Криогенный квадрат 0Н9А в Минске

Криогенный квадрат 0Н9А: холоднокатаный сортамент из никельсодержащей стали для криогенной техники

Криогенный квадрат 0Н9А — профиль квадратного сечения, изготовленный из стали марки 0Н9А (сплав на железоникелевой основе с содержанием никеля около 9 %), предназначенный для эксплуатации при температурах до –196 C и ниже. Марка 0Н9А относится к группе низкоуглеродистых никельсодержащих сталей с регламентированным содержанием углерода не более 0,04 % и никеля 8,5–9,5 %. Такое сочетание обеспечивает сохранение вязкого разрушения при криогенных температурах, что критично для оборудования, работающего в среде сжиженных газов.

Технические характеристики и сортамент

Квадрат 0Н9А поставляется в холоднокатаном или горячекатаном состоянии с последующей термической обработкой. Основные параметры сортамента:

• Сторона квадрата — от 6 до 100 мм;
• Длина прутков — мерная 2–6 м, немерная 1,5–4 м;
• Предельные отклонения по стороне — 0,3 мм для размеров до 30 мм, 0,8 мм для размеров свыше 30 мм;
• Кривизна — не более 0,5 % длины для холоднокатаного сортамента;
• Шероховатость поверхности — Ra 1,25 мкм для холоднокатаного исполнения.

Механические свойства при температуре –196 C: предел текучести — не менее 340 МПа, временное сопротивление — не менее 640 МПа, относительное удлинение — не менее 30 %, ударная вязкость KCU — не менее 0,5 МДж/м. При комнатной температуре предел текучести составляет 280–320 МПа. Сталь 0Н9А сохраняет аустенитную структуру вплоть до –253 C, что подтверждается испытаниями на ударный изгиб после охлаждения в жидком азоте.

Химический состав и структура

Марка 0Н9А регламентирует следующие массовые доли элементов:

• Никель — 8,5–9,5 %;
• Углерод — не более 0,04 %;
• Кремний — не более 0,3 %;
• Марганец — не более 0,5 %;
• Сера — не более 0,015 %;
• Фосфор — не более 0,015 %.

Низкое содержание углерода и серы минимизирует образование карбидов и сульфидных включений, которые являются концентраторами напряжений при низких температурах. Термическая обработка — закалка от 900–950 C с охлаждением в воде или масле — обеспечивает получение однородной аустенитной структуры без следов мартенсита.

Применение в криогенных системах

Квадрат 0Н9А используется для изготовления элементов конструкций, работающих в условиях глубокого холода:

• Опорные и соединительные элементы криогенных трубопроводов систем транспортировки сжиженного природного газа (СПГ);
• Детали арматуры криогенных ёмкостей и резервуаров для хранения жидкого азота, кислорода и гелия;
• Элементы крепления теплообменников установок разделения воздуха;
• Шпиндели и штоки запорной арматуры криогенных насосов;
• Конструкционные элементы испытательных стендов для аэрокосмической техники.

В отличие от аустенитных хромоникелевых сталей типа 12Х18Н10Т, сталь 0Н9А не содержит хрома, что снижает склонность к образованию сигма-фазы, но требует защиты от коррозии в условиях повышенной влажности. Квадрат 0Н9А применяется преимущественно в узлах, где не требуется коррозионная стойкость, но критична хладостойкость.

Сравнение с аналогами

Вопросы и ответы