Kurzbeschreibung
Produkt:Nahtloses Stahlrohr mit 3,5 % Nickel für niedrige Temperaturen – ASTM A334 Güteklasse 3 (UNS K12021 / 3,5Ni), kaltgezogen, normalisiert und luftgekühlt für nahtlose und geschweißte Kohlenstoff- und legierte Stahlrohre, die für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen vorgesehen sind.
Produktkurzbeschreibung:Die Womic Steel Group verfügt über ausgereifte Produktionskapazitäten für nahtlose 3,5Ni-Rohre mit kleinem Durchmesser und extralangen Abmessungen (25 mm Außendurchmesser x 2 mm Wandstärke x 22 m Einzellänge). Diese erfüllen die Anforderungen der ASTM A334 Grade 3 an die Tieftemperaturzähigkeit bis zu -101 °C. Die neue Produktionslinie beendet die bisherige Abhängigkeit von Importen dieser Rohre. Der 3,5%ige Nickelstahl bietet eine ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit und Duktilität bei Temperaturen bis zu -150 °F (-101 °C) und ist daher ein wichtiger Werkstoff für LNG-Terminals, Ethylen-Cracker-Anlagen, Luftzerlegungsanlagen und Polarprojekte.
Außendurchmesser von 10 mm bis 610 mm (warmgewalzt), Wandstärke von 1,5 mm bis 25,4 mm, Einzellängen bis zu 24 m. Präzisions-Außendurchmesserbereich kaltgezogen: 6 mm bis 89 mm, mit engen Maßtoleranzen bis zu ±0,10 mm.
Enthält ca. 3,5 % Nickel und weist eine kohlenstoffarme, nickelreiche Zusammensetzung auf, um die Tieftemperaturzähigkeit deutlich zu verbessern und Tieftemperaturversprödung bei -101 °C zu verhindern. Typische Zusammensetzung: C ≤ 0,19 %, Mn 0,31–0,64 %, Si 0,18–0,37 %, Ni 3,18–3,82 %, P ≤ 0,025 %, S ≤ 0,025 %.
3,5Ni (ASTM A334 Güteklasse 3) liegt zwischen dem Standard-Tieftemperaturstahl Güteklasse 6 (-45 °C) und dem hochwertigen 9% Ni-Stahl Güteklasse 8 (-196 °C). Er stellt die kostengünstigste Lösung für den Einsatztemperaturbereich von -50 °C bis -101 °C dar.
Entspricht ASTM A334/A334M, ASME SA334, ASTM A333/A333M Grade 3 sowie ASTM/ASME, PED und NACE MR0175 (auf Anfrage).
Hilfsleitungen für LNG-Empfangsterminals, PDH-Anlagen (Propandehydrierung), Ethylen-Cracker, Luftzerlegungsanlagen und Rohrleitungssysteme für Offshore-Plattformen in Polarregionen.
Womic Steel GroupWir sind ein spezialisierter Hersteller und globaler Exporteur von nahtlosen Tieftemperaturrohren, Präzisionsrohren mit kleinem Durchmesser und extralangen nahtlosen Rohren. Dank unserer über 20-jährigen Erfahrung im Kaltziehen sind unsere nahtlosen 3,5Ni-Rohre für den Einsatz bei -101 °C jetzt auch in großen Mengen erhältlich. Wir stellen Werkszeugnisse, 100%ige Ultraschall- und hydrostatische Prüfungen, eindeutige Materialidentifizierung und vollständige Maßprüfberichte mit Rückverfolgbarkeit bis zur ersten Charge bereit. Inspektionen durch Dritte (SGS/BV/DNV/TÜV) sind möglich. Wir bieten wettbewerbsfähige Preise und schnelle Lieferung.
Abschnitt 1: Hintergrund – Warum nahtlose 3,5Ni-Rohre bei -101°C?
