Спосіб і система для обробки природного газу, зріджений природний газ під тиском і резервуар (варіанти) для нього та спосіб (варіанти) і система (варіанти) для транспортування зрідженого природного газу під тиском

1 Резервуар для збереження зрідженого природного газу під тиском, приблизно, від 1035 кПа (150 фн-с /кв д абс) до 7590 кПа (1100 фн-с /кв д абс) і при температурі, приблизно, від -123°С (190°F) до -62°С (-80°F), який відрізняється тим, що резервуар виготовлений з'єднанням сукупності окремих листів матеріалів, що містять в собі надміцну низьколеговану сталь, ваговий вміст нікелю в якій складає менше 9%, що має межу МІЦНОСТІ на розтягування, яка перевищує 830 МПа (120 кфн-с/кв д), і ТППРК (температуру переходу від пластичного руйнування до крихкого) меншу, приблизно -73°С (-100°F), в якому з'єднання між згаданими окремими листами мають достатню межу МІЦНОСТІ і в'язкість при згаданих умовах тиску і температурах 2 Резервуар за п 1, який відрізняється тим, що згадані з'єднання мають межу МІЦНОСТІ, ЩО складає щонайменше приблизно 90% від межі МІЦНОСТІ на розтягування згаданої надміцної низьколегова ноі сталі 3 Резервуар за п 1, який відрізняється тим, що згадані з'єднання мають ТППРК меншу, приблизно -73°C(-100°F) 4 Резервуар за п 1, який відрізняється тим, що згадані з'єднання створюють за допомогою електричного зварювання металевим електродом 5 Резервуар за п 1, який відрізняється тим, що згадані з'єднання створюють за допомогою дугового зварювання вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу 6 Морське судно для транспортування зрідженого природного газу під тиском, приблизно, від 1035 кПа (150 фн-с /кв д абс) до 7590 кПа (1100 фн-с /кв д абс) і при температурі, приблизно від -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F), яке відрізняється тим, що має щонайменше один резервуар для збереження, що виготовлений з'єднанням сукупності окремих листів матеріалів, які містять в собі надміцну низьколеговану сталь, ваговий вміст нікелю в якій складає менше 9%, що має межу МІЦНОСТІ на розтягування, яка перевищує 830 МПа (120 кфнс/кв д), і ТППРК меншу, приблизно -73°С (-100°F), в якому з'єднання між згаданими окремими листа О ми мають достатню межу МІЦНОСТІ І В'ЯЗКІСТЬ при згаданих умовах тиску і температурах 7 Морське судно за п 6, яке відрізняється тим, що має бортове обладнання для перетворення зрідженого природного газу під тиском в газ і для доставки газу в трубопроводи або апаратуру користувача 8 Спосіб обробки природного газу, що містить етап перетворення природного газу в зріджений природний газ під тиском, приблизно, від 1035 кПа (150 фн-с /кв д абс) до 7590 кПа (1100 фн-с /кв д абс) і при температурі, приблизно, від -123°С (190°F) до -62°С (-80°F), який відрізняється тим, що містить етап доставки зрідженого природного газу щонайменше в один резервуар для збереження, який виготовлений з'єднанням сукупності окремих листів матеріалів, що містять в собі надміцну низьколеговану сталь, ваговий вміст нікелю в якій складає менше 9%, що має межу МІЦНОСТІ на розтягування, яка перевищує 830 МПа (120 кфнс/кв д), і ТППРК меншу, приблизно -73°С (-100°F), 1 C O Ю 53717 в якому з єднання між згаданими окремими листавміщувати зріджений природний газ підтиском ми мають достатню межу МІЦНОСТІ та в'язкість при 14 Система за п 13, яка відрізняється тим, що згаданих умовах тиску і температурах, щоб вміщустанція обробки містить апаратуру для прийому вати згаданий зріджений природний газ підтиском природного газу і для видалення із природного 9 Спосіб транспортування зрідженого природного газу рідких вуглеводнів, сушильну апаратуру для газу під тиском, що включає в себе етап зберевидалення із природного газу водяних парів у ження зрідженого природного газу під тиском, приКІЛЬКОСТІ, достатній для того, щоб відвернути заблизно, від 1035 кПа (150 фн-с /кв д абс) до 7590 мерзання природного газу в процесі обробки та кПа (1100 фн-с /кв д абс) і температуру, приблизапаратуру зрідження для перетворення природноно, від -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F), який відріго газу в зріджений природний газ під тиском зняється тим, що щонайменше один резервуар 15 Система за п 14, яка відрізняється тим, що для збереження, виготовлений з'єднанням сукупстанція обробки додатково містить обладнання ності окремих листів матеріалів, що містять в собі очищення для видалення щонайменше однієї спонадміцну низьколеговану сталь, ваговий вміст нілуки, що виділена з групи, що складається з двокелю в якій складає менше 9%, що має межу МІЦокису вуглецю, сполучень сірки, n-пентана плюс і НОСТІ на розтягування, яка перевищує 830 МПа бензолу (120 кфн-с/кв д), і ТППРК меншу, приблизно -73°С 16 Система для транспортування зрідженого при(-100°F), в якому з'єднання між окремими листами родного газу під тиском, що містить в собі щонаймають достатню межу МІЦНОСТІ І В'ЯЗКІСТЬ при згаменше один резервуар збереження для вмісту даних умовах тиску і температурах, щоб вміщувазрідженого природного газу під тиском, приблизно, ти зріджений природний газ під тиском, крім того, від 1035 кПа (150 фн-с /кв д абс) до 7590 кПа включає етап пересування щонайменше одного (1100 фн-с /кв д абс) і при температурі, приблизморського судна через водний простір но, від -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F), яка відрізняється тим, що щонайменше один резервуар 10 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що для збереження виготовлений з'єднанням сукупморське судно має бортове обладнання для переності окремих листів матеріалів, що містять в собі творення зрідженого природного газу під тиском в надміцну низьколеговану сталь, ваговий вміст нігаз і для доставки газу в трубопроводи або апаракелю в якій складає менше 9%, що має межу МІЦтуру користувача НОСТІ на розтягування, яка перевищує 830 МПа 11 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що (120 кфн-с/кв д), і ТППРК меншу, приблизно -73°С додатково включає етап доставки зрідженого при(-100°F), в якому з'єднання між згаданими окремиродного газу під тиском на ввізний термінал, згідно ми листами мають достатню межу МІЦНОСТІ І В'ЯЗз яким ввізний термінал має щонайменше один КІСТЬ при згаданих умовах тиску і температурах, резервуар для збереження, який виготовлений щоб містити зріджений природний газ під тиском, і з'єднанням сукупності окремих листів матеріалів, щонайменше одне морське судно для транспортущо містять в собі надміцну низьколеговану сталь, вання щонайменше одного резервуара збереженваговий вміст нікелю в якій складає менше 9%, що ня, що містить зріджений природний газ під тисмає межу МІЦНОСТІ на розтягування, яка перевищує ком 830 МПа (120 кфн-с/кв д), і ТППРК меншу, приблизно -73°С (-100°F), в якому з'єднання між окре17 Система за п 16, яка відрізняється