Mô tả ngắn gọn
Sản phẩm:Ống thép liền mạch chịu nhiệt độ thấp chứa 3,5% Niken – ASTM A334 Cấp 3 (UNS K12021 / 3,5Ni), được kéo nguội, tôi hóa và làm nguội bằng không khí, dùng cho ống thép cacbon và hợp kim liền mạch và hàn, thích hợp sử dụng ở nhiệt độ thấp.
Mô tả ngắn gọn sản phẩm:Tập đoàn Womic Steel đã thiết lập năng lực sản xuất hàng loạt hoàn thiện cho các ống liền mạch 3.5Ni đường kính nhỏ, siêu dài – bao gồm đường kính ngoài 25mm x độ dày thành 2mm x chiều dài mỗi ống 22m – đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về độ bền ở nhiệt độ thấp theo tiêu chuẩn ASTM A334 Cấp 3 xuống đến -101°C. Dây chuyền sản xuất này giải quyết sự phụ thuộc trước đây vào nhập khẩu đối với các ống 3.5Ni đường kính nhỏ, siêu dài. Thép chứa 3,5% niken này cung cấp độ bền và độ dẻo tuyệt vời ở nhiệt độ thấp tới -150°F (-101°C), làm cho nó trở thành vật liệu quan trọng cho các nhà ga LNG, các đơn vị cracking ethylene, các nhà máy tách khí và các dự án vùng cực.
Đường kính ngoài từ 10mm đến 610mm (cán nóng), độ dày thành từ 1,5mm đến 25,4mm, chiều dài đơn lên đến 24m. Đường kính ngoài chính xác kéo nguội: từ 6mm đến 89mm, với dung sai kích thước nhỏ đến ±0,10mm.
Chứa khoảng 3,5% niken, với thành phần cacbon thấp, niken cao để tăng cường đáng kể độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp và ngăn ngừa hiện tượng giòn ở nhiệt độ thấp -101°C. Thành phần điển hình: C ≤0,19%, Mn 0,31-0,64%, Si 0,18-0,37%, Ni 3,18-3,82%, P ≤0,025%, S ≤0,025%.
Thép 3,5Ni (ASTM A334 Mác 3) nằm giữa thép tiêu chuẩn chịu nhiệt độ thấp Mác 6 (-45°C) và thép cao cấp 9% Ni Mác 8 (-196°C). Đây là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất cho dải nhiệt độ hoạt động từ -50°C đến -101°C.
Tuân thủ các tiêu chuẩn ASTM A334/A334M, ASME SA334, ASTM A333/A333M Cấp 3, cũng như ASTM/ASME, PED và NACE MR0175 (theo yêu cầu).
Hệ thống đường ống phụ trợ cho các trạm tiếp nhận LNG, các đơn vị PDH (khử hydro propan), các nhà máy cracking etylen, các đơn vị tách khí và hệ thống đường ống cho giàn khoan ngoài khơi ở các vùng cực.
Tập đoàn thép WomicChúng tôi là nhà sản xuất chuyên nghiệp và xuất khẩu toàn cầu các loại ống liền mạch chịu nhiệt độ thấp, ống chính xác đường kính nhỏ và ống liền mạch siêu dài. Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong công nghệ kéo nguội, ống liền mạch 3.5Ni của chúng tôi dành cho ứng dụng ở -101°C hiện đã có sẵn cho các đơn đặt hàng số lượng lớn. Chúng tôi cung cấp chứng nhận nhà máy, kiểm tra siêu âm và thủy tĩnh 100%, nhận dạng vật liệu chính xác và báo cáo kiểm tra kích thước đầy đủ với khả năng truy xuất nguồn gốc từng mẻ sản xuất. Chúng tôi chấp nhận kiểm định của bên thứ ba (SGS/BV/DNV/TÜV). Giá cả cạnh tranh và giao hàng nhanh chóng.
Phần 1: Bối cảnh – Tại sao lại sử dụng ống liền mạch 3,5Ni ở -101°C?
