Descrición curta
Produto:Tubo de aceiro sen costura para baixas temperaturas con 3,5 % de níquel: ASTM A334 grao 3 (UNS K12021 / 3,5Ni), estirado en frío, normalizado e arrefriado ao aire para tubos de aceiro ao carbono e aliaxe sen costura e soldados destinados ao seu uso a baixas temperaturas.
Descrición curta do produto:Womic Steel Group estableceu capacidades de produción en masa maduras para tubos sen costura de 3,5 Ni de diámetro pequeno e extralongos (que abarcan 25 mm de diámetro exterior x 2 mm de peso x 22 m de lonxitude individual) e que cumpren plenamente os requisitos de tenacidade a baixas temperaturas da norma ASTM A334 de grao 3, de ata -101 °C. Esta liña de produción aborda a dependencia histórica das importacións de tubos de 3,5 Ni de diámetro pequeno e extralongos. O aceiro con 3,5 % de níquel proporciona unha excelente tenacidade de entalla e ductilidade a temperaturas de ata -150 °F (-101 °C), o que o converte nun material fundamental para terminais de GNL, unidades de craqueo de etileno, plantas de separación de aire e proxectos polares.
Diámetro exterior de 10 mm a 610 mm (laminado en quente), grosor de parede de 1,5 mm a 25,4 mm, lonxitudes individuais de ata 24 m. Rango de diámetro exterior de precisión estirado en frío: de 6 mm a 89 mm, con tolerancias dimensionais axustadas de ata ±0,10 mm.
Contén aproximadamente un 3,5 % de níquel, cunha composición baixa en carbono e alta en níquel para mellorar significativamente a tenacidade a baixas temperaturas e evitar a fragilización a baixas temperaturas a -101 °C. Composición típica: C ≤ 0,19 %, Mn 0,31-0,64 %, Si 0,18-0,37 %, Ni 3,18-3,82 %, P ≤ 0,025 %, S ≤ 0,025 %.
O aceiro 3,5Ni (ASTM A334 Grao 3) sitúase entre o aceiro estándar de baixa temperatura Grao 6 (-45 °C) e o aceiro de gama alta con 9 % de Ni Grao 8 (-196 °C). Constitúe a solución máis rendible para o rango de servizo de -50 °C a -101 °C.
Cumpre con ASTM A334/A334M, ASME SA334, ASTM A333/A333M Grao 3, así como con ASTM/ASME, PED e NACE MR0175 (previa solicitude).
Tubaxes auxiliares de terminais receptoras de GNL, unidades de deshidroxenación de propano (PDH), crackers de etileno, unidades de separación de aire e sistemas de tubaxes de plataformas mariñas para rexións polares.
Grupo de aceiro Womicé un fabricante especializado e exportador global de tubos sen costura de baixa temperatura, tubos de precisión de pequeno diámetro e tubos sen costura extralongos. Con máis de 20 anos de experiencia en estiramento en frío, os nosos tubos sen costura de 3,5 Ni para servizo a -101 °C xa están dispoñibles para pedidos a granel. Ofrécense certificados de fábrica, probas ultrasónicas e hidrostáticas ao 100 %, identificación positiva de materiais e informes de inspección dimensional completa con trazabilidade por calor único. Acéptase a inspección de terceiros (SGS/BV/DNV/TÜV). Prezos competitivos e entrega rápida.
Sección 1: Antecedentes: por que tubos sen soldadura de 3,5 Ni a -101 °C?
Desde a década de 1930, cando Estados Unidos desenvolveu por primeira vez aceiro con níquel ao 3,5 % para servizo a baixa temperatura (finalmente estandarizado segundo as normas ASTM A334/A334M e A333/A333M), Europa e Xapón tamén desenvolveron as súas propias calidades de aceiro con 3,5 Ni. Estes materiais serviron amplamente ás industrias de craqueo de etileno, transporte de GLP/GNL, plantas de fertilizantes, procesamento de caucho e gasificación de carbón.
O aceiro 3.5Ni é un aceiro de baixa aliaxe con baixo contido en carbono e alto contido en níquel, cun contido de níquel (Ni) de aproximadamente o 3,5 %. Mediante un tratamento térmico de normalización ou normalización e revenido, proporciona unha microestrutura estable de ferrita + bainita e unha excelente tenacidade ao impacto a baixas temperaturas. É un material ben establecido e recoñecido internacionalmente que se emprega en recipientes a presión e sistemas de tubaxes en ambientes de baixa temperatura de -101 °C.
