用于液化气体的储存和/或运输系统技术方案

一种用于液化气体的储存和/或运输系统包括意在与液化气体接触的容器(4、6)，其中该容器基本上由以流体密封的方式焊接在一起的金属板构成，至少一个金属板是由基于铁/锰的合金制成的，其以重量计包括：25.0％≤Mn≤32.0％；7.0％≤Cr≤14.0％；0≤Ni≤2.5％；0.05％≤N≤0.30％；0.1≤Si≤0.5％；可选地0.010％≤稀土金属≤0.14％；其余为铁和处理操作中产生的残留元素。操作中产生的残留元素。操作中产生的残留元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液化气体的储存和/或运输系统


[0001]本专利技术涉及液化气体的储存和运输领域，特别是涉及适合于储存、转移或运输冷流体诸如液化气体的密封金属容器。
[0002]本专利技术特别地涉及用于运输、转移和储存液化气体的密封金属膜，该膜由以密封方式焊接在一起的金属板制成。

技术介绍

[0003]具有密封金属膜的密封热绝缘罐特别地被用于储存液化天然气(LNG)，该液化天然气可以处于约
‑
162℃在大气压力下被储存。这些罐可以被安装在陆地上或浮式结构上。在浮式结构的情况下，罐可以用于运输液化天然气或用于接收充当用于推进浮式结构的燃料的液化天然气。
[0004]为了限制这种密封金属膜中的热起源的应力，标准做法是使用镍含量高的被称为的合金，其热膨胀系数非常低。然而，高比例的镍使得这些合金的成本相对较高。此外，这些合金与其他金属的可焊接性并不总是令人满意，特别是在异质焊缝的机械强度方面。
[0005]存在已知的基于铁的合金，其还包括碳和锰，专门用于低温应用，由韩国公司Posco出售。这些合金以重量计：
[0006]0.35％≤C≤0.55％
[0007]22.0％≤Mn≤26.0％
[0008]3.0％≤Cr≤4.0％
[0009]0≤Si≤0.3％
[0010]其余为铁和生产中产生的残留元素。
[0011]然而，这些合金并不完全令人满意。
[0012]事实上，即使从它们的热膨胀系数以及它们在环境温度和低温温度(
‑
196℃)处的冲击强度的视角来看它们是令人满意的，本专利技术的专利技术人发现，它们比目前的和304L不锈钢合金对热裂具有较高的敏感性。
[0013]此外，本专利技术的专利技术人还观察到，这些钢对腐蚀具有高敏感性。现在，良好的耐腐蚀性对于上文提到的应用非常重要，特别是在薄条带(strip：钢带、钢片、条、带)的情况下，尤其是为了限制疲劳失效或在由这些合金制作的部分和结构的应力下失效的风险。
[0014]在用于储存和运输液化气体的部分和组件的情况下，良好的耐腐蚀性特别重要。事实上，这些部分和组件可能会受到相对严重的大气腐蚀，因为建造包含这些部分和组件的用于运输液化气体的船的船厂以及用于装配液化气体运输管的地点通常位于海岸。现在，深度大于临界深度的腐蚀增大疲劳失效的风险，特别是与循环冷却和加热有关联，或在由这些合金制作的部分和结构的应力下的失效。因此，这些合金对于上文所提到的应用并不完全令人满意。