тим, що в мими листами мають достатню межу МІЦНОСТІ І ній кожне морське судно має бортове обладнання В'ЯЗКІСТЬ при згаданих умовах тиску і температудля перетворення зрідженого природного газу під рах, щоб вміщувати зріджений природний газ під тиском в газ, крім того, система додатково містить тиском ввізний термінал, що складається, головним чином, з апаратури переправляння газу в трубопро12 Спосіб за п 11, який відрізняється тим, що води або апаратуру користувача ввізний термінал має випарне обладнання для перетворення зрідженого природного газу під тис18 Резервуар для збереження зрідженого прироком у газ дного газу під тиском, приблизно, від 1725 кПа (250 фн-с/кв д абс) до 4830 кПа (700 фн-с/кв д абс) 13 Система для обробки природного газу, що місі при температурі, приблизно, від -112°С (-170°F) тить в собі станцію обробки для перетворення до -62°С (-80°F), який відрізняється тим, що реприродного газу в зріджений природний газ під зервуар виготовлений з'єднанням сукупності тиском,приблизно, від 1035 кПа (150 фн-с /кв д окремих листів надміцної низьколегованої сталі, абс) до 7590 кПа (1100 фн-с /кв д абс) і при темваговий вміст нікелю в якій складає менше 2%, і пературі, приблизно, від -123°С (-190°F) до -62°С (що має достатню межу МІЦНОСТІ І В'ЯЗКІСТЬ, щоб 80°F), яка відрізняється тим, що містить сукупвміщувати зріджений природний газ під тиском, в ність резервуарів збереження для прийому зрідякому з'єднання між окремими листами мають доженого природного газу під тиском із згаданої стастатню межу МІЦНОСТІ та в'язкість при згаданих нції обробки, при цьому згадана сукупність умовах тиску і температури резервуарів для збереження виготовлена з'єднанням сукупності окремих листів матеріалів, що міс19 Спосіб транспортування зрідженого природнотять в собі надміцну низьколеговану сталь, вагого газу під тиском, приблизно, від 1725 кПа (250 вий вміст нікелю в якій складає менше 9%, що має фн-с/кв д абс) до 4830 кПа (700 фн-с/кв д абс) і межу МІЦНОСТІ на розтягування, яка перевищує 830 при температурі, приблизно, від -100°С (-148°F) до МПа (120 кфн-с/кв д), і ТППРК меншу, приблизно -62°С (-80°F), який відрізняється тим, що розмі73°С (-100°F), в якому з'єднання між окремими щують зріджений природний газ в сукупності релистами мають достатню межу МІЦНОСТІ І В'ЯЗКІСТЬ зервуарів для збереження, що знаходиться в перпри згаданих умовах тиску і температурах, щоб шій місцевості, причому сукупність резервуарів для збереження має достатні межі МІЦНОСТІ та в'язкості, щоб вміщувати природний газ під тиском при згаданих умовах тиску і температури та транспортують сукупність резервуарів для збереження, що містять зріджений природний газ під тиском із першої місцевості в другу місцевість 20 Система транспортування зрідженого природного газу під тиском, приблизно, від 1725 кПа (250 фн-с/кв д абс) до 4830 кПа (700 фн-с/кв д абс) і температуру, приблизно, від -100°С (-148°F) до 62°С (-80Т), яка відрізняється тим, що містить сукупність резервуарів збереження для прийому зрідженого природного газу під тиском, яка має достатню межу МІЦНОСТІ та в'язкості, щоб вміщувати зріджений природний газ під тиском при згада Цей винахід відноситься до поліпшеної системи обробки, зберігання та транспортування зрідженого природного газу (ЗПГ) і, зокрема, до системи обробка, зберігання і транспортування ЗПГ, новизна якої полягає в тому, що тиски і температури суттєво збільшені порівняно з загальноприйнятими системами ЗПГ В нижченаведеному описі винаходу визначені різні терміни Для зручності передбачений глосарій термінів, що знаходиться безпосередньо перед формулою винаходу Багато родовищ природного газу розташовані у віддалених областях, які знаходяться на величезних відстанях від будь-яких ринків збуту газу В деяких випадках для транспортування здобутого природного газу до ринку збуту можна використовувати трубопровід Коли транспортування по трубопроводу не можливе, здобутий природний газ, звичайно, перероблюють у ЗПГ для доставки до ринку Звичайно ЗПГ перевозять на танкерах особливої конструкції, потім зберігають і повторно випаровують на ввізному терміналі, який знаходиться поблизу ринку Обладнання, що використовується для зрідження, транспортування, зберігання і повторного випаровування природного газу, звичайно дуже дорого коштує вартість типового проекту загальноприйнятого ЗПГ складати від 5 до 10 млрд доларів з включенням вартості підготовки родовища Для здійснення типового проекту ЗПГ "широкого застосування" потрібно, щоб запаси природного газу складали, мінімум, близько 280Гм3 (10ткф (трільонів кубічних футів)), і споживачами ЗПГ є, в основному великі підприємства Запаси природного газу, що розвідані у віддалених областях, нерідко складають менше 280Гм3 (10ткф) Для того, щоб обробка, зберігання та транспортування природного газу у вигляді ЗПГ були економічно доцільними, навіть тоді, коли базові запаси природного газу відповідають мінімуму в 280Гм3 (10ткф), необхідно щоб усі учасники проекту, тобто постачальник ЗПГ, перевізник ЗПГ, були пов'язані дуже довгостроковими зобов'язаннями на 20 років і більше Коли потенційні споживачі мають доступ до альтернативного джерела газу, наприклад, магістрального газу, ланцюжок доставки загальноприй 53717 них умовах тиску і температури, та щонайменше одне морське судно, пристосоване для збереження і транспортування сукупності резервуарів для збереження, які містять зріджений природний газ ПІД ТИСКОМ 21 Зріджений природний газ під тиском, приблизно, від 1725 кПа (250 фн-с/кв д абс) до 4830 кПа (700 фн-с/кв д абс) і температурі, приблизно, від 100°С (-148°F) до -62°С (-80Т), який відрізняється тим, що містить щонайменше один компонент, виділений з групи, яка складається з двоокису вуглецю, n-пентану плюс і бензолу, в КІЛЬКОСТІ, яка замерзла б у зрідженому природному газі при тиску, близькому до атмосферного тиску і при температурі близько -162°С (-260°F) нятого ЗПГ нерідко стає неконкурентоспроможним На фіг 1 схематично зображена станція загальноприйнятого ЗПГ, яка виробляє ЗПГ при температурах, приблизно, -162°С (-260°F) і при атмосферному тиску Потік звичайного атмосферного газу надходить на станцію загальноприйнятого ЗПГ під тиском, приблизно, від 4830кПа (700фНС/кв д абс) до 7600кПа (1100фН-С/кв д абс), при температурі, приблизно, від 21 °С (70°F) до 38°С (100°F) Для зниження температури природного газу до дуже низької вихідної температури, яка складає, приблизно, -162°С (-260°F), станції загальноприйнятого дворядного ЗПГ потрібна потужність охолодження аж до, приблизно, 350 000 кінських сил В ході загальноприйнятої обробки ЗПГ з природного газу слід практично повністю, аж до рівнів частин на мільйон (ч/млн), видаляти воду, двоокис вуглецю, сполуки сірки, наприклад, сірководень, ІНШІ кислотні