zavari sa punim prodorom) |
Nije potreban PWHT |
PWHT potreban za zid rezervoara > 16 mm |
API 620 Aneks Q |
|
PWHT temperaturni raspon koji treba izbjegavati |
N/A (bez PWHT) |
350–575 stepeni (krhkost temperamenta) |
ASME BPVC II{0}}D |
|
Max. međuprolaznu temperaturu |
150 stepeni |
150 stepeni |
AWS D1.1 / AWS D1.6 |
Izvor: ASME Kodeks kotla i posuda pod pritiskom, Odjeljak VIII Divizija 1, UW-39 'Termička obrada nakon zavarivanja' (izdanje 2023.); API Standard 620 'Projektovanje i konstrukcija velikih, zavarenih,{10}}skladišnih rezervoara pod niskim pritiskom' (14. izdanje, 2020.) Aneks Q; AWS D1.1/D1.6 Šifra strukturalnog zavarivanja; US Steel '9% Nickel Steel - Priručnik za proizvodnju,' Rev. 3, 2021.
Sveobuhvatna komparativna analiza
Table. Sveobuhvatno poređenje - 304L vs 9% nikl čelika za LNG kriogene usluge
|
Kriterijum |
304L (UNS S30403) |
9Ni (A553 Tip II, Q&T) |
Pobjednik |
|
Min. Granica tečenja (MPa) |
170 MPa (25 ksi) |
485 MPa (70 ksi) |
9Ni ✓ |
|
Min. Vlačna čvrstoća (MPa) |
485 MPa (70 ksi) |
690 MPa (100 ksi) |
9Ni ✓ |
|
Kriogena CVN žilavost (-196 stepeni) |
~125 J min prosječno; ~150 J tipično |
~27 J min prosječno; ~40 J tipično |
304L ✓ (veći apsolut) |
|
DBTT (duktilni-krti prijelaz) |
Ništa (FCC zadržan) |
Ništa (FCC zadržan) |
Jednako |
|
Otpornost na koroziju (LNG okruženje) |
Odlično; nema SCC u kriogenoj službi |
Odlično; nema SCC; nizak rizik od krhkosti |
Jednako |
|
Cl-Rizik SCC (iznad 60 stepeni) |
Umjeren rizik u priobalnim/vlažnim klimama |
Veoma nizak rizik |
9Ni ✓ |
|
Zavarljivost |
Dobro; ER308L punilo; no PWHT; međuprolaz < 150 stepeni |
Umjereno; ENiCrFe-3 punilo; PWHT obavezan > 35 mm; zagrejati na 50-100 stepeni |
304L ✓ (jednostavnija izrada) |
|
PWHT zahtjev |
Nije potrebno |
Obavezno za > 35 mm; izbegavajte opseg od 350–575 stepeni |
304L ✓ |
|
Ograničenje temperature (maksimalni servis) |
~425 stepeni (kontinuirano); ~870 stepeni (povremeno) |
~450 stepeni (kratkoročno); kriogena je primarna usluga |
Jednako |
|
Termička kontrakcija (20 stepeni → –162 stepena) |
~18 mm na 10 m |
~15 mm na 10 m |
9Ni ✓ (manje kontrakcije) |
|
Koeficijent toplinske ekspanzije |
17,3 × 10⁻⁶ / stepen (više) |
13,9 × 10⁻⁶ / stepen (niže) |
9Ni ✓ (bolja stabilnost dimenzija) |
|
Gustina |
8.000 kg/m³ (teže) |
7.850 kg/m³ (lakši) |
9Ni ✓ (manja težina) |
|
Max. dozvoljeno naprezanje (ASME VIII-1, 250 stepeni F) |
~20.000 psi (137 MPa) |
~30.000 psi (207 MPa) |
9Ni ✓ (mogući je tanji zid) |
|
Debljina zida za LNG cijev od 690 kPa (100 psi), DN 300 |
~14 mm WT |
~6 mm WT (veći dozvoljeni napon) |
9Ni ✓ (znatna ušteda materijala) |
|
Standardna dostupnost (ploča/cijev) |
Puni opseg: DN 50–600; ploča do 50 mm |
Ploča do 100 mm; dostupnost cijevi je ograničenija |
304L ✓ (šira dostupnost) |
|
Pribl. indeks troškova materijala (304L=1.0) |
1,0× osnovna linija |
~1.6–2.2× (Q1 2024) |
304L ✓ (niža prva cijena) |
|
Uobičajena cijena proizvedenog spremnika (po toni) |
~4.000–6.000 USD/t |
~7.500–12.000 USD/t |
304L ✓ (manja cijena instalacije) |
|
ISO 15156 kiselo{1}}primenljivost usluge |
Kategorija 2 (ograničeno Cl⁻, temp.) |
Nije na listi (legura gvožđa, nije na bazi nikla-); potrebno odvojeno testiranje |
304L ✓ (definiraniji kiseli-servisni put) |
|
LNG standardno prihvatanje |
API 620 Aneks D; NFPA 59A §6.4 |
API 620 Aneks Q; NFPA 59A §6.4; primarni materijal LNG rezervoara |
Jednako (oba prihvaćena) |
|
Preporučena primarna primjena |
LNG procesni cjevovodi; BOG linije; sekundarni sadržaj; mali rezervoari |
Veliki rezervoari za skladištenje LNG; LNG tankovi za teret; primarnog zadržavanja |
Zavisno od aplikacije{0} |
Izvor: ASME BPVC Sekcija VIII Div. 1 (2023) Tabele UHA-1, UNF-79; ASTM A240/A240M-22; ASTM A553/A553M-22; API 620 Aneksi D i Q (14. izdanje, 2020); NFPA 59A (2021 Ed.); US Steel '9% nikl čelična ploča - Tehnički list,' 2022; S&P Global Commodity Insights 'Metals Daily' Indeks cijena LNG materijala Q1 2024; GIIGNL 'Izvještaj LNG industrije', 2023.