Từ những năm 1930, khi Hoa Kỳ lần đầu tiên phát triển thép niken 3,5% dùng cho các ứng dụng ở nhiệt độ thấp (sau này được tiêu chuẩn hóa theo ASTM A334/A334M và A333/A333M), châu Âu và Nhật Bản cũng đã phát triển các loại thép 3,5Ni của riêng mình. Những vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất ethylene, vận chuyển LPG/LNG, nhà máy phân bón, chế biến cao su và công nghiệp khí hóa than.
Thép 3.5Ni là loại thép hợp kim thấp cacbon thấp, hàm lượng niken cao với hàm lượng niken (Ni) khoảng 3,5%. Thông qua quá trình xử lý nhiệt chuẩn hóa hoặc chuẩn hóa và ram, nó tạo ra cấu trúc vi mô ferit + bainit ổn định và độ bền va đập ở nhiệt độ thấp tuyệt vời. Đây là vật liệu được sử dụng rộng rãi và được quốc tế công nhận, dùng cho các bình chịu áp lực và hệ thống đường ống trong môi trường nhiệt độ thấp -101°C.
Tại Trung Quốc, thép tấm và các sản phẩm rèn từ thép 3.5Ni đã đạt được quy trình sản xuất công nghiệp ổn định và đáng tin cậy trong nhiều năm, thể hiện hiệu suất kỹ thuật tuyệt vời và tính hiệu quả về chi phí. Tuy nhiên, ống liền mạch — đặc biệt là ống 3.5Ni đường kính nhỏ, chiều dài cực dài — vẫn còn khan hiếm.
Để lấp đầy khoảng trống trong ngành này, Womic Steel đã thiết lập một dây chuyền sản xuất chuyên dụng, tận dụng các năng lực cốt lõi của mình trong sản xuất ống liền mạch ở nhiệt độ thấp, sản xuất chính xác đường kính nhỏ và công nghệ kéo nguội ống siêu dài. Sau quá trình phát triển có hệ thống và kiểm chứng nhiều lô, ống liền mạch 3.5Ni siêu dài 25mm đường kính ngoài x 2mm độ dày x 22m của chúng tôi đã được đưa vào sản xuất hàng loạt, với lô hàng đầu tiên được giao vào tháng 4 cho một nhà sản xuất thiết bị lớn trong nước. Các ống này sẽ được sử dụng trong một dự án ở Vòng Bắc Cực của Nga.
Các thử nghiệm được chứng nhận trên toàn quốc đã xác nhận rằng tất cả các chỉ số hiệu suất chính – bao gồm độ bền va đập Charpy ở nhiệt độ thấp -101°C, các đặc tính kéo ở nhiệt độ phòng, độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt – đều đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tiêu chuẩn ASTM A334 Cấp 3 và hoàn toàn tương đương với các tiêu chuẩn tiên tiến quốc tế.
Phần 2: Phân tích so sánh cấp độ thép – Lựa chọn loại thép chịu nhiệt độ thấp phù hợp
Ống thép hợp kim cao liền mạch dùng cho môi trường nhiệt độ thấp chủ yếu bao gồm các loại ASTM A333/A334 cấp 3, 4, 6, 7, 8, 9 và 11. Trong đó, các cấp 3, 4, 7 và 8 được chỉ định phổ biến nhất cho các ứng dụng ở nhiệt độ thấp trung bình và khắc nghiệt. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành tối thiểu yêu cầu, áp suất thiết kế và ngân sách.
Bảng dưới đây cung cấp sự so sánh toàn diện các loại thép nhiệt độ thấp chính, bao gồm định mức nhiệt độ áp dụng, tính chất cơ học (độ bền kéo và độ bền chảy) và các ứng dụng chính. Sự so sánh này sẽ giúp làm rõ vị thế thị trường của thép 3.5Ni (ASTM A334 Mác 3) so với các vật liệu thay thế khác.
