LNG運(yùn)輸船儲(chǔ)罐用材料

   氣液化后可以節(jié)約儲(chǔ)運(yùn)空間和成本，而且有高的熱值、性能優(yōu)異，但同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)材料的超低溫性能的要求也提高了。
　　在LNG運(yùn)輸船的儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)中，既要求有，又要求有高的韌性。考慮的主要因素是尋找能適應(yīng)低溫介質(zhì)的材料，并做好對(duì)易揮發(fā)、易燃物的處理。除了對(duì)材料的以上要求外，還相應(yīng)對(duì)材料的造船加工工藝成型性和焊接性能等有要求。低溫設(shè)備要具備的耐低溫深冷性能，特別是儲(chǔ)存設(shè)備應(yīng)至少滿(mǎn)足耐低溫的要求(-162℃以下)，設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到-196℃。采用深冷液化方案，容易滿(mǎn)足要求。因此，用作液化   氣貯藏艙的材料需具備一些基本要求：(1)對(duì)沖擊載荷和周變載荷要有較好的適應(yīng)能力，能經(jīng)受沖擊和疲勞等。(2)在低溫時(shí)，應(yīng)有較高的強(qiáng)度和良好的延伸塑性。(3)在工作溫度范圍內(nèi)(常溫至液態(tài)氣體溫度)，艙用材料的膨脹系數(shù)小，而且隨溫度變化，膨脹系數(shù)變化小，即貯藏艙在使用溫度范圍內(nèi)，尺寸變化要小，從而小的溫差應(yīng)力。合金具有小的導(dǎo)熱系數(shù)，以艙體的絕熱勝能。(4)   的低溫沖擊韌性值(Cv)或低溫塑脆轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度。在實(shí)際使用時(shí)，對(duì)Cv值的要求越來(lái)越高。
　　目前常用的液化   氣貯藏艙用材料有Ni36因瓦合金、9%鎳鋼和5083鋁合金。
　　1、Ni36因瓦合金
　　瑞士   物理學(xué)家查爾斯·紀(jì)堯于100前發(fā)現(xiàn)了Ni36因瓦合金并因此獲得了1920年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。Ni36因瓦合金性能優(yōu)良，其膨脹系數(shù)遠(yuǎn)低于當(dāng)時(shí)已知的任何一種金屬，僅為純鐵的1/10，且經(jīng)過(guò)適當(dāng)回火、壓延處理后，在   溫度范圍內(nèi)的膨脹系數(shù)幾乎趨近于零。但因其昂貴的價(jià)格而不宜大量采用。
　　2、9%Ni鋼
　　目前，90oNi鋼在LNG儲(chǔ)罐中的應(yīng)用   廣。90oNi鋼可在-196℃使用，主要作為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐用，其優(yōu)點(diǎn)有：主要組織是鐵素體，，對(duì)設(shè)計(jì)有利；熱膨脹率小；能夠制造大尺寸鋼板。由于以上優(yōu)點(diǎn)，其需要量正在增長(zhǎng)，并作為可能使用溫度下的低鐵素體鋼而推廣。9%Ni鋼發(fā)展初期，存在著鋼板熱處理設(shè)備間題，故只限于生產(chǎn)NNT(二次正火回火)材料，后來(lái)由于熱處理技術(shù)的進(jìn)步，可以生產(chǎn)QT(淬火回火)材料，使QT材料占有了優(yōu)勢(shì)。由于QT材料經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，生成了微細(xì)的回火馬氏體組織，故其低溫韌性好，屈強(qiáng)比高于NNT材料。LNG儲(chǔ)罐一般很大，焊接后不可能進(jìn)行熱處理，所以為了焊接后仍保持原有的良好低溫韌性，可使用含70%Ni鋼的高Ni基合金作為焊接材料。
　　3、5xxx系鋁合金
　　鋁是一種面心立方晶格結(jié)構(gòu)的金屬，沒(méi)有低溫脆性，其力學(xué)性能不隨溫度的下降而降低，反而有所增強(qiáng)，這是它   的性能。鋁合金材料的強(qiáng)度在低溫下反而比常溫下高，是在低溫情況下使用的理想材料，故用鋁網(wǎng)殼及頂板后，可在整個(gè)使用期內(nèi)省去為防止材料低溫脆性增設(shè)的保溫材料和費(fèi)用。超低溫用5083鋁合金因具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、耐蝕性及加工性，成為制造低溫儲(chǔ)罐廣泛使用的一種材料。在LNG船舶和LNG儲(chǔ)罐的制造中也大量選用了5083鋁合金，尤其是液化   氣   大的國(guó)日本，從20世紀(jì)五六十年代建造了一系列LNG儲(chǔ)罐和運(yùn)輸船，其中有主體壁結(jié)構(gòu)   是5083鋁合金的LNG儲(chǔ)罐，但大多數(shù)鋁合金還是因?yàn)槠涮赜械淖灾剌p和性成為儲(chǔ)罐頂部結(jié)構(gòu)的重要材料。歐關(guān)各國(guó)   是把鋁網(wǎng)殼大量用于對(duì)鋼材有強(qiáng)腐蝕環(huán)境的儲(chǔ)罐、廢水處理池和料倉(cāng)等的頂蓋上。鋁網(wǎng)殼與鋼網(wǎng)殼相比，有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在已廣泛的應(yīng)用。
　　此外采用鋁合金制造罐頂在   性和經(jīng)濟(jì)性上也有比較好的特點(diǎn)：(1)性；(2)性和潔凈性；(3)經(jīng)濟(jì)性。
　　5xxx系鋁合金具有抗蝕性強(qiáng)、密度小、比強(qiáng)度大、成形、易于表面處理與無(wú)燃燒性等優(yōu)點(diǎn)，在許多中獲得了廣泛的應(yīng)用。5xxx系鋁合金具有良好的加工性能，可以加工成各種板、棒、線(xiàn)材，并廣泛應(yīng)用于船舶、車(chē)輛、航空航天等。其中，典型的合金如5083合金，主要用于艦艇、船舶、汽車(chē)車(chē)身等。5083鋁合金在海水中主要的腐蝕形式為局部腐蝕，它在海水中的腐蝕電化學(xué)行為已有大量。鋁合金高速船使用的船殼材料全部都是Al-Mg系合金。船體材料主要有5083(O態(tài)、H112和H321態(tài))、5086、5456等5xxx系列鋁合金。
　　5083鋁合金和SUS304奧氏體不銹鋼同樣為面心立方晶格所組成的材料，故可用于   低的溫度范圍。由于其強(qiáng)度低于9%Ni鋼，故其板厚相對(duì)較厚，而質(zhì)量卻輕，并且有著良好的彎曲加工性及焊接性，所以與90oNi鋼一樣，大量用作LNG的低溫儲(chǔ)罐。