常用低温管
通常不是单一钢种,而是一个根据服役温度来划分和选材的类别。当设计温度低于 -29°C(-20°F)时,就需要考虑使用低温管,以确保材料在低温下仍有足够的韧性,防止发生灾难性的脆性断裂。以下是常用低温管的分类和具体牌号:
一、核心标准与牌号体系
低温管材主要遵循 ASTM(美国材料与试验协会) 标准,这也是全球通用且最权威的标准。
1. 低温无缝和焊接钢管
主标准:ASTM A333 / A333M 这是最经典、应用最广泛的低温管道用钢管标准。它包含多个等级,不同等级对应不同的最低使用温度。
常用牌号:
Gr.1:最低使用温度 -50°C (-75°F)。镍合金钢。
Gr.6:最低使用温度 -45°C (-50°F)。这是最常用、最经济的低温钢管牌号,A333 Gr.6/WPL6就属于此类。材质为碳锰钢。
Gr.7:最低使用温度 -100°C (-150°F)。含3.5%镍的合金钢。
Gr.9:最低使用温度 -100°C (-150°F)。含9%镍的合金钢,用于深冷环境。
Gr.3:最低使用温度 -100°C (-150°F)。与Gr.7性能类似。
Gr.8:最低使用温度 -195°C (-320°F)。含约11-13%镍的合金钢,用于液氮、液空等极端低温。
Gr.10:最低使用温度 -75°C (-100°F)。高锰碳钢。
2. 低温用管件(法兰、弯头、三通等)
主标准:ASTM A420 / A420M 此标准专门用于低温服役的** wrought carbon steel and alloy steel fittings(锻制 碳钢和合金钢 管件)**。其等级与A333钢管对应,方便匹配。
常用牌号(与A333对应): WPL6:对应A333 Gr.6,用于-45°C。
WPL8:对应A333 Gr.8(9%镍钢),用于-195°C。
WPL3:对应A333 Gr.3/Gr.7,用于-100°C。
WPL9:对应A333 Gr.9,用于-100°C。
3. 欧标/国标体系中的对应
欧标 (EN): EN 10216-4:低温用无缝钢管。常见牌号如 P265NL, P355NL1/NL2 等(“L”代表低温)。
国标 (GB): GB/T 18984-2023:等同于ASTM A333,是中国的低温管道用无缝钢管标准。常用牌号直接对应,
例如:
16MnDG:对应A333 Gr.6,用于-45°C。
09MnNiDG:对应A333 Gr.7/Gr.3,用于-70°C ~ -100°C。
10Ni3.5MoDG:对应A333 Gr.7。
08Ni5MoDG / 06Ni6MoDG:对应更高镍钢。
二、按温度区间选择的快速指南
最低设计温度范围 常用牌号 (ASTM体系) 典型应用场景
-29°C 至 -45°C A333 Gr.6 / A420 WPL6 最常见区间。如中国北方冬季露天管道、冷库系统、部分天然气处理厂。
-46°C 至 -100°C A333 Gr.7 / Gr.3 / A420 WPL3 乙烷、乙烯装置,LNG(液化天然气)接收站的预冷段。
-101°C 至 -195°C A333 Gr.9 / A420 WPL9 (9%镍钢) LNG核心低温区(-162°C),液氮、液空储运。
低于 -195°C A333 Gr.8 (11-13%镍钢) 液氢、液氦等极端低温领域。
三、选择低温管的关键要点
1. 温度是首要依据:必须明确最低设计金属温度(MDMT)。
2. 冲击试验:所有低温管都必须通过夏比V型缺口冲击试验,以验证其在低温下的韧性。这是强制性检验项目。
3. 材料状态:通常是正火状态(Normalized) 交货,以保证组织的均匀性和低温韧性。
4. 系统匹配:钢管、管件、阀门、法兰的材料选择必须协同考虑,确保整个管道系统都具有一致的低温性能。
5. 标准与项目要求:根据项目合同规定,选择对应的ASTM、EN或GB标准。
总结:最常用、市场用量最大的低温管是 ASTM A333 Gr.6(管材)配套 ASTM A420 WPL6(管件),因其能覆盖-45°C的常见低温工况,且性价比最高。对于更低的温度,则需要根据具体温度阶梯选择含镍的合金钢材料。