技术实现思路

[0015]本专利技术的一个构思是，在液化气体储存和运输应用中，采用由具有高锰含量的合金制成的板，足以在低温度处取代镍作为奥氏体相的稳定剂，并对于这些应用具有其他令人满意的特性。
[0016]本专利技术背后的另一构思是满足与以下有关的累积要求：
[0017]‑
从环境温度冷却时的低热收缩，
[0018]‑
奥氏体相在使用中的稳定性，以保持在低温度处的延展性，
[0019]‑
耐腐蚀性，
[0020]‑
可焊接性，包括与碳钢和不锈钢的异质可焊接性，
[0021]‑
焊缝的机械强度，并且因此不会热裂，
[0022]‑
冷却时的冲击强度，
[0023]‑
机械疲劳强度和机械热循环强度。
[0024]为此，本专利技术提供了一种用于储存和/或运输液化气体的系统，其包括意在与液化气体接触的容器，其中该容器基本上由以密封方式焊接在一起的金属板构成。金属板中的一块、部分或全部金属板是由基于铁
‑
锰的合金制成的，其以重量计包括：
[0025]25.0％≤Mn≤32.0％
[0026]7.0％≤Cr≤14.0％
[0027]0≤Ni≤2.5％
[0028]0.05％≤N≤0.30％
[0029]0.1≤Si≤0.5％
[0030]可选地0.010％≤稀土≤0.14％
[0031]其余为铁和生产中产生的残留元素。
[0032]根据特定的实施方式，该合金具有以下特征中的一个或更多个特征，分别地或以任何技术上可能的组合：
[0033]‑
铬含量以重量计在8.5％至11.5％之间含端点值。
[0034]‑
镍含量以重量计在0.5％至2.5％之间含端点值。
[0035]‑
氮含量以重量计在0.15％至0.25％之间含端点值。
[0036]‑
稀土包括选自以下的一种或更多种元素：镧、铈、钇、镨、钕、钐和镱。
[0037]如上文所述的铁
‑
锰合金具有在
‑
180℃至0℃之间小于或等于8.5
×
10
‑6/℃的平均热膨胀系数CTE。
[0038]‑
如上文所述的基于铁
‑
锰的合金的奈尔温度T
Neel
大于或等于40℃。
[0039]‑
如上文所述的基于铁
‑
锰的合金在被制造成厚度为3mm或以下厚度的薄条带时，具有以下特征中的至少一个特征：
[0040]‑
基于3mm厚度的小测试件在低温温度(
‑
196℃)处
[0041]大于或等于80J/cm2的KCV冲击强度，以及例如大于或等于100J/cm2的KCV冲击强度；
[0042]‑
在
‑
196℃处大于或等于700MPa的弹性极限Rp
0.2
；
[0043]‑
在环境温度(20℃)处大于或等于300MPa的弹性极限Rp
0.2
。
[0044]‑
如上文所述的基于铁
‑
锰的合金在低温温度处和环境温度处是奥氏体。
[0045]这些合金中的不同化学元素的功能大致如下。
[0046]锰Mn通过在冷时稳定可变形的奥氏体相而有利于延展性。因此，它有利于在不损失延展性的情况下通过孪晶硬化，这反映在高断裂伸长率上。
[0047]铬Cr保证了耐大气腐蚀。与氮结合，能够获得表面钝化层。然而，必须限制含量，以防止形成不期望的相(西格玛相)。
[0048]可选地还使用少量的镍Ni，以在低温度例如在
‑
163℃处稳定奥氏体相，因此确保在冷却和应变硬化时不出现过渡相。
[0049]氮N充当奥氏体相的稳定剂，并且也作为腐蚀保护剂。合金的抗点蚀数(PREN)优选地在11至15之间含端点值。该指数被限定为如下：
[0050]PREN＝[Cr]+3.3*[Mo]+16*[n]，
[0051]其中[X]指示化学元素X以重量计的分数，以百分比表示。
[0052]鉴于碳C与铬的亲和性，必须使碳保持在少量，因为该亲和性有产生碳化物沉淀的风险。碳引起的硬化也可能证明不利于可焊接性。然而，它有利于机械强度，增大弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于液化气体的储存和/或运输系统，所述系统包括意在与液化气体接触的容器(4、6、34、40、50)，其中，所述容器基本上由以密封的方式焊接在一起的金属板构成，所述金属板中的至少一个金属板由基于铁
‑
锰的合金制成，所述基于铁
‑
锰的合金以重量计包括：25.0％≤Mn≤32.0％7.0％≤Cr≤14.0％0≤Ni≤2.5％0.05％≤N≤0.30％0.1≤Si≤0.5％可选地0.010％≤稀土≤0.14％其余为铁和生产中产生的残留元素。2.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述基于铁
‑
锰的合金中，铬含量以重量计在8.5％至11.5％之间。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，在所述基于铁
‑
锰的合金中，镍含量以重量计在0.5％至2.5％之间含端点值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，在所述基于铁
‑
锰的合金中，氮含量以重量计在0.15％至0.25％之间含端点值。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，稀土包括选自以下的一种或更多种元素：镧(La)、铈(Ce)、钇(Y)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、镱(Yb)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，在所述基于铁
‑
锰的合金中，选自Ce和La的稀土的累积质量分数在100ppm至200ppm之间含端点值。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所有残留元素的累积含量以重量计低于0.8％。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，所述系统以密封热绝缘罐的形式被制造，并且还包括支撑结构(1、2)和设置在所述支撑结构与所述容器之间的热绝缘屏障(3、5)，其中，所述容器基本上是以被保持在所述热绝缘屏障的内表面上的金属膜(4、6、34)的形式被制造。9.根据权利要求8所述的系统，其中，形成所述金属膜的所述金属板(21、40)是波纹状的，并且包括至少一系列的平行波纹部，以有利于膜在至少一个方向上的弹性伸长。10.根据权利要求9所述的系统，其中，形成所述金属膜的所述金属板(21、40)包括在第一方向上延伸的第一系列平行波纹部(22、42)和在相交的优选地正交于所述第一方向的第二方向上延伸的第二系列平行波纹部(23、43)。11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述金属膜的波纹部是通过弯曲或压制在所述金属板中制造的。12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，其中，波纹状金属板由所述基于铁
‑
锰的合金制成，并且具有根据ASTM E112
‑
10测量的在6至8之间含端点值的晶粒大小。13.根据权利要求9至12中任一项所述的系统，其中，波纹状金属板由所述基于铁
‑
锰的合金制成，并且在20℃处的弹性限度Rp
0.2
小于350MPa，优选地在300至350MPa之间含端点值。
14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述密封热绝缘罐包括至少一个平面壁，并且所述平面壁的金属膜(4、6)以在所述平面壁的纵向方向上被张拉的膜的形式被制造，形成所述金属膜的金属板以在所述纵向方向上延伸的条带(8)的形式被制造，并且所述金属板的中心部分是平面的，以搁置在所述热绝缘屏障(3、5)的内表面上。15.根据权利要求14所述的系统，其中，以条带(8)的形式被制造的金属板具有凸起的纵向边缘，所述纵向边缘相对于平面中心部分朝向罐的内部突出，并被两两焊接以形成有利于所述金属膜在垂直于所述纵向方向的横向方向上弹性伸长的膨胀波纹管。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述平面壁的金属膜还包括纵向布置在张拉膜的两个条带之间的焊缝支撑件(9)，所述焊缝支撑件(9)连接至所述热绝缘屏障，以将所述张拉膜保持在所述热绝缘屏障上，所述两个条带(8)中的每个条带的凸起边缘被焊接至所述焊缝支撑件以形成所述膨胀波纹管中之一。...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉，
申请(专利权)人：气体运输技术公司，
类型：发明
国别省市：