гази, n-пентан та більш важкі вуглеводні, включаючи бензол, інакше ці сполуки будуть замерзати, створюючи проблеми закупорки обладнання процесу На станції загальноприйнятого ЗПГ для видалення двоокису вуглецю і кислотних газів, потрібне обладнання очищення газу Обладнання очищення газів звичайно використовує відновлювальнии процес ХІМІЧНОГО і/або фізичного розчинника і вимагає значних капітальних витрат Крім того, експлуатаційні витрати на станції високі порівняно з витратами на інше обладнання Для видалення водяної пари потрібні сушилки з сухим протарком, наприклад, молекулярні фільтри Для видалення вуглеводнів, які нерідко створюють проблеми закупорки, звичайно використовуються газопромивочна колона та фракціонуюче обладнання В станції загальноприйнятого ЗПГ також видаляють ртуть, оскільки вона може викликати відмови обладнання, виготовленого з алюмінію Крім того, після очищення видаляють більшу частину азоту, який може бути присутнім у природному газі, оскільки азот при транспортуванні загальноприйнятого ЗПГ не залишиться в рідкій фазі, а наявність парів азоту в ємностях з ЗПГ в пункті доставки вельми непереважно Ємності, труби та інше обладнання, яке використовується в станціях ЗПГ, звичайно виготовляють, хоча б частково, з алюмінію або нікелевої 53717 8 зити пороговий розмір як запасу, так і ринку, необхідний для того, щоб проект ЗПГ був економічно виправданий Один засіб досягнення цієї мети полягає в тому, щоб обробляти ЗПГ при більш високих температурах і тисках, ніж це робиться на станції загальноприйнятого ЗПГ, тобто при тисках, які перевищують атмосферний тиск, і температурах, які перевищують -162°С (-260°F) Хоча загальна концепція обробки, зберігання та транспортування ЗПГ при підвищених тисках і температурах відображена в довідниках промислових нормативів, в цих довідниках, в основному, іде мова про виготовлення транспортувальних резервуарів з нікелевої сталі (наприклад, з виговим вмістом нікелю 9%) або алюмінію, і, хоча обидва матеріали відповідають проектним вимогам, вартість їх вельми висока Наприклад на стор 162 - 164 своєї книги "Природний газ морем Розвиток нової технологи" ("Natural gas by sea The development of a New Technology"), яка видана Вітербі і Ко Лтд (Witherby & Со Ltd ), перше видання 1979 р , друге видання 1993 р , Роджер Фукс (Roger Fooks) обговорює переобладнання корабля типу Ліберті Сігальфа (Sigalpha) для перевозки або ЗГПС (зрідженого газу в проміжному стані) при 1380кПа (200кфн-с/кв д ізб) і -115°С (-175°F), або стиснПГ (стисненого природного газу), який оброблений при 7935кПа (1150кфн-с/кв д ізб) і -60°С (-75°F) Пан Фукс вказує, що, незважаючи на технічну придатність, ні одна з двох концепцій не знаходить "покупця" - головним чином через високу вартість сховища Згідно статті за темою, зазначеною паном Фуксом, для роботи із стиснПГ, тобто при 60°С (-75°F), вимагається розробити низьколеговану, зварювану, загартовану і відпущену сталь, Таким чином, використання цих нікелевих стаяка має добру межу МІЦНОСТІ (760МПа (110кфнлей в конструкціях, які несуть навантаження при с/кв д)) і доброю в'язкістю В умовах експлуатації кріогенних температурах, веде до подорожчання (Дивись "Новий процес для транспортування припроекту через високу вартість сталі в сполученні з родного газу" (" A new process for the transportation товщиною сталі, що вимагається of natural gas")), P Дж Брукер (R J Brocker), Міжнародна конференція по ЗПГ, Чікаго 1968 р) В На звичайному кораблі, що перевозить загацій статті вказано також, що для роботи з ЗГПС, льноприйнятий ЗПГ, для зберіганні ЗПГ при транстобто при значно більш низький температурі, портуванні застосовуються великі сферичні резер115°С (-175°F), найменш дороговартісним сплавом вуари, які іменуються сферами мосса Вартість є алюмінієвий сплав Крім того пан Фукс розглякожного подібного корабля на цей час перевищує, дає, на стор 164, проект океанського транспорту приблизно 230 млн доларів Для здійснення звитипу Фенікс, який працює при значно більш низьчайного загальноприйнятого проекту виробництва кому тискові, приблизно 414кПа (60кфн-с/кв д ізб), ЗПГ на Близькому Сході та транспортуванні його з цистернами, які можна робити з 9-ВІДСОТКОВОІ на Далекий Схід може бути потрібно 7 або 8 таких нікелевої сталі або із алюмінієвого сплаву, і вкакораблів, сумарна вартість яких складе приблизно зує, що концепція, знову ж таки, не здалася доставід 1,6 до 2,0 млрд доларів тньо привабливою в технічному або фінансовому З розглянутих вище обставин очевидна необплані, щоб стати комерційною Дивись також (1) хідність мати більш економічну систему для обропатент США № 3,298,805, в якому розглянуто вибки, зберігання і транспортування ЗПГ до ринків користання сталі з 9%-вим вмістом нікелю або збуту, аби віддалені запаси природного газу могли алюмінієвого сплаву для виробництва резервуарів більш успішно конкурувати з альтернативними для транспортування стисненого природного газу, джерелами енергії Крім того, необхідна система і (2) патент США № 4,182,254, в якому розглянуті для комерціалізації малих віддалених запасів прицистерни з 9%-воі нікелевої або подібної сталі для родного газу, які в протилежному випадку було б транспортування ЗПГ при температурах від -100°С невигідно розробляти Також необхідна більш еко(-148°F) до -140°С (-220°F) і тисках від 407кПа номічна система газифікації і доставки, щоб зро(59фн-с/кв д абс) до 1014кПа (147фн-с/кв д абс), бити ЗПГ більш економічно привабливим для дріпатент США № 3,232,725, в якому розглянуте бних споживачів транспортування природного газу в стані текучого Отже, основна мета цього винаходу полягає в середовища в одній ЩІЛЬНІЙ фазі при низькій темтому, щоб надати більш економічну систему для пературі, а саме, -62°С (-80°F) або, в деяких випаобробки, зберігання та транспортування ЗПГ від віддалених родовищ до ринків збуту і суттєво знисталю (наприклад, з ваговим вмістом нікелю 9%), щоб забезпечити необхідну в'язкість на злам при надзвичайно низьких температурах обробки Крім загальноприйнятої станції дороговартісні матеріали, які мають добру в'язкість на злам при низьких температурах, включаючи алюміній та промислову нікелеву сталь (наприклад, з ваговим вмістом нікелю 9%), звичайно використовуються для утримання ЗПГ на кораблях, які перевозять ЗПГ, і на ввізних терміналах Нікелеві сталі, які прийнято використовувати для виготовлення конструкцій, що працюють при кріогенних температурах, наприклад, сталі, ваговий вміст нікелю в яких перевищує, приблизно, 3%, характеризуються низькими ТППРК (міра в'язкості, згідно наведеному нижче визначенню), та в той же час мають відносно низькі межі МІЦНОСТІ на розтягування, звичайно, комерційно доступні сталі з ваговим вмістом нікелю 3,5%, 5,5% і 9% мають ТППРК, ВІДПОВІДНО, біля -100°С (-150°F), -155°C (250°F) і -175°С (-280°F), і межі МІЦНОСТІ на розтягування, ВІДПОВІДНО біля 485МПа (70кфн-с/кв д), 620МПа (90кфн-с/кв д) і 830МПа (90кфн-с/кв д) Щоб домогтися такого поєднання межі МІЦНОСТІ та в'язкості, ЦІ сталі піддають дороговартісній обробці, наприклад, подвійному відпалу У випадку застосування при кріогенних температурах, у промисловості на цей час використовують ці промислові нікелеві сталі через їх добру в'язкість при низьких температурах, але при цьому слід враховувати їх відносно низькі межі МІЦНОСТІ на розтягування При проектуванні конструкцій, яки несуть навантаження при кріогенних температурах звичайно закладається надлишкова товщина сталі 53717 10 місцезнаходження користувача Система, яка відповідає цьому винаходу, має в собі (1) станцію обробки для перетворення природного газу в ЗПГТ при тиску, приблизно, від 1035кПа (150фн-с /кв д абс) до 7590кПа (110Офнс /кв д абс) і при температурі, приблизно, від 123°С (-190°F) до -62°С (-80°F), в якій станція обробки складається, головним чином, з a) приймальної апаратури для прийому потоку природного газу і вилучення з природного газу рідких вуглеводнів, b) сушильної апаратури для вилучення з природного газу водяних парів в КІЛЬКОСТІ, достатній для того, щоб запобігти замерзання природного газу при температурах і тисках ЗПГТ, c) апаратури зрідження для перетворення природного газу в ЗПГТ, (2) резервуари зберігання, виготовлені з матеріалів, які містять собі надміцну низьколеговану Хоча ці концепції відображені в довідниках сталь, ваговий вміст нікелю в якій складає менше промислових нормативів, наскільки нам відомо, 9%, і які мають меншу МІЦНІСТЬ на розтягування обробка, зберігання, транспортування ЗПГ при понад 830МПа (120кфн-с /кв д абс)), і ТППРК, метисках, що значно перевищують атмосферне, і ншу, приблизно, -73°С (-100°F), температурах, що суттєво перевищують -162°С (260°F), на цей час в промислових масштабах не (3) вивізний термінал, проводиться Причина, скоріш за все втому, що до a) що включає в себе резервуари зберігання цього часу ніхто не замислювався про економічну для зберігання ЗПГТ і апаратуру для переправки систему обробки, зберігання та транспортування ЗПГТ в транспортувальні резервуари зберігання, ЗПГ при таких тисках і температурах які знаходяться на борту транспортувального судна, або, як варіант, Тому, мета цього винаходу складається, особливо, в тому, щоб дати удосконалену, економічну b) що складається, головним чином, з апарасистему для обробки, зберігання та транспортутури для переправки ЗПГТ в транспортувальні вання ЗПГ при тисках і температурах, суттєво збірезервуари зберігання, які знаходяться на борту льшених в порівнянні з загальноприйнятими систранспортувального судна, темами ЗПГ (4) транспортувальні суда, що включають в себе транспортувальні резервуари зберігання, для У ВІДПОВІДНОСТІ з вище означеною метою цього транспортування ЗПГТ до ввізного терміналу, і, як винаходу, передбачений резервуар для зберігання варіант, такі, що включають в себе бортове випазрідженого природного газу під тиском (ЗПГТ) при рювальне обладнання для перетворення ЗПГТ в тиску, що знаходитьсяв широкому діапазоні, пригаз, близно, від 1035кПа (150фн-с /кв д абс) до 7590кПа (1100фн-с /кв д абс) і при температурі, і (5) ввізний термінал, що знаходиться в широкому діапазоні, приблизно, a) що включає в себе ВВІЗНІ резервуари зберівід -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F), при цьому гання (в якому ВВІЗНІ резервуари зберігання встазгаданий резервуар виготовлений з матеріалів, які новлені на суші, на плавучій основі або на стаціомістять в собі надміцну низьколеговану сталь, ванарній прибережній споруді), апарату для говий вміст нікелю в якій складає менше 9%, і які переправки ЗПГТ з транспортувальних резервуамають достатні межі МІЦНОСТІ І В'ЯЗКОСТІ на злам, рів зберігання до ввізних резервуарів зберігання і щоб містити згаданий зріджений природний газ під апаратуру для випарювання ЗПГТ з метою достатиском Сталь має надвисоку МІЦНІСТЬ, наприклад, вки до трубопроводів або, як варіант, межа МІЦНОСТІ на розтягування (згідно наведеному b) який складається, головним чином, з ввізної нижче означенню) вище 830МПа (120кфн-с /кв д), апаратури ( в якому ввізна апаратура встановлена і ТППРК (згідно наведеному нижче означенню), на суші, на плавучій основі або на стаціонарній меншу, приблизно -73°С (-100°F) Для мінімізації прибережній споруді), яка включає в себе випарне вартості переважно, щоб ваговий вміст нікелю в обладнання, для прийому ЗПГТ з транспортувальсталі був меншим, приблизно 5% Крім того, пених резервуарів зберігання і для перетворення редбачена система для обробки і транспортування ЗПГТ в газ і доставки газу до трубопроводів або ЗПГТ Система, що відповідає цьому винаходу, апаратури для використання, або, як варіант, виробляє ЗПГТ при тисках, що знаходяться в ши(с) який складається, головним чином, з апарокому діапазоні, приблизно від 1035кПа (150фн-с ратури для переправки газу, перетвореного з /кв д абс) до 7590кПа (1100фн-с /кв д абс) і при ЗПГТ за допомогою бортового випарного обладтемпературі, що знаходиться в широкому діапазонання, до трубопроводів або апаратури для виконі, приблизно, від -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F), ристання в доці або через сполучення в швартові використовує резервуари, які відповідають цьому них бочках, наприклад, одноякірну швартовку винаходу, для зберігання і транспортування ЗПГТ (ОЯШ) Цей винахід передбачає систему для обробки Переваги цього винаходу можна краще зрозуприродного газу з метою виробництва ЗПГТ для міти з посиланням на нижчеподаний докладний зберігання ЗПГТ і для транспортування ЗПГТ до опис і креслення, що додаються, я яких дках, -68°С (-90°F) і при тисках, щонайменше, на 345кПа (50фн-с/кв д абс) вище тиску газу, ВІДПОВІДНОГО ТОЧЦІ початку кипіння при робочих температурах, з використанням резервуарів, що виготовлені з таких матеріалів, як 1- або 2-відсоткова нікелева сталь, яка піддана загартуванню і відпуску для забезпечення максимальної межі МІЦНОСТІ на розтягування, що досягає 120000фн/с кв д, і (4) статтю Ч П Беннета (С Р Bennet) "Морське транспортування ЗПГ при проміжній температурі" ("Marine Transportation of ZNG at Intermediate Temperature"), CME, березень 1979 p , в якій розглянуто конкретне дослідження транспортування ЗПГ при тиску 3,1 МПа (450фн-с/кв д) і температурі 100°С (-140°F) з використання цистерни для зберігання, яка виготовлена з сталі з 9% Ni або загартованої і відпущеної сталі з УА% Ni, стінки якої завтовшки QVi дюйма 12 11 53717 Фіг 1 (рівень техніки) являє собою схему ілюсдля зберігання зрідженого природного газу під тративної станції для обробки загальноприйнятого тиском, притиску, приблизно, від 1725кПа (250фнЗПГ, с/кв д абс) до 4830кПа (700фн-с/кв