不同起爆条件下双钢壁LNG储罐抗爆性能分析

由于双钢壁储罐具有建造周期短、投资小等优点,在LNG储存中应用越来越广泛,但其易在外罐受到外部冲击时引发内罐的破坏。为了分析储罐在不同外爆载荷条件下的破坏行为,以双钢壁LNG储罐为研究对象,考虑内、外罐及保冷材料之间的载荷传递与相互作用,建立了外罐-保冷材料-内罐多介质的多相耦合有限元模型,并对多影响因素下储罐在外爆载荷作用下的破坏进行了分析,探究其抗爆性能。结果表明:在外爆载荷作用下,内、外罐从迎爆面中心向内凹陷直至发生破坏,最大应力均在迎爆面中心,且越靠近中心应力值越大;内、外罐材料均先达到屈服强度后发生塑性变形,随后达到失效应变值并发生破坏;与外罐相比,内罐发生破坏的时间晚42.9%,变形范围和破坏范围分别小12.3%、6.7%;储罐的抗爆性能随着储存液位的升高和罐体容积的增大而增强,随着起爆位置从罐壁中心向上、下两侧移动而提高,在罐壁中心起爆时储罐的破坏程度最大。该研究成果可为双钢壁LNG储罐的设计和储存液位的控制等方面提供理论参考依据。

大型LNG储罐9%Ni钢焊接质量控制探讨

以国内在建的22万m~3大型LNG储罐为例,阐述了9%Ni钢焊接的质量控制要点。对9%Ni钢焊接的母材控制、焊材管理、焊接方法、焊评,以及无损检测等要素进行了质量控制分析,简要对比了9%Ni钢手工电弧焊和全自动TT焊接的优缺点、易产生的缺陷和预防措施,对焊接过程质量控制进行了总结分析。结果表明:控制手工电弧的焊接热输入是防止裂纹产生的重要措施,手工电弧焊焊接9%Ni钢时,应尽可能采用多层、多道焊接,且层间温度控制在100℃以下;全自动TIPTIG焊接(相比手工电弧焊),焊缝外观优美,焊接一次合格率更高,焊接过程的工艺参数可追溯性强,焊接产生的烟尘少,改善了焊工的职业健康。

LNG储罐9Ni钢焊接接头射线检测试验研究与工程应用

9Ni钢具有良好的机械性能、可焊性以及低温韧性,已广泛应用于LNG低温储罐。但由于LNG储罐焊缝余高的存在,9Ni钢材料的焊缝和母材对射线的吸收性不同,常规胶片技术的底片质量往往难以满足标准要求,给射线检测带来很大的困难。文章通过对数字射线技术和常规胶片技术进行成像效果比对与分析,得出了数字射线技术的成像质量优于胶片技术的结论,再通过合理的工艺设置,成功解决了9Ni钢焊接接头检测难题。此外,文章还以某容积为20万m 3的LNG低温储罐为例,对数字射线技术在LNG安装工程项目中的应用情况进行了介绍,应用结果显示,数字射线技术在成像质量和检测工时两个方面具有显著优势,有望得到进一步的推广应用。

大型LNG储罐三种高效自动化焊接工艺对比研究

我国建造储存绿色能源LNG用储罐单台已达27万m^(3),针对传统的SMAW焊接效率低、含有锰蒸汽和CO_(2)的烟尘等问题,采用热丝TIG,FCAW及MIG三种自动焊方法,进行了大量的试验研究,从而使LNG储罐的施焊环境大大改善,焊接效率及质量均大幅提升。结果表明,自动焊焊缝表面成形均远好于SMAW;焊接效率为MIG最高;焊接接头低温冲击韧性为热丝TIG最优。目前三种自动焊对现场组装精度要求均高于SMAW,热丝TIG对组装精度要求最高,因此尚需进一步提升自动化水平,以便在工程中大量推广应用。