Bảng: So sánh mác thép chịu nhiệt độ thấp ASTM A333/A334
| Phân loại cấp bậc | Nhiệt độ phục vụ tối thiểu | Nội dung Ni | Độ bền kéo (tối thiểu) | Độ bền kéo (tối thiểu) | Sự kéo dài | Loại và ứng dụng chính |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lớp 6 | -45°C (-50°F) | ≤0,5% | ≥415 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Thép mangan cacbon thấp. Loại thép phổ biến và tiết kiệm nhất. Ứng dụng trong xử lý nước, hệ thống làm lạnh thông thường, đường ống dẫn khí hậu lạnh. |
| Cấp độ 3 (3,5Ni) | -101°C (-150°F) | 3,18-3,82% | ≥450 MPa | ≥240 MPa | ≥30% (L) / ≥20% (T) | Thép chứa 3,5% Niken. Hiệu quả về chi phí cho dải nhiệt độ từ -50°C đến -101°C. Ứng dụng trong các thiết bị PDH, nhà máy sản xuất ethylene, thiết bị tách khí, đường ống dẫn khí ở vùng Bắc Cực. |
| Lớp 4 | -101°C (-150°F) | ≤0,5% | ≥415 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Thép cacbon đã khử niken. Cấu trúc nền chứa một lượng nhỏ ferit. Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp hạn chế so với 3,5Ni. |
| Lớp 7 | -73°C (-100°F) | 2,0-2,5% | ≥450 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Thép chứa 2,5% Niken. Lựa chọn trung gian giữa thép cấp 6 và cấp 3. |
| Cấp độ 8 (9Ni) | -196°C (-320°F) | 8,4-9,6% | ≥690 MPa | ≥515 MPa | ≥22% | Thép chứa 9% Niken. Độ bền cực cao ở nhiệt độ cực thấp. Dùng cho đường ống dẫn khí LNG chính (-162°C). |
| Cấp độ 11 (Độ bền cao) | -196°C. Tương tự như Gr.8 | Tương tự như lớp 8. | Tương tự như lớp 8. | Tương tự như lớp 8. | Tương tự như lớp 8. | Được rèn từ thép khử oxy chất lượng cao, dùng cho các bộ phận quan trọng hoạt động ở nhiệt độ cực thấp. |
Phần 3: Thành phần hóa học – Kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo phù hợp với tiêu chuẩn ASTM A334 Cấp 3
Dựa trên kinh nghiệm lâu năm và đã được chứng minh trong sản xuất thép tấm 3.5Ni và ống liền mạch cán nóng, Womic Steel đã thiết lập các phạm vi thành phần hóa học được kiểm soát chặt chẽ dành riêng cho quy trình kéo nguội ống đường kính nhỏ. Điều này đảm bảo độ dẻo dai vượt trội ở nhiệt độ thấp đồng thời duy trì khả năng gia công kéo nguội ổn định.
| Yếu tố | ASTM A334 Gr.3 (Tối đa/Yêu cầu) | Mục tiêu thiết kế thép Womic | Phân tích thực tế gáo múc thép Womic |
|---|---|---|---|
| Cacbon (C) | ≤0,19% | 0,06 – 0,09% | 0,07% |
| Silicon (Si) | 0,18 – 0,37% | 0,18 – 0,33% | 0,24% |
| Mangan (Mn) | 0,31 – 0,64% | 0,45 – 0,60% | 0,51% |
| Phốt pho (P) | ≤0,025% | ≤0,010% | 0,004% |
| Lưu huỳnh (S) | ≤0,025% | ≤0,005% | 0,001% |
| Niken (Ni) | 3,18 – 3,82% | 3,30 – 3,70% | 3,40% |
*Sự kết hợp giữa hàm lượng cacbon thấp (C ≤0,19%), hàm lượng phốt pho và lưu huỳnh cực thấp (P ≤0,025%, S ≤0,025%), và việc bổ sung chính xác 3,18-3,82% niken giúp loại bỏ nguy cơ giòn ở nhiệt độ thấp -101°C, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về hóa học và cơ học của ASTM A334 Gr.3 và đảm bảo khả năng gia công nguội tuyệt vời trong quá trình kéo sợi.*
Phần 4: Tính chất cơ học – Đạt tiêu chuẩn ASTM A334 cấp 3
Các đặc tính cơ học được kiểm tra trên cả ống nguyên bản (toàn bộ độ dày thành ống) và ống thành phẩm (bề mặt) sau khi xử lý nhiệt giống hệt nhau, với các mẫu được lấy từ lô sản xuất thông thường.