д абс) і при температурі, приблизно, від -112°С (-170°F) до Фіг 2 являє собою схему ілюстративної станції 79°С (-110°F) в якому згаданий резервуар (1) вигодля обробки ЗПГТ, згідно цьому винаходу товлений з матеріалів, які містять в собі зверхміцФіг ЗА ЯВЛЯЄ собою вигляд з торця ілюстратину низьколеговану сталь, ваговий вміст нікелю в вного корабля для транспортування ЗПГТ, згідно яких складає менше 9% і (2) має межу МІЦНОСТІ та цьому винаходу, в'язкість на злам достатню, щоб містити згаданий ФігЗБ являє собою вигляд збоку ілюстративзріджений природний газ підтиском ного корабля для транспортування ЗПГТ, згідно цьому винаходу, Переважно, щоб надміцні низьколеговані стаФігЗВ являє собою вигляд зверху ілюстративлі, які використовуються для виготовлення резерного корабля для транспортування ЗПГТ, згідно вуарів, що відповідають цьому винаходу, містили цьому винаходу, малу КІЛЬКІСТЬ дороговартісних легуючих елементів, наприклад, нікелю Переважно, щоб ваговий Фіг 4А ЯВЛЯЄ собою вигляд з торця ілюстративміст нікелю складав менше 9%, ще переважніше вного корабля для транспортування ЗПГТ, згідно менше, приблизно, 7%, і ще переважніше - менше, цьому винаходу, який має бортовий випарник приблизно, 5% Більш переважно, щоб такі сталі ЗПГТ, містили мінімальну КІЛЬКІСТЬ нікелю, потрібну для Фіг4Б являє собою вигляд збоку ілюстративзабезпечення необхідної в'язкості на злам Переного корабля для транспортування ЗПГТ, згідно важно, щоб ваговий вміст нікелю в таких надміццьому винаходу, який має бортовий випарник них низьколегованих сталях складав менше, приЗПГТ, близно, 3%, більш переважно - менше, приблизно, Фіг4В являє собою вигляд зверху ілюстратив2%, і ще більш переважно - менше, приблизно 1% ного корабля для транспортування ЗПГТ, згідно цьому винаходу, який має бортовий випарник Переважно, щоб такі сталі були зварюваними ЗПГТ, Завдяки застосуванню цих надміцних низьколегованих сталей, виготовлення резервуарів для Фіг5А являє собою графік критичної глибини транспортування ЗПГТ вимагає суттєво більш нитріщини для даної довжини тріщини як функцію зьких затрат, в розрахунку на фунт сталі, ніж вимаРВТ (розкриття у вершині тріщини), який виражає гається при доступних в наш час альтернативах в'язкість на злам і залишкової напруги використанням алюмінію або промислової нікелеФіг5Б ілюструє геометрію (довжину та глибивої сталі (з 9%-вим ваговим вмістом нікелю) Пену) тріщини реважно, щоб сталь, яка використовується для Хоча винахід буде описаний ВІДПОВІДНО ДО ЦИХ виготовлення резервуарів зберігання, що відповіпереважних варіантів реалізації, слід пам'ятати, дає цьому винаходу, не піддавалась відпуску що винахід не обмежується ними Навпаки, припуПроте, при виготовленні резервуарів зберігання, скається, що винахід охоплює всі альтернативи, що відповідають цьому винаходу, можна викорисмодифікації та еквіваленти, які можуть бути вклютовувати і відпущену сталь, якщо вона має необчені в сутність і об'єм винаходу, визначені формухідну межу МІЦНОСТІ та в'язкість на злам лою винаходу, що додається Резервуари зберігання ЗПГТ Основним елементом станції ЗПГТ і транспортних суден, які відповідають цьому винаходу, є резервуари зберігання, що призначені для зберігання і транспортування ЗПГТ, який видобувається при тиску, що знаходиться в широкому діапазоні, приблизно від 1035кПа (150фн-с/кв д абс) до 7590кПа (1100 фн-с/кв д абс) і при температурі, що знаходиться в широкому діапазоні, приблизно, від -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F) Резервуари для зберігання ЗПГТ виготовляються з матеріалів, які містять в собі надміцну низьколеговану сталь, яка має достатню межу МІЦНОСТІ та в'язкість на злам для умов експлуатації системи ЗПГТ, яка відповідає цьому винаходу, включаючи тиски і температури Сталь має межу МІЦНОСТІ на розтягування, що перевищує 830МПа (120кфн-с/кв д), переважно, понад, приблизно, 860МПа (125кфн-с/кв д), і, ще переважніше, понад, приблизно, 900МПа (130кфн-с/кв д) В деяких варіантах застосування краще надати перевагу використанню сталі, яка має межу МІЦНОСТІ на розтягування, понад, приблизно, 900МПа (130кфн-с/кв д), або понад, приблизно, 965МПа (140кфн-с/кв д), або понад, приблизно, 10ООМПа (145кфн-с/кв д) Переважно також, щоб ТППРК сталі була нижче, приблизно, 73°С (-100°F) Крім того передбачено резервуар Як відомо спеціалістам в даній галузі, при проектуванні резервуарів зберігання для транспортування текучих середовищ під тиском, при кріогенних температурах, наприклад, ЗПГТ, для оцінки в'язкості на злам і контролю зламу можна використати випробування Шарлі з допомогою Vобразного надрізу (V-HLU), зокрема за допомогою використання температури переходу від пластичного руйнування до крихкого (ТППРК) ТППРК розмежовує два режими зламу в конструкційних сталях При температурах нижче ТППРК, від'ємний результат випробування за Шарлі з допомогою Vобразного надрізу зумовлений в основному низькоенерпйним (крихким) зламом по площині спайності, тоді як при температурах вище ТППРК, від'ємний результат обумовлений, в основному високоенерпйним пластичним зламом Резервуари зберігання та транспортування вироблені із зварених сталей для вищезгаданих варіантів застосування при кріогенних температурах і для інших варіантів експлуатації під навантаженням при кріогенних температурах, щоб уникнути крихкого зламу, повинні мати ТППРК визначені випробуванням за Шарлі з допомогою V-образного надрізу, значно менші температури експлуатації конструкції В залежності від проекту, умов експлуатації і/або вимог, що накладає асоціація, 14 13 53717 яка встановлює класифікацію, що застосовується, наявність поверхневої тріщини довжиною 100мм необхідний температурний зсув ТППРК може (4 дюйми), наприклад, осьова тріщина в прямоліскладати від 5°С до 30°С (від 9°F до 54°F) в бік нійному зварному шві Згідно фіг5А, графік 300 зниження від температури експлуатації зображує значення критичної глибини тріщини як функцію РВТ, що виражає в'язкість на злам, і заЯк відомо спеціалістам в даній галузі, умови лишкової напруги для рівнів залишкових напруг, експлуатації, що беруться до уваги при проектуякі складають 15, 50 і 100 ВІДСОТКІВ ВІД межі текуванні резервуарів зберігання із звареної сталі, які чості Залишкові напруги можуть витікати при випризначені для транспортування кріогенних текуготовленні та зварюванні, і РД 6493 рекомендує чих середовищ під тиском, поза інше, містять в використовувати значення залишкової напруги, собі робочий тиск і температуру, а також додаткові яка складає 100% від межі текучості в зварних напруги, які, найбільш вірогідно існують в сталі та швах (включаючи ЗТВ зварного шву), якщо тільки зварних вузлах (див глосарій) зварні шви не піддаються зняттю напруги з викоДля визначення в'язкості на злам сталі та зваристанням таких методик