Stahlplatten für Druckbehälter bei niedrigen Temperaturen: 08Ni3DR(SA203E)

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Die Entwicklung der modernen Wissenschaft und Technologie hat die Produktion und Verwendung von verflüssigten Gasen gefördert. Insbesondere die weit verbreitete Nutzung von Geräten zur Herstellung von Öl sowie Sauerstoff durch Luftzerlegung sowie zur Synthese von Ammoniak führt zu einem zunehmenden Bedarf an Niedertemperaturstählen mit einem Ni-Gehalt von 3,5 % und einer Mindestnutztemperatur von –101 °C – beispielsweise dem Stahl 08Ni3DR(SA203E) (auch als 3.5Ni bezeichnet). Solche Stähle werden in wichtigen Anlagen verwendet, wie z.B. in den Zersetzungseinrichtungen für Ethylen in der Daqing Petrochemical Plant mit einer Produktionskapazität von 480.000 Tonnen pro Jahr. In der mechanischen Fabrik der China Petrochemical Group wird SA203E-Stahl für die Herstellung von Ammoniak verwendet – insbesondere für die Waschtürme zur Reinigung des Ammoniaks sowie für die Konzentrierungstürme für H2S und CO2. Auch bei der Shanxi Fertilizer Factory werden solche Stähle für die Herstellung von Methanol verwendet. Die Jihua Group Company Manufacturing Co., Ltd. verwendet SA203E-Stahl für die Herstellung von Anlagen zur Synthese von Ammoniak mit einer Produktionskapazität von 300.000 Tonnen pro Jahr. Derzeit wird dieses Stahlblech fast ausschließlich aus den USA, Europa und Japan importiert. Die Preise sind hoch und die Lieferzeiten lang. Um das 08Ni3DR(SA203E)-Stahlblech in China herstellen zu können, begann das Unternehmen Wugang im Jahr 2006 mit der Entwicklung dieses Stahls. Das Stahlblech wurde von einer anerkannten Prüfinstanz – dem Hefei General Machinery Research Institute – hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass das Stahlblech ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Im Juni 2008 wurde es vom Nationalen Ausschuss für Standards von Kesseln und Druckbehältern geprüft. Am 15. Dezember 2010 erfolgte eine weitere technische Prüfung durch denselben Ausschuss. Dabei handelte es sich um Stahlbleche mit einer Dicke von 100 mm; der Phosphorgehalt im Stahl betrug 0,007 %. ； Schwefel (0,003 %) ist sehr gering, die Qualität des Stahls ist hervorragend. Die Schlagzähigkeit der Stahlplatten bei einer Temperatur von –101 °C liegt bei über 150 J. Technische Anforderungen, die über denen von ASME SA203E in den USA liegen. 1. Anwendungsbereich: In dieser Norm werden Stahlplatten mit einer Dicke von 8 mm bis 100 mm verwendet.
2. Referenzen: Die entsprechenden Referenzdokumente werden hier weggelassen.
3. Die Nachsilben „D“ und „R“, die in dieser Norm verwendet werden, bezeichnen jeweils die Anfangsbuchstaben der chinesischen Schreibweisen für „Kältekessel“ bzw. „Kessel“.
4. Die Abmessungen sowie die zulässigen Toleranzen der Stahlplatten müssen den Vorgaben von GB/T 709 entsprechen. Die Dicke darf außerdem den Vorgaben der Kategorie B in GB/T 709 entsprechen; auf Wunsch des Bestellers können auch die Vorgaben der Kategorie C eingehalten werden.
5. Die zulässigen Toleranzen bezüglich der chemischen Zusammensetzung der fertigen Stahlplatten müssen den Vorgaben von GB/T 222 entsprechen. Doch der zulässige Überschlag für den Gehalt an P sollte 0,003 % betragen, während der zulässige Überschlag für den Gehalt an S 0,002 % sein sollte. 5: Schmelzverfahren: Es wird ein Elektroofen zusammen mit einer zusätzlichen Reinigungsphase außerhalb des Ofens sowie einer Vakuumentgasungsmethode verwendet. Dabei handelt es sich um feinkörnigen, abgekühlten Stahl. 6. Lieferzustand: 1. Die Stahlplatten werden in einem Zustand geliefert, in dem sie normalisiert (mit zulässiger beschleunigter Abkühlung) sowie gehärtet wurden. Zudem werden sie auch im Zustand nach Offline-Härtung und -Zähnung geliefert. Die Härtetemperatur muss mindestens 620 °C betragen. Für Stahlplatten mit einer Dicke von bis zu 25 mm ist ein Lieferzustand nach Normalisierung zulässig. 2. Der Schlagwert bei niedrigen Temperaturen nach dem Charpy-Test (V-förmige Kerbe) wird anhand des arithmetischen Mittelwerts von 3 Proben berechnet. Es ist zulässig, dass der Wert einer der Proben etwas unter dem in Tabelle 2 angegebenen Wert liegt – doch dieser Wert darf nicht unter 70 % des festgelegten Wertes liegen. 7. Ultraschallprüfung: Die Stahlplatten müssen gemäß JB/T4730 geprüft werden. Die zulässige Qualitätsstufe für die Ultraschallprüfung ist Stufe 1