2 储存系统

　　2. 1 设计压力

　　目前用于民用燃气气化站的小型储罐和用于LN G生产装置及调峰型液化装置的子母罐,其内罐设计成压力容器,按GB 150 —1998《钢制压力容器》附录C 设计[ 4 ] ,其设计压力最大为1. 8 MPa ,通常工作压力在0. 2～1. 0 MPa[5 ] 。

　　大型及特大型LN G接受终端用的立式平底圆筒形储罐,按照BS EN1462021 —2006《低温工作条件下立式平底圆筒型储罐:第一部分设计、建造、安装和操作通用指南》进行设计,储罐最大设计压力不超过0. 05 MPa[6 ] 。

　　立式圆筒型单容罐,国内目前参照API 620《大型焊接低压储罐设计与建造》附录Q 及上述标准建造,其工作压力0. 01 MPa ,设计正压0. 025 MPa ,内部负压0. 000 5 MPa[ 7 ] 。

　　2. 2 主体(内罐) 材料要求

　　2. 2. 1 材料基本要求

　　通常LN G储存在- 162 ℃,低温下金属材料的性质较常温状态有很大变化。为保证LN G储罐的安全,选用制造低温储罐的金属材料须考虑以下因素: ①常温至- 196 ℃(设计温度) 范围内的强度。②在使用温度范围内具有足够的韧性和塑性,以免发生脆性破坏。③稳定的金相结构。④具有良好的加工性和焊接性。⑤价格低廉,且容易采购。⑥适合低温要求的物理性能[8 ] 。

　　目前,适宜建造LN G 储罐内罐的材料主要有9Ni 钢,如国产的06Ni9 钢、ASTM A553 Type I 以及奥氏体不锈钢0Cr18Ni9 Ti 等。中小型LN G 储罐的内罐常用奥氏体不锈钢制造,大型及特大型LN G储罐选用9Ni 钢作为内罐的首选材料。

　　2. 2. 2 低温韧性要求

　　冲击试验是评定材料低温韧脆性的常用方法,选用9Ni 钢作为LN G储罐的主材就需要对9Ni 钢板及焊缝做- 196 ℃下的冲击试验,每单个试验值不得小于35 J [ 9 ] 。由于钢材本身的纯净度、微合金化、铸态组织、控制扎制、两相区热处理及焊接磁偏吹都对9Ni 钢的焊接及低温韧性有很大影响。对于9Ni 钢及焊缝来说,35 J 试验的单个值相对比较苛刻。采用9Ni 钢制造的大型常压LN G 储罐,就需要采用适当的焊接工艺,以保证9Ni 钢的焊后低温性能指标,从而保证储罐的安全。

　　奥氏体不锈钢的抗拉强度、屈服强度、弹性极限及硬度随温度降低而增大,其冲击值随温度的降低减小较缓慢,奥氏体不锈钢的晶体结构为面心晶格结构,不存在脆性转变温度,在低温下能保证足够的塑性及韧性。这类钢中含有镍元素,镍为强奥氏体化元素,随着镍含量的增加,钢在低温下的冲击值也增大[ 7 ] ,LN G用奥氏体内罐一般不要求作材料的低温冲击试验[4 ] 。

　　除了以上的要求外,侧向膨胀量也是考核低温韧性的一项重要指标,一般要求每块试样的侧向膨胀量都不小于0. 38 mm。

　　2. 3 绝热保冷

　　2. 3. 1 小型储罐的绝热要求

　　绝热保冷是储罐安全储存的最主要保证措施,小型LN G 储罐一般采取真空或真空粉末绝热方式。绝热空间保持一定的真空度,即可消除气体的对流传热。辐射成为这种绝热结构的主要传递通道,故一般对内罐的外表面进行抛光处理,或采用低发射率的材料涂敷表面[6 ] ,降低材料表面的发射率来减少辐射传热。除此,真空度的降低会影响绝热效果,焊缝的泄漏及夹层绝热材料的放气都对真空度有很大影响。

　　如何保持真空度也就成为确保LN G 储罐安全的必要措施。对于真空绝热容器,一般通过产品的质量保证期的时间反算LN G 储罐的最大允许漏率,利用氨渗透或氦质谱检漏等泄漏检测手段检测来保障LN G储罐的安全储存。