як післязварювальні терних вузлів можна використовувати стандартні рмічні обробки (ПЗТО) або механічного зняття напараметри механіки зламу, ВІДОМІ спеціалістам в пруги даній галузі, наприклад, (1) коефіцієнт інтенсивності критичної напруги (Кік), який є мірою в'язкості На підставі РВТ, в'язкість на злам сталі посуна злам при плоскій деформації, і (2) розкриття у дини високого тиску при мінімальній температурі вершині тріщини (РВТ) яке можна використати як експлуатації, виготовлення посудини можна регуміру в'язкості на пружнопластичний злам Технічні лювати з метою зниження залишкових напруг, і норми і правила, які звичайно застосовуються при для виявлення та вимірювання тріщин, з метою проектуванні стальних конструкцій, наприклад, що порівняння з критичним розміром тріщини, можна представлені в публікації Британського Інституту застосовувати програму обстеження (як для первістандартів (БУСт) "Посібник по способам оцінки сного обстеження, так і для обстеження в ході експрийнятності тріщин в конструкціях, зварених плаплуатації) В цьому прикладі, якщо сталь має в'язвленням", яку часто іменують "РД 64931991", можкість, що виражена в РВТ рівному 0,025мм при на використовувати для визначення максимальних мінімальній температурі експлуатації (яку вимірюрозмірів тріщин, які можна припустити для резерється з використанням лабораторних зразків), і вуарів виходячи з в'язкості на злам сталі або зварзалишкові напруги знижені до 15 ВІДСОТКІВ ВІД межі них вузлів (які включають в себе ЗТВ) і напруг, що текучості сталі, то значення критичної глибини існують в резервуарі Спеціалісті в даній галузі тріщини складає біля 4мм (див точку 320 на фіг розробили програму контролю зламу, щоб пом'як5А) шити зародження зламу за допомогою (1) належЗастосовуючи аналогічні процедури розрахунного проектування резервуару для мінімізації наку, які добре ВІДОМІ спеціалістам в даній галузі, пруг, що існують, (2) належного контролю якості можна визначити критичну глибину тріщини для виготовлення для мінімізації дефектів, (3) належтієї чи іншої довжини тріщини, а також для тієї чи ного контролю навантажень та тисків, що приклаіншої геометрії тріщини Використовуючи цю інфодаються, до резервуару, на протязі строку його рмацію, можна розробити програму контролю якослужби, і (5) належної програми обстеження для сті та програму обстеження (методики, розміри надійного виявлення тріщин і дефектів у резервутріщин, що виявляються, частота), щоб гарантуваарі Переважна філософія проектування системи, ти, що тріщини виявляються і усуваються до того, що відповідає цьому винаходу, іменується "витік як досягнуть критичної глибини тріщини або до перед руйнуванням", що відомо спеціалістам в застосування навантажень, що проектуються На даній галузі Ці міркування звичайно іменуються підставі опублікованих емпіричних кореляцій між "відомими принципами механіки зламу" V-HLU, Кік І РВП, ЩО характеризує в'язкість на злам, можна бачити що в'язкість, РВК, рівне Нижче наведено необмежувальний приклад 0,025мм, в цілому, корелює із значенням V-HLU застосування цих відомих принципів механіки злабіля 37Дж Цей приклад передбачає не будь-яким му в процедурі розрахунку критичної глибини трічином обмежувати цей винахід Резервуари зберіщини при даній довжині тріщини для використання гання переважно створювати з окремих листів в програмі контролю зламу, щоб попереджувати надміцної низьколегованої сталі Переважно, щоб зародження зламу в посудині високого тиску, насполучення, включаючи зварні сполучення резерприклад в резервуарі зберігання, що відповідає вуарів зберігання, мали такі ж межі МІЦНОСТІ І В'ЯЗцьому винаходу КІСТЬ на злам, що й листи з найміцної низьколегоФіг 5 ілюструє тріщину, довжина якої позначаваної сталі В деяких випадках на ділянках ється як 310 РД 6493 використовується для розрезервуара, де спостерігаються більш низькі нарахунку значень для графіку 300 критичного розпруги, припустима відсутність збігу меж МІЦНОСТІ, міру тріщини, зображеного на фіг5А, на підставі приблизно, від 5% до 10% Сполучення з переванаступних проектних умов жними властивостями можна робити з застосуванДіаметр посудини 4,57м (15ф) ням будь-яких методик сполучення, здатних заТовщина стінок побезпечити необхідне співвідношення між межею судини 25,4мм (1 ООд) МІЦНОСТІ та в'язкості при низьких температурах В Тиск, що проектуєтьрозділі "Приклади" описані ілюстративні методики ся 3445кПа (500фн-с/кв д) сполучення Особливо переважні методики сполуПрипустима окружна чення включають в себе газоелектричне зварюнапруга ЗЗЗМПа (48,3кфн-с/кв д) вання металевим електродом (ГЕЗМЕ) і дугове Стосовно до даного прикладу, припускається 16 15 53717 зварювання вольфрамовим електродом у середоможна успішно використовувати стандартне облавищі інертного газу (ДЗВЕСІГ) Для повних умов днання зрідженого природного газу, деякі етапи, експлуатації (які описані в розділі "Приклади") монеобхідні в загальноприйнятій станції ЗПГ, можна жна використати дугове зварювання під флюсом виключити, і для охолодження природного газу (ДЗФ), електронно-променеве зварювання (ЕПЗ) і треба значно менше енергії Таким чином, в прозварювання лазерним променем (ЗЛП) цесі ЗПГТ природний газ, який в загальноприйнятому процесі ЗПГ витрачався б на вироблення Станція ЗПГТ енергії, можна перетворювати в ЗПГТ, придатний Вищеописані резервуари зберігання дають для продажу Згідно фіг 2, етапи роботи ЗПГТ пеможливість здійснити засіб обробки ЗПГТ, який реважно, включають в себе (1) апаратуру 10 привідповідає цьому винаходу, згідно якому ЗПГТ вийому природного газу для видалення рідких вуглеробляють при тиску, що знаходиться в широкому воднів, (2) сушильну апаратуру 12 і (3) апаратуру діапазоні, приблизно, від 1035кПа (150фн-с/кв д зрідження 14 Для виробництва холодоагенту та абс) до 7590кПа (1100фн-с/квд абс) і при темпеживлення, що використовується в апаратурі зрідратурі, що знаходиться в широкому діапазоні, приження 14, можна використовувати розширюючу близно, від -123°С (-190°F) до -62°С (-80°F) Вироустановку 16 і фракціонуючий ланцюжок 18 Альбляти і транспортувати ЗПГТ переважно під тернативно, холодоагенти, які необхідні для зрідтиском, який знаходиться в діапазоні, приблизно ження 14, можуть частково, або повністю, надховід 1725кПа (250фн-с/кв д абс) до 7590кПа дити з якогось іншого джерела Для досягнення (1100фн-с/квд абс) і при температурі, яка знахопотрібної низької температури ЗПГТ, можна викодиться в діапазоні, приблизно, від -112°С (-170°F) ристовувати загальновідомі процеси охолодження до -62°С (-80°F) Більш переважно виробляти і Такі процеси можуть включати в себе, наприклад, транспортувати ЗПГТ під тиском в діапазоні, прицикли охолодження з однокомпонентним холодоаблизно, від 2415кПа (350фн-с/кв д абс) до 4830кПа гентом, з багатокомпонентним