Tính chất kéo ở nhiệt độ phòng
| Tài sản | Yêu cầu ASTM A334 Gr.3 | Thép Womic thực tế (Sản xuất thường xuyên) |
|---|---|---|
| Độ bền kéo (độ lệch 0,2%) | ≥240 MPa | 330 – 360 MPa |
| Độ bền kéo | ≥450 MPa | 520 – 550 MPa |
| Sự kéo dài (theo chiều dọc) | ≥30% | 32 – 36% |
| Độ giãn dài (theo chiều ngang) | ≥20% | 26 – 30% |
| Độ cứng (HB) | ≤190 | 160 – 175 |
Cấu trúc luyện kim
Sau quá trình xử lý nhiệt chuẩn hóa ở ≥845°C và làm nguội bằng không khí, ống thành phẩm thể hiện cấu trúc vi mô ferit + bainit mịn với kích thước hạt xấp xỉ ASTM số 10 (hạt rất mịn), góp phần tạo nên độ dẻo dai vượt trội ở nhiệt độ thấp.
Độ bền va đập Charpy ở nhiệt độ thấp -101°C
Do không thể thực hiện thử nghiệm va đập trực tiếp đối với ống thành phẩm mỏng (25x2mm) theo các quy trình tiêu chuẩn (mẫu quá nhỏ), Womic Steel đã lấy các mẫu ống gốc cùng số lô, xử lý nhiệt chuẩn hóa giống hệt như các ống thành phẩm, sau đó gia công chúng thành các mẫu thử Charpy V-notch kích thước nhỏ hơn 2,5x10x55mm. Sau đó, thử nghiệm va đập được tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn nữa là -117°C, vượt quá yêu cầu thiết kế -101°C, để chứng minh biên độ an toàn đầy đủ.
| Nhiệt độ thử nghiệm | Mẫu 1 | Mẫu 2 | Mẫu 3 | Yêu cầu ASTM (kích thước nhỏ hơn 2,5mm) |
|---|---|---|---|---|
| -117°C | 32J | 33J | 35J | Mức trung bình tối thiểu ≥5J; mức đơn ≥4J |
Kết quả thử nghiệm va đập vượt xa các yêu cầu tối thiểu của ASTM, chứng minh độ bền ở nhiệt độ thấp vượt trội của vật liệu với biên độ an toàn đáng kể vượt quá nhiệt độ hoạt động định mức -101°C.
Phần 5: Quy trình sản xuất – Kỹ thuật kéo nguội và xử lý nhiệt tiên tiến cho ống siêu dài đường kính nhỏ
Womic Steel sản xuất ống liền mạch nhiệt độ thấp 3.5Ni bằng quy trình sản xuất công nghiệp hoàn toàn được tối ưu hóa đặc biệt cho các sản phẩm đường kính nhỏ, chiều dài cực dài và bề mặt hoàn thiện cao:
- Nấu chảy bằng lò hồ quang điện + Tinh luyện bằng gáo múc + Khử khí chân không:Đảm bảo hàm lượng hydro, oxy và nitơ cực thấp, cũng như kiểm soát thành phần hóa học chặt chẽ (P ≤0,005%, S ≤0,001%).
- Đúc liên tục + Cán phôi:Sản xuất các ống rỗng có chất lượng bề mặt cao và độ chắc chắn bên trong tốt.
- Xỏ khuyên nóng (Xỏ khuyên hình chữ thập):Phôi được nung nóng trong lò nung kiểu dầm di động và được đục thành các vỏ rỗng có thành dày ở nhiệt độ cán tối ưu; độ lệch tâm được giảm thiểu.