Na China, as chapas e pezas forxadas de aceiro 3,5Ni acadaron unha produción industrial madura e fiable durante moitos anos, demostrando un excelente rendemento técnico e rendibilidade. Non obstante, os tubos sen costura, especialmente os tubos 3,5Ni de diámetro pequeno e extralongos, seguiron sendo de subministración limitada.
Para cubrir esta lagoa na industria, Womic Steel estableceu unha liña de produción específica que aproveita as súas competencias básicas na fabricación de tubos sen costura a baixa temperatura, a produción de precisión de pequeno diámetro e a tecnoloxía de estiramento en frío de tubos extralongos. Tras o desenvolvemento sistemático do proceso e a validación multilote, os nosos tubos sen costura extralongos de 25 mm de diámetro exterior x 2 mm de diámetro exterior x 22 m de diámetro exterior entraron en produción en masa, e o primeiro lote entregouse en abril a un importante fabricante nacional de equipos. Os tubos utilizaranse nun proxecto ruso do Círculo Polar Ártico.
As probas acreditadas a nivel nacional confirmaron que todos os indicadores clave de rendemento, incluídas a tenacidade ao impacto Charpy a baixa temperatura de -101 °C, as propiedades de tracción a temperatura ambiente, a precisión dimensional e o acabado superficial, cumpren plenamente os requisitos da norma ASTM A334 de grao 3 e son totalmente comparables aos niveis avanzados a nivel internacional.
Sección 2: Análise comparativa de graos: selección do aceiro axeitado para baixas temperaturas
As tubaxes sen costura de aceiro de alta aliaxe para ambientes de baixa temperatura inclúen principalmente as graos 3, 4, 6, 7, 8, 9 e 11 da norma ASTM A333/A334. Entre elas, as graos 3, 4, 7 e 8 son as máis especificadas para servizos a baixas temperaturas medias e severas. A selección do material axeitado depende da temperatura mínima de servizo requirida, da presión de deseño e do orzamento.
A seguinte táboa ofrece unha comparación completa das principais calidades de aceiro para baixa temperatura, incluíndo as súas clasificacións de temperatura aplicables, propiedades mecánicas (resistencia á tracción e ao límite elástico) e aplicacións clave. Esta comparación axudará a clarificar a posición de mercado do aceiro 3,5Ni (ASTM A334 Grao 3) en relación cos materiais alternativos.
Táboa: Comparación de graos de aceiro de baixa temperatura ASTM A333/A334
| Designación de grao | Temperatura mínima de servizo | Contido de Ni | Resistencia á tracción (mín.) | Resistencia elástica (mín.) | Alongamento | Tipo e aplicacións clave |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 6º curso | -45 °C (-50 °F) | ≤0,5% | ≥415 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Aceiro ao manganeso baixo en carbono. Grao máis común e económico. Tratamento de augas, refrixeración xeral, tubaxes para climas fríos. |
| Grao 3 (3,5Ni) | -101 °C (-150 °F) | 3,18-3,82% | ≥450 MPa | ≥240 MPa | ≥30% (L) / ≥20% (T) | Aceiro con níquel ao 3,5 %. Rentable para un rango de -50 °C a -101 °C. Unidades PDH, plantas de etileno, unidades de separación de aire, oleodutos árticos. |
| 4º grao | -101 °C (-150 °F) | ≤0,5% | ≥415 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Aceiro ao carbono calado. Estrutura matricial que contén unha pequena cantidade de ferrita. Tenacidade a baixas temperaturas limitada en comparación co 3,5Ni. |
| 7º curso | -73 °C (-100 °F) | 2,0-2,5% | ≥450 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Aceiro con níquel ao 2,5 %. Opción intermedia entre o grao 6 e o grao 3. |
| Grao 8 (9Ni) | -196 °C (-320 °F) | 8,4-9,6% | ≥690 MPa | ≥515 MPa | ≥22% | Aceiro con níquel ao 9 %. Excelente tenacidade a baixas temperaturas. Tubaxe principal de GNL (-162 °C). |
| Grao 11 (Alta resistencia) | -196 °C. Semellante ao Gr.8 | Semellante a 8º curso | Semellante a 8º curso | Semellante a 8º curso | Semellante a 8º curso | Forxado con aceiro calado de alta calidade, utilizado para compoñentes críticos de temperaturas ultrabaixas. |
Sección 3: Composición química: control rigoroso para a conformidade coa norma ASTM A334 de grao 3
Baseándose na súa experiencia madura e probada na produción de chapas de aceiro 3,5Ni e tubos sen costura laminados en quente, Womic Steel estableceu rangos de composición química rigorosamente controlados especificamente para o proceso de estiramento en frío de tubos de pequeno diámetro. Isto garante unha tenacidade superior a baixa temperatura, mantendo ao mesmo tempo unha fabricación estable por estiramento en frío.