холодоагентом, (700фн-с/кв д абс) і при температурі, приблизно, каскадний цикл охолодження або сполучення цих від -101 °С (-150°F) до -79°С (-110°F) Ще більш циклів Крім того в процесі охолодження можна переважно, щоб нижні межі діапазонів тиску і темвикористовувати розширюючи турбіни Значне ператури для ЗПГТ складали 2769кПа (400фнзниження потужності, необхідної для охолодження с/кв д абс) і біля -96°С (-140°F) В межах переважв станції ЗПГТ, що відповідає цьому винаходу, в них діапазонів ідеальні комбінації температури і порівнянні з загальноприйнятою станцією ЗПГТ, тиску залежать від складу зрідженого природного призводить до значного зниження капітальних вигазу і від економічних міркувань Спеціаліст в даній трат, ВІДПОВІДНО, до зниження експлуатаційних галузі може визначити вплив параметрів складу, витрат і збільшенню ефективності та надійності, звернувшись до ДОВІДНИКІВ промислових норматищо обумовлює збільшення економічності виробвів і/або зробивши обчислення рівноважної точки ництва зрідженого природного газу утворення першої бульбашки Крім того, спеціаліст в даній галузі може визначити і проаналізувати На станції для виробництва ЗПГТ, згідно цьовплив різних економічних міркувань, звернувшись му винаходу, процес відрізняється від загальнодо ДОВІДНИКІВ промислових нормативів Наприприйнятого процесу ЗПГТ таким чином клад, одне економічне міркування полягає в тому, Згідно фіг 2, оскільки температури зрідження що чим нижче температура ЗПГТ, тим більше пона станції ЗПГТ 8 (фіг 2) вище, ніж на загальнотужність потрібна для охолодження, проте, зниприйнятій станції ЗПГ 50 (фиг 1) (яка виробляє заження температури при підвищенні тиску ЗПГТ гальноприйнятий ЗПГ при температурі біля -162°С також призводить до зростання ЩІЛЬНОСТІ ЗПГТ, а (-260°F) і при атмосферному тиску), обладнання ВІДПОВІДНО, до зменшення об'єму, що підлягає 52 очищення газу (фиг 1) для видалення замерзатранспортуванню 3 підвищенням температури ючих, наприклад, двоокису вуглецю, п-пентану ЗПГТ при збільшенні тиску для резервуарів зберіплюс і бензолу яке необхідне, в загальноприйнягання та транспортування треба більш сталі, але тий станції ЗПГ 50, звичайно не вимагається для при цьому знижуються витрати на охолодження, і станції ЗПГТ 8, оскільки ці природні компоненті не зростає ефективність станції повинні замерзати, і тому не повинні викликати проблеми закупорки обладнання станції ЗПГТ чеВ нижченаведеному описі основний наголос рез більш високі робочі температури Якщо в приробиться на ВІДМІННОСТІ в економічній слушності родному газі, що обробляється на станції ЗПГТ 8, системи, що відповідає цьому винаходу, в порівміститься аномально висока КІЛЬКІСТЬ двоокису нянні з загальноприйнятою системою обробки вуглецю, сполук сірки, n-пентана плюс або бензоЗПГ На фіг 2 зображена схема ілюстративної сталу, то при необхідності, для їх видалення можна нції для обробки ЗПГТ, згідно цьому винаходу Для додати обладнання очищення Крім того, на загапорівняння, на фіг 1 зображена схема ілюстративльноприйнятій станцій ЗПГ 50 потрібно видаляти ної станції для обробки загальноприйнятого ЗПГ азот (з допомогою апаратури 54 усунення азоту) Згідно фіг1, ілюстративна станція для обробки оскільки азот не залишається в рідкій фазі при загальноприйнятого ЗПГ включає в себе обладтранспортуванні загальноприйнятого ЗПГТ, який нання 62 прийому газу, що подається, обладнання знаходиться при атмосферному тиску На станції 52 очищення газу, обладнання 56 просушЗПГТ 8, не вимагається видаляти помірні КІЛЬКОСТІ ки/видалення ртуті, обладнання 63 охолодження, азоту у вхідному газі, оскільки при робочих тисках і обладнання 64 промиванню газу, що подається, температурах процесу ЗПГТ азот залишається в обладнання 65 фракціонування, обладнання 66 рідкій фазі разом із зрідженими вуглеводнями зрідження і обладнання 54 усунення газу Хоча на Крім того, на загальноприйнятій станції ЗПГ 50 станції обробки, що відповідає цьому винаходу, 18 17 53717 видаляється ртуть (з допомогою обладнання 56 шляхом випарювання ЗПГ 3 використанням цього видалення ртуті) Оскільки станція ЗПГТ 8 працює винаходу, компанія може отримати надлишок припри значно більш високих температурах, ніж загародного газу для розподілення між споживачами льноприйнята станція ЗПГ 50, і, ВІДПОВІДНО при на протязі періодів пікового попиту шляхом випавиготовленні резервуарів, труб та іншого обладрювання ЗПГТ Використання ЗПГТ замість ЗПГ на нання станції ЗПГТ 8 немає необхідності викорисстанціях згладжування пікового споживання може товувати алюміній, на станції ЗПГТ 8 звичайно не виявлятися більш економічним вимагається обладнання видалення ртуті МожлиСуда для транспортування ЗПГТ вість виключення обладнання, необхідного для Суда для транспортування ЗПГТ, що відповіочищення газу, усунення азоту і видалення ртуті, дають цьому винаходу, містять резервуари зберіколи дозволяє склад природного газу, забезпечує гання, виготовлені з надміцних низьколегованих значні технічні та економічні переваги сталей, які описані вище Суда для транспортування ЗПГТ є, переважно, морськими судами, наПри переважних робочих тисках і температуприклад, кораблями, які прямують через водний рах, які відповідають цьому винаходу, в найбільш простір від вивізного терміналу ЗПГТ до ввізного холодних робочих областях станції ЗПГТ 8 можна терміналу ЗПГТ ЩІЛЬНІСТЬ продукту ЗПГТ менше використовувати труби і апаратуру, виготовлену з ЩІЛЬНОСТІ загальноприйнятого ЗПГ Звичайно сталі з ваговим вмістом нікеля біля 3%, тоді як в ЩІЛЬНІСТЬ продукту ЗПГТ складає біля 75% (або тому ж обладнанні загальноприйнятої станції ЗПГ менше) ЩІЛЬНОСТІ загальноприйнятого ЗПГ Таким 50 звичайно потрібна більш дорога сталь, з вагочином, для системи, яка відповідає цьому винаховим вмістом нікелю 9% Це забезпечую ще одне ду, необхідний флот кораблів з загальною водозначне зниження вартості станції ЗПГТ 8 в порівтоннажністю, яка складає 125% або більше водонянні з загальноприйнятою станцією ЗПГ При витоннажності флоту для загальноприйнятого готовленні труб і супутніх деталей (наприклад, проекту транспортування загальноприйнятого фланців, клапанів і фітингів), посудин високого ЩПГ, щоб перевозити більшу КІЛЬКІСТЬ продукції тиску та іншого обладнання станції ЗПГТ 8, для від більш ефективної станції, а також в разі збільзабезпечення додаткової економічної користі над шень(стр 36) через більш низку ЩІЛЬНІСТЬ На загальноприйнятою станцією ЗПГ, краще викорисфіг ЗА, ЗБ і ЗВ зображений ілюстративний коратовувати ВИСОКОМІЦНІ низьколеговані сталі, які мабель великої водотоннажності, призначений для ють достатні межі МІЦНОСТІ та в'язкості на злам перевозки ЗПГТ Цей ілюстративний корабель Згідно фіг1, ЗПГ, вироблений на загальноЗПГТ ЗО вміщає сорок ВІСІМ резервуарів зберігання прийнятій станції ЗПГ 