Seit den 1930er Jahren, als die USA erstmals 3,5%igen Nickelstahl für Tieftemperaturanwendungen entwickelten (später standardisiert nach ASTM A334/A334M und A333/A333M), haben auch Europa und Japan eigene 3,5%-Nickelstahlsorten entwickelt. Diese Werkstoffe finden breite Anwendung in Ethylen-Crackern, im LPG/LNG-Transport, in Düngemittelwerken, in der Gummiverarbeitung und in der Kohlevergasungsindustrie.
3,5Ni-Stahl ist ein niedriglegierter, kohlenstoffarmer Nickelstahl mit einem Nickelgehalt (Ni) von ca. 3,5 %. Durch Normalglühen oder Normalglühen mit anschließendem Anlassen erhält er ein stabiles Ferrit-Bainit-Gefüge und eine ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen. Er ist ein etablierter, international anerkannter Werkstoff, der für Druckbehälter und Rohrleitungssysteme in Umgebungen mit Temperaturen bis zu -101 °C eingesetzt wird.
In China hat sich die industrielle Produktion von 3,5Ni-Stahlblechen und -Schmiedeteilen über viele Jahre etabliert und ist zuverlässig. Sie zeichnen sich durch hervorragende technische Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit aus. Nahtlose Rohre – insbesondere 3,5Ni-Rohre mit kleinem Durchmesser und extra langer Ausführung – sind jedoch weiterhin nur begrenzt verfügbar.
Um diese Lücke in der Branche zu schließen, hat Womic Steel eine eigene Produktionslinie aufgebaut, die auf seinen Kernkompetenzen in der Herstellung nahtloser Rohre bei niedrigen Temperaturen, der Präzisionsfertigung kleiner Durchmesser und der Kaltziehtechnologie für extra lange Rohre basiert. Nach systematischer Prozessentwicklung und Validierung mehrerer Chargen ging die Serienproduktion unserer nahtlosen Rohre (25 mm Außendurchmesser x 2 mm Wandstärke x 22 m Länge) aus 3,5Ni an. Die erste Charge wurde im April an einen führenden russischen Anlagenbauer ausgeliefert. Die Rohre werden in einem Projekt im russischen Polarkreis eingesetzt.
National anerkannte Prüfungen bestätigten, dass alle wichtigen Leistungsindikatoren – einschließlich der Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bei -101 °C, der Zugeigenschaften bei Raumtemperatur, der Maßgenauigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit – die Anforderungen der ASTM A334 Grade 3 vollständig erfüllen und mit international fortgeschrittenen Standards voll vergleichbar sind.
Abschnitt 2: Vergleichende Stahlsortenanalyse – Auswahl des richtigen Tieftemperaturstahls
Nahtlose Rohre aus hochlegiertem Stahl für Tieftemperaturumgebungen umfassen hauptsächlich die ASTM A333/A334 Güteklassen 3, 4, 6, 7, 8, 9 und 11. Die Güteklassen 3, 4, 7 und 8 werden am häufigsten für mittlere und extreme Tieftemperaturen eingesetzt. Die Wahl des geeigneten Materials hängt von der erforderlichen Mindestbetriebstemperatur, dem Auslegungsdruck und dem Budget ab.
Die folgende Tabelle bietet einen umfassenden Vergleich der wichtigsten Tieftemperaturstahlsorten, einschließlich ihrer jeweiligen Temperaturbereiche, mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit und Streckgrenze) und Hauptanwendungen. Dieser Vergleich trägt dazu bei, die Marktposition von 3,5Ni-Stahl (ASTM A334 Güteklasse 3) im Vergleich zu alternativen Werkstoffen zu verdeutlichen.
