[发明专利]大型液化天然气储罐内罐壁9Ni钢板及制造方法和罐壁结构

说明书

大型液化天然气储罐内罐壁9Ni钢板及制造方法和罐壁结构，内罐壁用钢板在长度方向上一端厚、一端薄，其板厚在全部或部分长度区段内呈线性增加或减小，钢板板宽与板长是恒定的；钢板厚度沿长度方向渐变，渐变斜率是全长恒定或分段恒定；最厚端板厚Tb与最薄端板厚Ta之比不大于2；L1、L2…，为离开钢板薄端部的不同距离，在该距离上，钢板厚度分别为T1、T2…，其余类推；在0～L1、L1～L2...长度区间范围内板厚呈线性增加或减小，在该长度区间内厚度的增加或减小的斜率为恒定。本发明在不影响储罐容量及安全性的前提下，显著减少内罐罐壁钢板的使用量，减少壁板的预制加工工序，提高内罐罐壁的焊接施工效率，而且，配套罐壁钢板具有大宽幅、厚度呈梯形渐变的特点。

技术领域

本发明涉及宽厚钢板生产技术，特别涉及大型液化天然气储罐内罐壁9Ni钢板及制造方法和罐壁结构，该钢板具有良好－196℃低温韧性，适用于到能源、化工行业中容量在10万立方米以上的大型液化天然气储罐。

背景技术

在世界范围内，天然气作为清洁能源之一，其需求总量在持续增长。特别是在日本福岛核事故之后，核能开发和利用受到了很大的阻力，取而代之的天然气作为安全、清洁能源更加受世界各耗能大国的青睐。与此相对应，国内的天然气需求量也在急剧上升，至2013年，我国天然气表观消费量已达1650亿立方米，进口天然气达到530亿立方米左右。预计到2015年，我国天然气供应量将达到2680亿立方米，包括国内资源1940亿立方米和进口740亿立方米；2020年天然气供应量将达到4310亿立方米，包括国内资源2700亿立方米和进口1610亿立方米。到2015年，我国天然气消费量占全国一次能源消费总量的比重将增至9％，到2020年将继续提升至12％。

作为陆上天然气管道输送以及海上船舶运输的终端，以接受、储存、调峰、分流为主要功能的大小液化天然气站是整个天然气供应链中不可缺少的重要环节。天然气经液化后体积缩小了600倍后，以液化天然气(以下简称LNG)的形式被安全、低成本地储存在LNG储罐之中，LNG储罐正是大小液化天然气站中的关键设施之一。

随着国内天然气需求的快速增加，各类大型LNG储罐的建设也在快速兴起。自2003年我国首个大型LNG储罐开工建设以来，我国仅16万立方米预应力混凝土LNG储罐已开建或建成了43个，容积20万立方米的LNG储罐也完成了设计，正在计划兴建之中。在上述不同容器的LNG储罐中，尽管储罐结构有所不同，但目前最常见的、特别是在10万立方米以上LNG储罐中占绝对主流的，均为圆筒形预应力混凝土罐。这种LNG储罐罐体由钢质内罐和预应力混凝土外罐构成，内罐和外罐罐壁都为圆筒结构。其中，内罐罐壁都是由许多张不同厚度的、具有良好的-196℃低温韧性的9Ni钢板焊接而成的圆筒形结构。

尽管容量大小不同，传统的圆筒形LNG储罐内罐所设计的钢板规格尺寸也有所不同，但总的来说，这些LNG储罐内罐的罐壁钢板都有如下共同特点：

1)内罐罐壁结构均为圆筒形结构，罐壁用钢板自上而下分若干层。同一层内，钢板都是以板宽作为该层的层高、以板长作为罐壁的一段弧长，且钢板的厚度都是相同的。而在不同层间，钢板厚度则由上而下呈阶梯状增加，即：下层钢板的厚度总是大于或等于上一层的厚度，以此来抵抗由上而下递增的罐内储存LNG液体所产生的静压力。

2)在同一层内，钢板的材质都是相同的。根据行业规范，此类LNG储罐内罐的材质必须采用具有良好的-196℃低温韧性、含有9％左右Ni元素的9Ni钢板，采用“正火+回火”或“淬火+回火”工艺生产，常用的牌号有我国国家标准GB150中的06Ni9DR、欧标EN10028-4中的X7Ni9、美标ASTM中的A553Type 1等。

3)内罐罐壁钢板都需要进行卷曲成型加工，使其弯曲的曲率半径等于或非常接近于内罐罐壁圆周的半径。罐壁钢板的卷曲成型加工是传统内罐罐壁板的必须要有的预制加工工序之一。