2 儲(chǔ)存系統(tǒng)
2. 1 設(shè)計(jì)壓力
目前用于民用燃?xì)鈿饣镜男⌒蛢?chǔ)罐和用于LN G生產(chǎn)裝置及調(diào)峰型液化裝置的子母罐,其內(nèi)罐設(shè)計(jì)成壓力容器,按GB 150 —1998《鋼制壓力容器》附錄C 設(shè)計(jì)[ 4 ] ,其設(shè)計(jì)壓力最大為1. 8 MPa ,通常工作壓力在0. 2～1. 0 MPa[5 ] 。
大型及特大型LN G接受終端用的立式平底圓筒形儲(chǔ)罐,按照BS EN1462021 —2006《低溫工作條件下立式平底圓筒型儲(chǔ)罐:第一部分設(shè)計(jì)、建造、安裝和操作通用指南》進(jìn)行設(shè)計(jì),儲(chǔ)罐最大設(shè)計(jì)壓力不超過(guò)0. 05 MPa[6 ] 。
立式圓筒型單容罐,國(guó)內(nèi)目前參照API 620《大型焊接低壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)與建造》附錄Q 及上述標(biāo)準(zhǔn)建造,其工作壓力0. 01 MPa ,設(shè)計(jì)正壓0. 025 MPa ,內(nèi)部負(fù)壓0. 000 5 MPa[ 7 ] 。
2. 2 主體(內(nèi)罐) 材料要求
2. 2. 1 材料基本要求
通常LN G儲(chǔ)存在- 162 ℃,低溫下金屬材料的性質(zhì)較常溫狀態(tài)有很大變化。為保證LN G儲(chǔ)罐的安全,選用制造低溫儲(chǔ)罐的金屬材料須考慮以下因素: ①常溫至- 196 ℃(設(shè)計(jì)溫度) 范圍內(nèi)的強(qiáng)度。②在使用溫度范圍內(nèi)具有足夠的韌性和塑性,以免發(fā)生脆性破壞。③穩(wěn)定的金相結(jié)構(gòu)。④具有良好的加工性和焊接性。⑤價(jià)格低廉,且容易采購(gòu)。⑥適合低溫要求的物理性能[8 ] 。
目前,適宜建造LN G 儲(chǔ)罐內(nèi)罐的材料主要有9Ni 鋼,如國(guó)產(chǎn)的06Ni9 鋼、ASTM A553 Type I 以及奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9 Ti 等。中小型LN G 儲(chǔ)罐的內(nèi)罐常用奧氏體不銹鋼制造,大型及特大型LN G儲(chǔ)罐選用9Ni 鋼作為內(nèi)罐的首選材料。
2. 2. 2 低溫韌性要求
沖擊試驗(yàn)是評(píng)定材料低溫韌脆性的常用方法,選用9Ni 鋼作為L(zhǎng)N G儲(chǔ)罐的主材就需要對(duì)9Ni 鋼板及焊縫做- 196 ℃下的沖擊試驗(yàn),每單個(gè)試驗(yàn)值不得小于35 J [ 9 ] 。由于鋼材本身的純凈度、微合金化、鑄態(tài)組織、控制扎制、兩相區(qū)熱處理及焊接磁偏吹都對(duì)9Ni 鋼的焊接及低溫韌性有很大影響。對(duì)于9Ni 鋼及焊縫來(lái)說(shuō),35 J 試驗(yàn)的單個(gè)值相對(duì)比較苛刻。采用9Ni 鋼制造的大型常壓LN G 儲(chǔ)罐,就需要采用適當(dāng)?shù)暮附庸に?以保證9Ni 鋼的焊后低溫性能指標(biāo),從而保證儲(chǔ)罐的安全。
奧氏體不銹鋼的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性極限及硬度隨溫度降低而增大,其沖擊值隨溫度的降低減小較緩慢,奧氏體不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)為面心晶格結(jié)構(gòu),不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度,在低溫下能保證足夠的塑性及韌性。這類(lèi)鋼中含有鎳元素,鎳為強(qiáng)奧氏體化元素,隨著鎳含量的增加,鋼在低溫下的沖擊值也增大[ 7 ] ,LN G用奧氏體內(nèi)罐一般不要求作材料的低溫沖擊試驗(yàn)[4 ] 。
除了以上的要求外,側(cè)向膨脹量也是考核低溫韌性的一項(xiàng)重要指標(biāo),一般要求每塊試樣的側(cè)向膨脹量都不小于0. 38 mm。
2. 3 絕熱保冷
2. 3. 1 小型儲(chǔ)罐的絕熱要求
絕熱保冷是儲(chǔ)罐安全儲(chǔ)存的最主要保證措施,小型LN G 儲(chǔ)罐一般采取真空或真空粉末絕熱方式。絕熱空間保持一定的真空度,即可消除氣體的對(duì)流傳熱。輻射成為這種絕熱結(jié)構(gòu)的主要傳遞通道,故一般對(duì)內(nèi)罐的外表面進(jìn)行拋光處理,或采用低發(fā)射率的材料涂敷表面[6 ] ,降低材料表面的發(fā)射率來(lái)減少輻射傳熱。除此,真空度的降低會(huì)影響絕熱效果,焊縫的泄漏及夾層絕熱材料的放氣都對(duì)真空度有很大影響。
如何保持真空度也就成為確保LN G 儲(chǔ)罐安全的必要措施。對(duì)于真空絕熱容器,一般通過(guò)產(chǎn)品的質(zhì)量保證期的時(shí)間反算LN G 儲(chǔ)罐的最大允許漏率,利用氨滲透或氦質(zhì)譜檢漏等泄漏檢測(cè)手段檢測(cè)來(lái)保障LN G儲(chǔ)罐的安全儲(chǔ)存。
