Miért igényel különleges anyagokat az LNG-tárolás?
A cseppfolyósított földgázt ultraalacsony, körülbelül -162 C-os hőmérsékleten kell tárolni és szállítani, ami rendkívüli követelményeket támaszt az anyagokkal szemben. Az acél törékennyé válhat ilyen hőmérsékleten, ezért a mérnökök olyan ötvözeteket határoznak meg, amelyek megőrzik szívósságát és hajlékonyságát kriogén körülmények között. Ebben az összefüggésben az 5083-as alumíniumlemez széles körben kedvelt anyag lett az LNG-tartály építéséhez, mivel egyetlen megoldásban egyesíti a kriogén teljesítményt, a korrózióállóságot, a hegeszthetőséget és a könnyű súlyt.
Összetétele 5083 alumínium
Az 5083 az alumínium-magnéziumötvözetek 5xxx sorozatába tartozik. A 4,0-4,9%-os magnézium a fő erősítő elem, amely szilárd oldatot képez, amely növeli a szakítószilárdságot és a folyáshatárt. A 0,4-1,0%-os mangán javítja a szilárdságot, a rugalmasságot, a szemcseszerkezetet és a szemcseközi korrózióval szembeni ellenállást. A 0,05-0,25%-os króm finomítja a szemcseszerkezetet és javítja a feszültségkorróziós repedésállóságot, míg a 0,15%-ig terjedő titán finomítja a szemcseméretet a megszilárdulás során és javítja a hegesztési varrat integritását. Ellentétben a hőkezelhető 6xxx vagy 7xxx ötvözetekkel, az 5083 szilárdságát a nyúlásos edzéssel, majd lágyítással vagy stabilizálással nyeri meg.
Kriogén mechanikai tulajdonságok
Kriogén hőmérsékleten az 5083 megtartja, sőt növeli a rugalmasságát, ami biztosítja a szerkezeti integritást a -162 C-on üzemelő tartályokban. A Charpy V-bevágásos ütési tesztek azt mutatják, hogy az energiaelnyelés 10-20%-kal nőhet -196 C-on, ami megerősíti a megbízhatóságot dinamikus terhelés mellett. A tipikus szakítószilárdság 270-310 MPa az 5083-O és 305-345 MPa az 5083-H321, folyáshatára 125-175 MPa, illetve 215-260 MPa; mindkét érték enyhén emelkedik kriogén hőmérsékleten. Az LNG-tartályok általános tempói közé tartozik az O a maximális alakíthatóság érdekében, a H111 a könnyű feszültségálló egyensúlyért és a H321 a hegesztett szerkezetek tartós igénybevételéhez, fokozott ellenállással a feszültségkorróziós repedésekkel szemben.
Hegeszthetőség és gyártás
Az 5083 kiválóan hegeszthető MIG/GMAW és TIG/GTAW eljárásokkal, és a hegesztés után megőrzi nem nemesfém szilárdságának nagy részét a hőhatásnak kitett zónában. Az 5183-as töltőhuzalt általában az ötvözet tulajdonságainak megfeleltetésére és erős, tartós kötések előállítására használják. Erőssége ellenére az 5083 kellően képlékeny marad ahhoz, hogy összetett geometriájú nagy lapokká formálható legyen, amely alkalmas mind a gömb alakú Moss{6}}típusú tartályokhoz, mind a membrán LNG-elvezető rendszerekhez.
Alkalmazások az LNG-n túl
Az LNG-tartályokon túl az 5083-as lemezt hajóépítésben, offshore platformokon, nyomástartó edényekben, járműkarosszériákban és egyéb olyan szerkezetekben használják, amelyek szilárdságot, korrózióállóságot és megbízható hegesztést igényelnek az igényes környezetben. Tulajdonságai kombinációja hűtőtárolási, vegyi szállítási és hajómérnöki alkalmazásokat is szolgál.
GYIK
K: Miért használják az 5083-at LNG-tartályokhoz?
V: Az 5083 kriogén hőmérsékleten megtartja vagy növeli a rugalmasságát, ellentétben sok acéllal, és nagy szilárdságot, jó hegeszthetőséget és korrózióállóságot kínál egyetlen anyagban.
K: Az 5083 rideggé válik -162 C-on?
V: Nem. Az ütési energia elnyelése 10-20%-kal nőhet -196 C-on, így az 5083 szívós és képlékeny marad LNG üzemi hőmérsékleten.
K: Milyen töltőhuzalt használnak az 5083 hegesztéséhez?
V: Az 5183-as töltőhuzalt általában az alapfém tulajdonságainak megfeleltetésére és erős, tartós hegesztett kötések előállítására használják.
K: Milyen tempereket használnak az LNG-tartály lapjához?
A: O a maximális alakíthatóságért, H111 a kiegyensúlyozott könnyű temperációért és H321 a fokozott feszültségkorróziós repedésállóságot igénylő hegesztett szerkezetekhez.
K: Mennyivel könnyebb az 5083, mint az acél?
V: A közel 2,7 g/cm3 sűrűségű 5083 nagyjából egyharmada az acél tömegének, ami nagyobb hasznos terhet, alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást és kisebb szénlábnyomot biztosít.