Tabelle: Vergleich der Tieftemperaturstahlsorten nach ASTM A333/A334
| Notenbezeichnung | Mindestbetriebstemperatur | Ni-Gehalt | Zugfestigkeit (min) | Streckgrenze (min.) | Verlängerung | Typ & Schlüsselanwendungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Klasse 6 | -45 °C (-50 °F) | ≤0,5 % | ≥415 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Manganstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die gebräuchlichste und wirtschaftlichste Sorte. Wasseraufbereitung, allgemeine Kältetechnik, Rohrleitungen in kalten Klimazonen. |
| Güteklasse 3 (3,5Ni) | -101 °C (-150 °F) | 3,18–3,82 % | ≥450 MPa | ≥240 MPa | ≥30 % (L) / ≥20 % (T) | 3,5 % Nickelstahl. Kostengünstig für den Temperaturbereich von -50 °C bis -101 °C. PDH-Anlagen, Ethylenanlagen, Luftzerlegungsanlagen, arktische Pipelines. |
| Klasse 4 | -101 °C (-150 °F) | ≤0,5 % | ≥415 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | Beruhigter Kohlenstoffstahl. Matrixstruktur mit geringem Ferritanteil. Im Vergleich zu 3,5Ni begrenzte Tieftemperaturzähigkeit. |
| Klasse 7 | -73 °C (-100 °F) | 2,0–2,5 % | ≥450 MPa | ≥240 MPa | ≥30% | 2,5 % Nickelstahl. Mittlere Güteklasse zwischen Güte 6 und Güte 3. |
| Klasse 8 (9Ni) | -196 °C (-320 °F) | 8,4–9,6 % | ≥690 MPa | ≥515 MPa | ≥22% | 9% Nickelstahl. Ausgezeichnete Zähigkeit bei extrem niedrigen Temperaturen. LNG-Hauptleitung (-162°C). |
| Güteklasse 11 (Hohe Zähigkeit) | -196 °C. Ähnlich wie Gr. 8 | Ähnlich wie in Klasse 8 | Ähnlich wie in Klasse 8 | Ähnlich wie in Klasse 8 | Ähnlich wie in Klasse 8 | Hergestellt aus hochwertigem, beruhigtem Stahl, der für kritische Bauteile für extrem niedrige Temperaturen verwendet wird. |
Abschnitt 3: Chemische Zusammensetzung – Strenge Kontrolle zur Einhaltung der ASTM A334-Klasse 3
Aufbauend auf langjähriger Erfahrung in der Herstellung von 3,5Ni-Stahlblechen und warmgewalzten nahtlosen Rohren hat Womic Steel streng kontrollierte chemische Zusammensetzungsbereiche speziell für das Kaltziehverfahren von Rohren mit kleinem Durchmesser entwickelt. Dies gewährleistet eine hervorragende Tieftemperaturzähigkeit bei gleichzeitig stabiler Kaltziehbarkeit.
| Element | ASTM A334 Gr.3 (Max/Ref'd) | Ziel für die Gestaltung von Womic-Stahlkonstruktionen | Womic Steel – Analyse der tatsächlichen Gießpfanne |
|---|---|---|---|
| Kohlenstoff (C) | ≤0,19 % | 0,06 – 0,09 % | 0,07 % |
| Silizium (Si) | 0,18 – 0,37 % | 0,18 – 0,33 % | 0,24 % |
| Mangan (Mn) | 0,31 – 0,64 % | 0,45 – 0,60 % | 0,51 % |
| Phosphor (P) | ≤0,025% | ≤0,010% | 0,004 % |
| Schwefel (S) | ≤0,025% | ≤0,005% | 0,001 % |
| Nickel (Ni) | 3,18 – 3,82 % | 3,30 – 3,70 % | 3,40 % |
*Die Kombination aus niedrigem Kohlenstoffgehalt (C ≤ 0,19 %), extrem niedrigem Phosphor- und Schwefelgehalt (P ≤ 0,025 %, S ≤ 0,025 %) und präziser Nickelzugabe von 3,18–3,82 % eliminiert das Risiko der Tieftemperaturversprödung bei -101 °C, erfüllt gleichzeitig die chemischen und mechanischen Anforderungen der ASTM A334 Gr. 3 und gewährleistet eine ausgezeichnete Kaltverformbarkeit beim Ziehprozess.*
Abschnitt 4: Mechanische Eigenschaften – Validierte Konformität mit ASTM A334 Grad 3
Die mechanischen Eigenschaften wurden sowohl am Mutterrohr (volle Wandstärke) als auch am fertigen Rohr (Oberfläche) nach identischer Wärmebehandlung geprüft, wobei Proben aus der regulären Produktionscharge entnommen wurden.