大型LNG储罐穹顶钢结构施工阶段受力分析

为揭示大型LNG储罐穹顶钢结构在施工过程中的受力特征,文中通过有限元模型建立了混凝土弹性模量与龄期关系,并利用生死单元模拟分环浇筑过程,得到浇筑工况下穹顶钢结构力学响应特征,给出了穹顶钢结构不同位置应力随混凝土龄期变化规律和穹顶最大位移分布特征,确定了最大位移随龄期变化关系表达式。结果表明浇筑过程中穹顶钢结构的应力和位移分布与混凝土龄期密切相关,浇筑初期穹顶钢结构位移最大,最大应力出现在浇筑区域附近。

LNG储罐用低温高锰钢埋弧焊材料组织和性能研究

针对LNG储罐用低温高锰钢,设计了一种用于丝级埋弧横焊的焊丝、焊剂及焊接工艺。通过拉伸、冲击、侧弯试验评估焊缝金属力学性能,采用OM,SEM,EDS等设备分析组织形貌。试验结果表明:焊剂工艺性能优良,焊缝成形较好,脱渣良好,无气孔、裂纹等缺陷,抗拉强度大于660 MPa,-196℃夏比冲击吸收能量大于60 J;焊缝金属组织为全奥氏体组织,组织致密,晶间有细小的夹杂物析出,冲击试样断口形貌多为细小的韧窝;利用EDS对冲击断口中少量解理面处合金成分进行分析,发现焊缝高Si区会在受冲击下产生解理面成为断裂的启裂位置,降低了材料低温韧性。总结试验结果,确定性能最佳的焊材成分与焊接工艺参数。

LNG储罐用钢06Ni9DR焊接接头弯曲试验断裂失效分析

在进行LNG储罐用钢06Ni9DR焊接工艺评定试验时,会出现弯曲试件开裂的现象,为了查找弯曲试样失效原因,保障LNG储罐焊接质量,采用不同热输入工艺对06Ni9DR钢板进行手工焊条电弧焊接,对焊接接头开展了拉伸试验、弯曲试验、-196℃低温冲击等试验。通过金相显微镜和扫描电镜对焊缝、热影响区,以及弯曲失效断口进行观察和分析,结果表明,采用ENiCrMo-6焊条焊接的焊缝组织中均散布较多大小不一的夹渣,热输入控制在12.5~26.5 kJ/cm范围内对焊接接头的力学性能、塑性以及低温冲击性能影响不明显;但采用较小热输入焊接时,更易产生夹渣、咬边缺陷,较大夹渣和轻微咬边缺陷是导致弯曲试件失效的主要原因。

LNG罐体用30408不锈钢焊接工艺研究与应用

针对LNG罐体用30408不锈钢焊接过程易产生晶间腐蚀、热裂纹和接头脆化问题,对焊接工艺进行研究。采用钨极氩弧焊工艺,焊接材料选取JGS-308L直径2.4 mm氩弧焊丝,给出试板坡口形式及熔敷顺序,通过改变焊接电流、电压、焊速和气体流量等工艺参数,并采取预热和焊接清理等措施,保证了焊缝质量,无损探伤和力学性能检测结果都符合标准要求,为工程应用提供可靠的工艺保障。

超低温LNG储罐内罐钢穹顶气顶升施工技术

本文针对超低温LNG储罐内罐钢穹顶气顶升施工技术进行了研究。详细探讨了气顶升施工技术在超低温环境下的特殊要求和技术难点,并提出了相应的解决方案。本文提出的超低温LNG储罐内罐钢穹顶气顶升施工技术的可行性和优越性,具有一定的实用价值和推广意义。本文旨在为超低温LNG储罐内罐钢穹顶气顶升施工技术的研究和应用提供参考和借鉴。