| Elemento | ASTM A334 Gr.3 (Máx./Requisito) | Obxectivo de deseño de aceiro Womic | Análise real do cucharón de aceiro Womic |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) | ≤0,19% | 0,06 – 0,09% | 0,07% |
| Silicio (Si) | 0,18 – 0,37% | 0,18 – 0,33% | 0,24% |
| Manganeso (Mn) | 0,31 – 0,64% | 0,45 – 0,60% | 0,51% |
| Fósforo (P) | ≤0,025% | ≤0,010% | 0,004% |
| Xofre (S) | ≤0,025% | ≤0,005% | 0,001% |
| Níquel (Ni) | 3,18 – 3,82% | 3,30 – 3,70% | 3,40% |
*A combinación de baixo contido en carbono (C ≤0,19%), fósforo e xofre ultrabaixos (P ≤0,025%, S ≤0,025%) e a adición precisa de níquel do 3,18-3,82% elimina o risco de fragilización a baixa temperatura a -101 °C, ao tempo que cumpre os requisitos químicos e mecánicos da norma ASTM A334 Gr.3 e garante unha excelente traballabilidade en frío durante o proceso de estiramento.*
Sección 4: Propiedades mecánicas: conformidade validada coa norma ASTM A334 de grao 3
As propiedades mecánicas comprobáronse tanto no tubo nai (grosor total da parede) como no tubo acabado (superficie) despois dun tratamento térmico idéntico, con mostras tomadas do lote de produción regular.
Propiedades de tracción a temperatura ambiente
| Propiedade | Requisito ASTM A334 Gr.3 | Womic Steel Real (Produción regular) |
|---|---|---|
| Límite elástico (compensación do 0,2%) | ≥240 MPa | 330 – 360 MPa |
| Resistencia á tracción | ≥450 MPa | 520 – 550 MPa |
| Alongamento (lonxitudinal) | ≥30% | 32 – 36% |
| Elongación (transversal) | ≥20% | 26 – 30% |
| Dureza (HB) | ≤190 | 160 – 175 |
Estrutura metalográfica
Tras un tratamento térmico de normalización a ≥845 °C seguido de arrefriamento ao aire, o tubo acabado presentou unha microestrutura fina de ferrita + bainita cunha clasificación granular de aproximadamente ASTM n.º 10 (gran altamente refinado), o que contribúe a unha tenacidade superior a baixas temperaturas.
Tenacidade ao impacto Charpy a baixa temperatura de -101 °C
Dado que as probas de impacto directo do tubo de parede delgada acabado (25 x 2 mm) non son posibles segundo as prácticas estándar (a mostra é demasiado pequena), Womic Steel tomou mostras de tubos nai co mesmo número de calor, someteunas ao mesmo tratamento térmico normalizado que os tubos acabados e, a continuación, mecanizounas en mostras con entalla Charpy en V de tamaño inferior a 2,5 x 10 x 55 mm. As probas de impacto realizáronse a unha temperatura aínda máis baixa de -117 °C, superando o requisito de deseño de -101 °C, para demostrar unha ampla marxe de seguridade.
| Temperatura de proba | Mostra 1 | Mostra 2 | Mostra 3 | Requisito ASTM (subtamaño de 2,5 mm) |
|---|---|---|---|---|
| -117 °C | 32J | 33J | 35J | Media mínima ≥5J; individual ≥4J |
Os resultados da proba de impacto superan con creces os requisitos mínimos da ASTM, o que demostra a excepcional resistencia do material a baixas temperaturas cunha marxe de seguridade substancial máis alá da temperatura de servizo nominal de -101 °C.
