LNG儲罐超低溫用9Ni鋼的發(fā)展應(yīng)用狀況

9Ni鋼是1944年的含鎳量為8.5%~9.5%的超低溫低碳鋼，始創(chuàng)于      鎳公司的產(chǎn)品試驗(yàn)室，在-196℃有優(yōu)異的強(qiáng)韌性，與具有優(yōu)良性能的不銹鋼相比，有合金含量少、價格便宜的優(yōu)點(diǎn)；與低溫用鋁合金(如LFS)相比，有許用應(yīng)力大、熱膨脹率小的優(yōu)點(diǎn)。因此自1960年通過證明不進(jìn)行焊后應(yīng)力熱處理亦可   使用以來，9Ni鋼就成為-196℃級低溫設(shè)備和容器的   重要結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于制造或建造液氮和液化   氣貯罐。成為用于制造大型低溫貯罐的主要材料之一。1956年初列入ASTM標(biāo)準(zhǔn)，1977年列入JIS標(biāo)準(zhǔn)。在此期間，美、法、日本及阿聯(lián)酋等國先后用該鋼種建造了不少儲罐和容器。1982年后，9Ni鋼已經(jīng)成為低溫儲罐主材，逐漸取代了Ni-C：不銹鋼，早在1997年時世界上已建的   大9Ni鋼儲罐容積就達(dá)到140000m³。由此可見，9Ni鋼已是   上廣泛使用的鋼種，其焊接性能良好，焊接工藝已臻成熟。
　　近年來，天熱氣作為高熱值、無硫份的清潔能源正在受到人們的歡迎，使用量逐年增加。因此，相應(yīng)的液化   氣(LNG)貯罐在世界各地也被大量地制造。作為LNG主要成份的甲烷，沸點(diǎn)是-162℃，能夠在該超低溫下   使用的材料有9Ni鋼、鋁合金、奧氏體不銹鋼及鎳合金等。上述幾種使用材料中，9Ni鋼以其、易于加工和焊接性優(yōu)良等優(yōu)勢，被廣泛用LNG儲罐設(shè)備中。1952年，   臺9%Ni鋼儲在   投入使用。1969年，日本在   岸采用手工電弧焊法建造了國內(nèi)   臺9Ni鋼制LNG儲罐，隨后又將自動焊用于9Ni鋼LNG儲罐上。到目前為止，9Ni鋼在LNG設(shè)備中的應(yīng)用已有40的歷史。隨著LNG儲罐不斷向著大型化發(fā)展，9Ni鋼作為LNG儲罐內(nèi)壁材料，的焊接對于LNG儲罐的   和性是非常關(guān)鍵的。1960年以前9Ni鋼只能用鐵素體焊條焊接，需要進(jìn)行焊后應(yīng)力的熱處理，這對于制造大型罐是一個難題。1960年10月，采用因科鎳型焊條焊接9Ni鋼成功，并通過了液氮溫度下的爆破增壓試驗(yàn)。后來的9Ni鋼的雙正火+回火(Double-NormalizedandTempered，簡稱NNT)熱處理工藝和淬火+回火(QuenchedandTempered，簡稱QT)熱處理工藝使其焊接不需進(jìn)行焊后應(yīng)力的熱處理。在回火處理中重新形成少量的奧氏體，這種奧氏體由于碳化物的溶入而導(dǎo)致含碳量，使Ms和Mf點(diǎn)向   低的溫度方向移動，表現(xiàn)為低溫時為穩(wěn)定，且不容易發(fā)生相變。所以，9Ni鋼的良好低溫韌性除化學(xué)成分之外，在很大程度上依賴于恰當(dāng)?shù)臒崽幚硪?guī)范的選擇。1962年，ASTM規(guī)范認(rèn)定：板厚不超過38mm的儲罐可以不進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力熱處理，1963年又?jǐn)U大到50mm，使9Ni鋼用于大型LNG儲罐制造成為可能。1965年法國用9Ni鋼建造了   艘LNG油輪“JulesVerne"號，艙容2.584萬m³m。日本大規(guī)模使用9Ni鋼開始于1969年橫濱港建成的3.5萬耐和4.5萬耐平底球面二重式LNG儲罐。1980年日本建成了7.5萬m³LNG儲罐。截止到1995年世界上已建的   大9Ni鋼儲罐容積為14萬耐，近十來世界能源形勢的發(fā)展使得9Ni鋼儲罐數(shù)量和體積   是迅猛的增長，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大量LNG清潔能源是必然發(fā)展趨勢。根據(jù)我國   氣資源與市場的分析預(yù)測，為國內(nèi)市場的需求供應(yīng)，20042010年，規(guī)劃實(shí)施的廣東LNG和福建LNG接收站項(xiàng)目，規(guī)模達(dá)到960萬t/年；2011~2020年，新建LNG接收站規(guī)模為2040萬t/年；到2020年，國內(nèi)累計建成的LNG接收站，總接收規(guī)模將達(dá)到3千萬t/年。中國海運(yùn)的液化   氣的增長，將使沿海地區(qū)LNG碼頭和接收終端建設(shè)進(jìn)入新的發(fā)展階段，同時中國需要   多的LNG船舶來   好地項(xiàng)目的實(shí)施，在2010年前總共需要建造15至20艘LNG船，2015年前需要建30至35艘。可以預(yù)見，在未來的若干年內(nèi)，9Ni鋼作為LNG儲運(yùn)設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)材料將被大量使用，9Ni鋼的焊接及力學(xué)性能作為其應(yīng)用的兩個重要方面，應(yīng)該受到大的重視。