低温镍基焊条焊接的LNG储罐用9Ni钢接头的力学性能

采用3种药皮成分不同焊条对LNG储罐用9Ni钢进行焊接,利用多元热动力学相图计算软件JMat Pro的Scheil模型配合镍基合金材料数据库对相应焊缝熔敷金属进行偏析计算,通过光学显微镜(OM)分析熔敷金属的组织,并利用IPP软件观测枝晶间距.此外,通过硬度、拉伸和低温冲击等试验评定熔敷金属的力学性能.结果表明,Nb为正偏析元素,3种焊条的熔敷金属组织均由奥氏体树枝晶和析出相组成.OK92.55型焊条的熔敷金属具有更小的枝晶宽度和枝晶间距,这是由于Nb元素的偏析作用,形成的碳化物有抑制枝晶长大的作用,这促使其熔敷金属具有更大的断后延伸率和断面收缩率,具有良好的塑性.3种焊缝在热影响区的硬度最大,这是因为焊接热循环的作用.3种焊条熔敷金属的拉伸断口形貌均为韧窝和解理两种断裂方式相结合的形貌,说明它们既有塑性断裂,还有脆性断裂,但OK92.55型焊条熔敷金属的韧窝占比更高,证明其拉伸塑性较好.3种焊条的熔敷金属的低温冲击断口均为韧窝形貌,OK92.55型焊条熔敷金属的韧窝更深更小,表现出更好的低温韧性.

9Ni钢大型LNG低温储罐的焊接施工

大型LNG储罐内罐材料采用9Ni钢,该钢种在焊接冶金反应和热循环的作用下,其组织和成分改变,产生脆性相,低温性能下降,冷、热裂纹倾向增大,焊接施工比较复杂;分析了9Ni钢低温储罐的焊接特点,介绍了9Ni钢低温储罐采用的埋弧自动横焊和焊条电弧焊焊接工艺,并叙述了实际施工中采取的工艺措施,包括焊接材料管理、焊接工艺参数、内罐底板与内罐壳体板焊接施工顺序和焊接工艺,这些工艺控制了焊接线能量,提高了生产效率,有效地保证大型LNG低温储罐焊接施工质量。

石油及LNG储罐用钢现状及最新研究进展

综述了国内外石油及LNG储罐用钢的开发现状,并对国外在石油及LNG储罐用钢方面的新发展进行了概括,如日本的减Ni化LNG储运用钢已实现实用化并出台了相关标准,大线能量焊接用钢已扩展应用到船板外的其它高强钢种,TMCP工艺已实现多个品种高强钢的生产,以及韩国开发的可替代Ni系钢的低温用高锰钢在降成本提性能方面具有十分大的潜力等等,建议国内钢企密切跟踪最新动态,并适时立项开发。

LNG低温储罐用镍钢焊接技术研究进展

液化天然气（LNG）具有燃烧值高，对大气无污染等特点，被誉为洁净的绿色新能源，它还是优质的化工原料，因此，LNG越来越得到广泛地应用。但是LNG的缺点是易燃、易爆、相态易变等，一般采用低温液化储存。随着液化天然气行业的发展，LNG低温储罐的建设逐渐引起人们的广泛关注。随着液化天然气消耗量的增加，LNG储罐也在不断向着大型化发展。然而，大型化必然导致一系列相应问题的产生。研究了建设LNG低温储罐所用的9％Ni钢、焊接材料以及相应的焊接工艺，阐述了在焊接过程中容易出现的问题及其对策，为国内LNG低温储罐焊接工艺研究提供技术参考。

1436LNG储罐用9Ni钢低温性能及焊接接头性能

对LNG储罐用9Ni钢板进行超低温CTOD试验;采用手工电弧焊、埋弧焊分别对9Ni钢板进行焊接,通过接头拉伸、弯曲和冲击试验,光学显微镜、扫描电镜等试验仪器对焊缝组织、热影响区组织观察,研究9Ni在两种不同焊接方法下所得到的焊接接头的微观组织及性能。结果表明:LNG储罐用9Ni钢在-196℃具有较好的强度、伸长率和韧性;焊缝组织主要由奥氏体和析出相组成,焊接热影响区组织主要由板条马氏体和板条间的残余奥氏体组成;LNG储罐用9Ni钢板焊缝的化学成分与母材匹配良好,接头强度大、低温冲击性能和弯曲性能良好。