Zugeigenschaften bei Raumtemperatur
| Eigentum | ASTM A334 Gr.3 Anforderung | Womic Steel Actual (Reguläre Produktion) |
|---|---|---|
| Streckgrenze (0,2% Offset) | ≥240 MPa | 330 – 360 MPa |
| Zugfestigkeit | ≥450 MPa | 520 – 550 MPa |
| Längenausdehnung (longitudinal) | ≥30% | 32 – 36 % |
| Streckung (quer) | ≥20% | 26 – 30% |
| Härte (HB) | ≤190 | 160 – 175 |
Metallographische Struktur
Nach einer Normalisierungswärmebehandlung bei ≥845°C und anschließender Luftkühlung wies das fertige Rohr ein feines Ferrit-Bainit-Gefüge mit einer Korngrößenklassifizierung von etwa ASTM Nr. 10 (hochfeines Korn) auf, was zu einer überlegenen Tieftemperaturzähigkeit beiträgt.
-101°C Tieftemperatur-Charpy-Schlagzähigkeit
Da direkte Kerbschlagprüfungen an den fertigen Dünnwandrohren (25 x 2 mm) gemäß Standardverfahren nicht möglich sind (zu kleine Probe), entnahm Womic Steel Mutterrohrproben derselben Chargennummer, unterzog sie der gleichen Normalisierungswärmebehandlung wie die fertigen Rohre und bearbeitete sie anschließend zu verkleinerten Charpy-V-Kerbschlagproben (2,5 x 10 x 55 mm). Die Kerbschlagprüfung wurde dann bei einer noch niedrigeren Temperatur von -117 °C durchgeführt, die die Auslegungsvorgabe von -101 °C unterschritt, um eine ausreichende Sicherheitsmarge nachzuweisen.
| Prüftemperatur | Probe 1 | Probe 2 | Probe 3 | ASTM-Anforderung (2,5 mm Untergröße) |
|---|---|---|---|---|
| -117°C | 32J | 33J | 35J | Mindestdurchschnitt ≥5J; Einzelwert ≥4J |
Die Ergebnisse des Schlagtests übertreffen die Mindestanforderungen der ASTM bei Weitem und beweisen die außergewöhnliche Tieftemperaturzähigkeit des Materials mit einer erheblichen Sicherheitsmarge jenseits der Nennbetriebstemperatur von -101°C.
Abschnitt 5: Herstellungsprozess – Ausgereiftes Kaltziehen und Wärmebehandlung für extra lange Rohre mit kleinem Durchmesser
Womic Steel produziert nahtlose 3,5Ni-Rohre für niedrige Temperaturen unter Verwendung eines vollständig industrialisierten Fertigungsprozesses, der speziell für Produkte mit kleinem Durchmesser, extra langer Länge und hoher Oberflächengüte optimiert ist:
- Schmelzen im Elektrolichtbogenofen + Pfannenraffination + Vakuumentgasung:Gewährleistet extrem niedrige Wasserstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffgehalte sowie eine strenge chemische Kontrolle (P ≤0,005 %, S ≤0,001 %).
- Stranggießen + Knüppelwalzen:Produziert Hohlkörper mit hoher Oberflächenqualität und feiner innerer Festigkeit.
- Hot Piercing (Cross Roll Piercing):Die Knüppel werden in einem Hubbalkenofen erhitzt und bei optimierten Walztemperaturen zu dickwandigen Hohlkörpern geformt; die Exzentrizität wird minimiert.
