低温法兰材料 LNG 低温服务选择指南

低温法兰材料指南

低温和低温应用需要考虑特殊材料，以防止脆性断裂，确保在极寒条件下安全运行。.

温度分类

类别	温度范围	典型应用
环境	-20°C至50°C	标准工艺管道
低温	-46°C至-20°C	制冷、液化石油气
低温	-196°C至-46°C	液化天然气、液氮
深冷	低于 -196°C	液氦、氢

材料选择标准

低温用碳钢

• ASTM A350 LF2： 工作温度低至 -46°C (-50°F)
• ASTM A350 LF3： 工作温度低至 -101°C (-150°F)
• 需要进行夏比 V 型缺口冲击测试
• 中低温条件下的成本效益

低温用不锈钢

• 304/304L: 低至 -196°C 的卓越性能（液氮温度）
• 316/316L: 在低温条件下具有卓越的耐腐蚀性
• 321: 用于焊接部件的稳定等级
• 奥氏体结构在低温条件下仍具有延展性

用于极寒环境的特种合金

• 310 不锈钢： 最高温度可达 1150°C，适合温度循环
• 铬镍铁合金 625： 液化天然气和液氢服务
• 铝合金： 轻型低温应用

液化天然气行业要求

液化天然气（LNG）的储存和运输温度为 -162°C (-260°F)，需要专门的材料：

• 奥氏体不锈钢（304L、316L）
• 9% 储罐用镍钢
• 用于热交换器的铝合金
• 特殊垫圈和密封材料

关键材料特性

韧性到脆性的转变

碳钢在低温下会发生韧性向脆性的转变。低于转变温度时，材料容易发生脆性断裂。.

冲击测试要求

• 设计温度下的夏比 V 型缺口测试
• 最小冲击能量：典型值为 20 焦耳（15 英尺-磅
• 横向膨胀要求符合 ASME B31.3 标准

设计考虑因素

1. 热收缩： 考虑低温下的材料收缩
2. 绝缘： 防止热量侵入和外部结霜
3. 支持系统： 允许热运动
4. 垫片选择： 使用低温等级垫圈（螺旋缠绕、聚四氟乙烯）
5. 螺栓连接： 低温螺栓连接（ASTM A320 L7、L7M）

常见应用

• 液化天然气设施： 液化、储存、再气化
• 空气分离： 液氧、氮气和氩气生产
• 石油化工： 乙烯、丙烯工厂
• 食品工业： 低温冷冻
• 医疗 液氮储存

标准和规范

• ASME B31.3：工艺管道（第九章：低温）
• ASME B16.5：低温螺栓连接要求
• ASTM A350：低温碳钢锻件
• EN 1092-1：欧洲低温法兰标准
• BS 6364：低温阀门

检查和测试

• 100% 外观检查
• 磁粉或染料渗透测试
• 每个热处理批次的冲击测试
• 环境温度下的水压试验

正确选择用于低温工况的材料对于防止灾难性故障至关重要。在指定低温法兰时，应始终参考适用的规范并考虑完整的系统设计。.

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