一种新的大型LNG储罐钢穹顶稳定性分析方法

大型LNG储罐钢穹顶由蒙皮板和单层肋环型网壳焊接而成,因其结构特殊性,目前中国在进行大型LNG储罐穹顶稳定性分析时无相关规范可以依循,多参照单层网壳规范进行设计,钢穹顶可能存在局部失稳的风险。提出一种新的钢穹顶稳定性分析方法,即将带蒙皮板网壳结构等效为单层网壳结构进行稳定性分析。该方法基于保证等效前后截面面积、抗弯刚度相等和等效后异型梁局部稳定的原则,通过将一定范围内蒙皮板截面换算成异型梁上翼缘截面来考虑蒙皮板对肋、环梁刚度的贡献。利用数值模拟,对比等效前后结构失稳模式、稳定极限承载力及稳定安全系数,验证等效方法的合理性。结果表明新的LNG钢穹顶稳定性分析方法能合理考虑蒙皮板对结构空间整体刚度的增强作用,减缓钢穹顶提前失稳程度,同时可避免产生错误的蒙皮板屈曲模态。

大型LNG储罐中9%Ni钢的焊接施工

大型LNG储罐的内罐采用9%Ni钢焊接而成,9%Ni钢的焊接是安装技术领域的难题。文章介绍了9%Ni钢的化学成分、机械和工艺性能,分析论述了9%Ni钢的焊接工艺和内罐的焊接安装方法,总结了广东LNG储罐和福建LNG储罐的焊接施工经验。

3万m^3LNG储罐穹顶施工阶段应力分析与测试

以某3万m3LNG储罐穹顶施工过程中的2个工况为例,基于大型有限元程序ANSYS,建立穹顶钢-混凝土组合结构的整体模型,考虑混凝土分段浇筑过程中的罐体内部气压、吊顶荷载和结构自重作用,采用2种销钉受力行为,对组合结构在施工荷载作用下的应力和应变进行精细化有限元数值模拟。通过计算,给出穹顶钢-混凝土组合结构中钢构件和钢筋的应力分布规律,对穹顶环向和径向组合梁的受力机理进行分析探讨,并将数值计算结果与施工实测数据进行对比,验证了大型储罐穹顶ANSYS分析的可行性。

LNG储罐用9%Ni钢的焊接

介绍了LNG储罐用22.1mm壁厚9%Ni钢两种焊接工艺试验的相关情况及技术要求,并对完成的焊接接头进行了常规力学性能试验和分析。针对22.1mm厚9%Ni钢采用林肯NYLOID2Φ3.2mm焊条进行各层焊接或采用林肯NYLOID2Φ3.2mm焊条进行根焊+林肯LNSNiCro60/20Φ1.6mm焊丝匹配林肯P2000焊剂埋弧填充盖面焊,并对获得优质焊接接头提出了相应的技术措施。

LNG储罐国产06Ni9低温钢的焊接工艺评定

06Ni9钢是太钢自主研发的用于LNG低温储罐的低碳中合金马氏体型低温钢。通过分析06Ni9钢的焊接性特点,制定了合理的焊接工艺,对06Ni9钢的焊接接头力学性能、低温(-196℃)冲击韧度进行了测试,并对焊接接头进行了宏观金相检验。评定结果表明:采用合理的焊接工艺,国产06Ni9钢的综合性能可以满足LNG工程的要求。

大型LNG储罐罐底保冷层结构优化研究

针对大型LNG储罐罐底漏热量大及基础保冷性能差等问题,对储罐底部保冷结构进行了优化,并对不同储罐底部基础的温度场分布和漏热量进行了数值模拟和现场对比分析。结果表明:储罐冷损失与泡沫玻璃砖厚度呈双曲线函数关系,在内外壁温差为185 K时泡沫玻璃砖保冷层厚度设置为600 mm保冷效果显著,再增加厚度时保冷损失减小缓慢;储罐基础采用夯土基础时保冷性能优于柱桩基础,而夯土基础需在罐底设置加热系统,因此工程上大型LNG储罐需根据实际情况进行选择。