- Kaltes Pilgern / Kaltes Zeichnen– Mehrfaches Ziehen (mit Zwischenglühen): Dies ist der entscheidende Prozess zur Herstellung ultralanger Rohre. Für die Endgröße von 25 x 2 mm sind typischerweise drei präzise gesteuerte Kaltziehvorgänge erforderlich, wobei jeder Vorgang das Material verfestigt. Zwischen den Durchgängen werden die Rohre einer Zwischenglühung unterzogen, um die Duktilität wiederherzustellen und Verfestigungsrisse zu vermeiden.
- Lösungsglühen (Normalisieren):Die Umformung erfolgte in einem Ofen mit kontrollierter Atmosphäre bei ≥845°C, gefolgt von einer Luftkühlung zum Abbau von Kaltverformungsspannungen und zur Verfeinerung des Mikrogefüges.
- Glätten:Durch präzises Walzenrichten wird eine Geradheitstoleranz von ≤1,5 mm pro Meter gewährleistet.
- Ablängen und Endbearbeitung:Fliegende Trennsägen erzielen eine hohe Präzision; die Enden werden je nach Bedarf entgratet oder abgeschrägt.
- 100 % zerstörungsfreie Prüfung, hydrostatische Prüfung und Kennzeichnung:Jedes Rohr wird vor dem abschließenden Stanzen mit geringer Spannung einer Ultraschallprüfung, einer Wirbelstromprüfung und einer Druckprüfung unterzogen.
- Endgültige Dimension erreicht:24,96 – 25,05 mm Außendurchmesser × 2,04 – 2,16 mm Wandstärke × 22 m Länge. Oberflächenrauheit innen und außen ≤ 1,4 μm Ra, entsprechend der Qualitätsanforderung für Wärmetauscherrohre der Klasse 1 gemäß NB/T 47019.1-2021 (Oberflächengüte im Submikrometerbereich).
Abschnitt 6: Qualitätskontrolle und Prüfung – Umfassende Leistungsüberprüfung
Jede Produktionscharge von nahtlosen 3,5Ni-Niedertemperaturrohren wird gemäß den Normen ASTM A334/A334M:2021 geprüft.
Zertifikate:Werksprüfzeugnis gemäß EN 10204 Typ 3.1. Typ 3.2 mit Zeugenaussage durch Dritte (SGS/BV/DNV/TÜV) ist auf Anfrage erhältlich.
Chargenkonsistenz:Womic Steel führt detaillierte Aufzeichnungen über jede Schmelznummer und jede Charge und gewährleistet so die vollständige Rückverfolgbarkeit jedes fertigen Rohres.
Abschnitt 7: Anwendungsbereiche – Wo 3,5Ni ASTM A334 Güteklasse 3 Rohre besonders gut geeignet sind
Nahtlose 3,5Ni-Rohre für niedrige Temperaturen sind für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb im Temperaturbereich von -45 °C bis -101 °C ausgelegt und schließen die Lücke zwischen dem Standardwerkstoff der Güteklasse 6 und dem teuren 9% Ni-Werkstoff der Güteklasse 8.
Das 3,5Ni-Rohr ist die kostengünstigste Materialwahl für den Temperaturbereich zwischen -50°C (Güteklasse 6) und -196°C (9% Ni Güteklasse 8) und ist daher die bevorzugte Lösung für die Mehrheit der petrochemischen Tieftemperaturanwendungen.
Abschnitt 8: Warum Womic-Stahl für nahtlose 3,5Ni-Rohre für niedrige Temperaturen wählen?
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Kontaktieren Sie Womic Steel
Für Anfragen, technischen Support oder um ein Angebot für Ihre spezifischen Anforderungen an 3,5Ni-Niedertemperaturrohre gemäß ASTM A334 Grade 3 (oder anderen Niedertemperaturqualitäten) anzufordern, kontaktieren Sie uns bitte direkt.
Veröffentlichungsdatum: 24. Juni 2026