Sección 5: Proceso de fabricación: estirado en frío maduro e tratamento térmico para tubos extralongos de diámetro pequeno
Womic Steel produce tubos sen costura de baixa temperatura de 3,5 Ni empregando unha ruta de fabricación totalmente industrializada optimizada especificamente para produtos de pequeno diámetro, extra longos e de alto acabado superficial:
- Fusión en forno de arco eléctrico + Refinado en culler + Desgasificación ao baleiro:Garante contidos extremadamente baixos de hidróxeno, osíxeno e nitróxeno, así como un control químico rigoroso (P ≤0,005 %, S ≤0,001 %).
- Fundición continua + laminación de flores:Produce ocos de tubos de alta calidade superficial con boa solidez interna.
- Perforación en quente (perforación en rolo cruzado):Os lingotes quéntanse nun forno de viga móbil e perfórmanse en cascas ocas de parede grosa a temperaturas de laminación optimizadas; a excentricidade minimízase.
- Estirado en frío / Estirado en frío– Pasadas múltiples (con recocido intermedio): este é o proceso clave para conseguir tubos ultralongos. Para o tamaño final de 25 x 2 mm, o proceso normalmente require tres pasadas de estirado en frío controladas con precisión, e cada pasada endurece o material. Entre as pasadas, os tubos sofren un recocido intermedio para restaurar a ductilidade e evitar gretas por endurecemento.
- Recocido en solución (normalización):Realizado nun forno de atmosfera controlada a ≥845 °C, seguido de arrefriamento ao aire para aliviar as tensións de traballo en frío e refinar a microestrutura.
- Endereitamento:O endereitamento de precisión dos rolos garante unha tolerancia de rectitude de ≤1,5 mm por metro.
- Corte a lonxitude e acabado final:As serras de corte voadoras conseguen unha alta precisión; os extremos son desbarbados ou biselados segundo sexa necesario.
- 100 % NDT, probas hidrostáticas e marcado:Cada tubo é probado por ultrasóns, por correntes de Foucault e por presión antes do estampado final de baixa tensión.
- Dimensión final acadada:24,96 – 25,05 mm de diámetro exterior × 2,04 – 2,16 mm de peso × 22 m de lonxitude. Rugosidade superficial do diámetro interior e exterior ≤1,4 μm de Ra, o que cumpre coa calidade de tubo de intercambiador de calor de grao 1 segundo NB/T 47019.1-2021 (acabado superficial submicrómetro).
Sección 6: Control de calidade e probas: verificación exhaustiva do rendemento
Cada lote de produción de tubos sen costura de baixa temperatura de 3,5 Ni é probado segundo as normas ASTM A334/A334M:2021.
Certificados:Certificado de ensaio de laminación segundo a norma EN 10204 Tipo 3.1. O Tipo 3.2 con testemuña independente (SGS/BV/DNV/TÜV) está dispoñible se se solicita.
Consistencia de lote a lote:Womic Steel mantén rexistros detallados para cada número de quecemento e cada lote, garantindo a trazabilidade total de cada tubo acabado.
Sección 7: Aplicacións: onde os tubos de grao 3 ASTM A334 de 3,5 Ni sobresaen
Os tubos sen costura de baixa temperatura de 3,5 Ni están deseñados para un funcionamento fiable a longo prazo no rango de servizo de -45 °C a -101 °C, cubrindo a brecha entre o material estándar de grao 6 e o material de alto custo de grao 8 con 9 % de nilén.
O tubo de 3,5 Ni serve como a opción de material máis rendible para o rango de temperatura entre -50 °C (grao 6) e -196 °C (9 % de Ni grao 8), o que o converte na solución preferida para a maioría das aplicacións petroquímicas a baixa temperatura.
Sección 8: Por que elixir o aceiro Womic para tubos sen costura de baixa temperatura de 3,5 Ni?
Preguntas frecuentes (FAQ)
Contactar con Womic Steel
Para consultas, asistencia técnica ou para solicitar un orzamento para os seus requisitos específicos de tubos de baixa temperatura de 3,5 Ni segundo a norma ASTM A334 Grao 3 (ou outros graos de baixa temperatura), póñase en contacto connosco directamente.
Data de publicación: 24 de xuño de 2026