- Kỹ thuật kéo nguội / Kéo nguội– Nhiều lần kéo (với quá trình ủ trung gian): Đây là quy trình then chốt để tạo ra các ống siêu dài. Đối với kích thước cuối cùng 25x2mm, quy trình này thường yêu cầu ba lần kéo nguội được kiểm soát chính xác, mỗi lần kéo đều làm cứng vật liệu. Giữa các lần kéo, các ống trải qua quá trình ủ trung gian để khôi phục độ dẻo và ngăn ngừa nứt do làm cứng vật liệu.
- Ủ dung dịch (Chuẩn hóa):Quá trình được thực hiện trong lò nung có kiểm soát khí quyển ở nhiệt độ ≥845°C, sau đó làm nguội bằng không khí để giảm ứng suất gia công nguội và tinh chỉnh cấu trúc vi mô.
- Duỗi thẳng:Công nghệ làm thẳng bằng con lăn chính xác đảm bảo dung sai độ thẳng ≤1,5mm trên mỗi mét.
- Cắt theo chiều dài và hoàn thiện đầu mút:Máy cưa cắt bay đạt độ chính xác cao; các đầu được mài nhẵn hoặc vát cạnh theo yêu cầu.
- Kiểm tra không phá hủy (NDT), kiểm tra thủy tĩnh và đánh dấu 100%:Mỗi ống đều được kiểm tra bằng sóng siêu âm, kiểm tra dòng điện xoáy và kiểm tra áp suất trước khi dập khuôn ở mức độ ứng suất thấp cuối cùng.
- Đã đạt được kích thước cuối cùng:Đường kính ngoài 24,96 – 25,05mm × độ dày thành 2,04 – 2,16mm × chiều dài 22m. Độ nhám bề mặt bên trong và bên ngoài ≤1,4μm Ra, đáp ứng chất lượng ống trao đổi nhiệt cấp 1 theo tiêu chuẩn NB/T 47019.1-2021 (độ nhám bề mặt dưới micromet).
Phần 6: Kiểm soát chất lượng và thử nghiệm – Xác minh hiệu suất toàn diện
Mỗi lô sản xuất ống liền mạch chịu nhiệt độ thấp 3.5Ni đều được kiểm tra theo tiêu chuẩn ASTM A334/A334M:2021.
Chứng chỉ:Giấy chứng nhận kiểm định chất lượng theo tiêu chuẩn EN 10204 Loại 3.1. Giấy chứng nhận Loại 3.2 có sự chứng kiến của bên thứ ba (SGS/BV/DNV/TÜV) có thể được cung cấp theo yêu cầu.
Tính nhất quán giữa các lô sản phẩm:Womic Steel lưu giữ hồ sơ chi tiết cho từng số lô và từng mẻ sản xuất, đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ của mỗi ống thành phẩm.
Phần 7: Ứng dụng – Ống ASTM A334 cấp 3 3.5Ni vượt trội trong những trường hợp nào.
Ống liền mạch chịu nhiệt độ thấp 3,5Ni được thiết kế để hoạt động lâu dài và đáng tin cậy trong phạm vi nhiệt độ từ -45°C đến -101°C, lấp đầy khoảng trống giữa vật liệu tiêu chuẩn cấp 6 và vật liệu cấp 8 có hàm lượng niken 9% cao.
Ống 3,5Ni là lựa chọn vật liệu tiết kiệm chi phí nhất cho dải nhiệt độ từ -50°C (Cấp 6) đến -196°C (9% Ni Cấp 8), trở thành giải pháp được ưu tiên cho phần lớn các ứng dụng nhiệt độ thấp trong ngành hóa dầu.
Phần 8: Tại sao nên chọn thép Womic cho ống liền mạch nhiệt độ thấp 3.5Ni?
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Liên hệ Womic Steel
Để được tư vấn, hỗ trợ kỹ thuật hoặc yêu cầu báo giá cho các yêu cầu cụ thể về ống chịu nhiệt độ thấp 3.5Ni theo tiêu chuẩn ASTM A334 Cấp 3 (hoặc các loại chịu nhiệt độ thấp khác), vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi.
Thời gian đăng bài: 24/06/2026