50, зберігається в одному 32 циліндричної форми з напівсферичними або або кільках резервуарах зберігання 51, які знахоеліпсоїдальними кінцями Резервуари можуть тадяться поблизу вивізного терміналу Згідно фіг 2, кож мати сферичну форму КІЛЬКІСТЬ І розміри реЗПГТ, вироблений на станції ЗПГТ 8, може зберізервуарів залежать від фактичної межі МІЦНОСТІ на гатися в одному або кільках контейнерах зберіганрозтягування надміцної низьколегованої сталі, ня 9, виготовлених з надміцної низьколегованої товщини стінок резервуарів і тиску, який проектусталі, що відповідає цьому винаходу, які знахоється, що відомо спеціалістам в даній галузі дяться поблизу вивізного терміналу Згідно іншому варіанту реалізації цього винаходу, ЗПГТ, що виКораблі ЗПГТ, згідно ОЦІНЦІ, коштують менше, роблений на станції ЗПГТ 8, можна переправляти ніж кораблі загальноприйнятого ЗПГ, і мають знав один або декілька транспортувальних резервуачно більшу водотоннажність, ніж найбільші корабрів зберігання 9, виготовлених з надміцної низьколі, які перевозять в наш час загальноприйнятий легованої сталі, яка відповідає цьому винаходу, ЗПГ Згідно переважному варіанту реалізації цього що знаходяться на судні для транспортування винаходу, резервуари містять ЗПГТ при темпераЗПГТ, яке додатково описано нижче турах, приблизно, від -101 °С (-150°F)flo -79°C(110°F) і для цього вимагається певного виду ІЗОЗгідно цьому винаходу, станцію ЗПГТ можна ЛЯЦІЯ Можна використовувати промислові ІЗОЛЯвикористовувати як станцію згладжування пікового ЦІЙНІ матеріали, комерційно доступні в наш час, з споживання, щоб дозволити зберігати природний добрими низькотемпературними ІЗОЛЯЦІЙНИМИ газ як ЗПГТ Наприклад, ввізний термінал загальвластивостями Конструкція корабля ЗПГТ забезноприйнятого ЗПГ приймає ЗПГ з корабля, зберіпечує різноманітність можливостей, яка дозволяє гає ЗПГ і випаровує ЗПГ для доставки в газорозвідповідати потребам споживачів при мінімальних подільчу систему ЗПГ, що зберігається, по мірі витратах, більш детально описано нижче при рознагрівання виробляє пару ("випари") Звичайно гляді ввізних терміналів Можна спроектувати ковипар витягають з резервуара зберігання ЗПГ і рабель тієї чи іншої водотоннажності, додаючи або доставляють на газорозподільчу систему спільно з усуваючи резервуари ЗПГТ Можна спроектувати випареним ЗПГ На протязі періодів низького покорабель розрахований на завантаження/ розванпиту на газ, випари можуть перевищувати об'єм таження ЗПГТ на протязі короткого проміжку часу парів, що необхідні для доставки в газорозподіль(звичайно 12 годин) або на завантаженчу систему В таких випадках випари, звичайно ня/розвантаження з більш низкою швидкістю, яка повторно зріджують і зберігають як ЗПГ, поки вони не перевищує продуктивність станції, якщо спожине знадобляться на протязі періодів високого повач бажає звести до мінімуму ВВІЗНІ витрати, то питу на газ В іншому прикладі, компанія, яка поможна спроектувати корабель ЗПГТ, який включає ставляє газ споживачам для домашнього або пров себе бортове випарювальне обладнання, щоб мислового обігрівання, звичайно отримує доставляти газ безпосередньо споживачу, що зонадлишок природного газу для розподілу між спображено на фіг4А, 4Б і 4В Ілюстративний кораживачами на протязі періодів пікового попиту, 20 19 53717 бель ЗПГТ 40 вміщує сорок чотири резервуари терміналів зберігання 42 і бортове випарювальне обладнання Приклад резервуарів зберігання ЗПГТ 44 Як обговорювалось вище, резервуари для Корабель ЗПГТ має низку переваг перед коразберігання і транспортування ЗПГТ, згідно цьому блем загальноприйнятого ЗПГТ Серед цих перевинаходу, краще виготовляти з листів надміцної ваг - значно більша водотоннажність, більш низька низьколегованої сталі з ваговим вмістом нікелю вартість, можливість легше пристосовувати водоменше 9%, яка має межу МІЦНОСТІ на розтягування тоннажність до потреб споживача, і можливість вище 830МПа (120кфн-с/кв д) Будь-яку подібну доставляти ЗПГТ в рідкому вигляді або випарюванадміцну низьколеговану сталь, що має достатню ти ЗПГТ на борту в газ для доставки, більш низькі в'язкість ДЛЯ утримання ЗПГТ в умовах експлуатавитрати на перекачку, оскільки ЗПГТ знаходиться ції, згідно відомим принципам механіки зламу, які під більш високим тиском (приблизно від 2415кПа були з'ясовані вище, можна використовувати для (350фн-с/кв д абс) до 4830кПа (фн-с/кв д абс в виготовлення резервуарів для зберігання і транспереважних умовах) в порівнянні з атмосферним портування ЗПГТ, що відповідають цьому винахотиском (біля ЮОкПа (14,7фн-с/кв д абс)) для загаду Краще, щоб ТППРК такої сталі була нижче, льноприйнятого ЗПГ, і більш короткий час побудоприблизно -73°С (-100°F) ви, оскільки резервуари зберігання і супутні труби Попередні досягнення в технології виробництзаздалегідь виготовлені та ПІДНЯТІ на місце, що ва сталі дають можливість виробляти нові надміцмінімізує витрати праці на борту корабля ні низьколеговані сталі, які мають найкращу в'язкість при кріогенних температурах Наприклад, у Ввізний та вивізний термінали ЗПГТ трьох патентах США, що видані Ку (Коо) та ін , Вивізний термінал ЗПГТ може включати в себе №№ 5,531,842, 5,545,269 і 5,545,270, описані нові док, цистерни для зберігання та вантажні насоси сталі та способи обробки цих сталей для виготовВвізний термінал ЗПГТ може включати в себе док, лення стальних листів з межами МІЦНОСТІ на розтяцистерни зберігання, вантажні насоси та випарюгування, біля 830МПа (120кфн-с/кв д), 965МПа вальне обладнання Краще, щоб резервуари збе(140кфн-с/кв д) і вище Сталі та способи обробки, рігання ЗПГТ на вивізному терміналі та на ввізнощо описані тут, були удосконалені та модифіковані му терміналі були виготовлені з надміцних для забезпечення ХІМІЧНОГО складу і сполученні з низьколегованих сталей, які мають межу МІЦНОСТІ обробкою сталі для виробництва надміцних низьта в'язкість на злам, достатні для умов експлуатаколегованих сталей, які мають найкращу в'язкість ції системи ЗПГТ, що відповідає цьому винаходу, при кріогенних температурах як в основній сталі, які включають в себе тиски і температури так і в зоні термічного впливу (ЗТВ) у випадку зваАльтернативно, цистерни для зберігання морювання Ці надміцні низьколеговані сталі також жуть бути відсутніми на вивізному терміналі ЗПГТ мають покращену в'язкість в порівнянні з стандарі/або на ввізному терміналі ЗПГТ В системі ЗПГТ, тними комерційно доступними надміцними низьков якій не передбачені цистерни для зберігання на легованими сталями Поліпшені сталі описані в вивізному терміналі, вироблений ЗПГТ переправтимчасовій заявці на патент США, що знаходиться ляється безпосередньо від станції ЗПГТ в трансна розгляді, під назвою "Надміцні сталі з найкрапортувальні посудини зберігання, які знаходяться щою в'язкістю при кріогенних температурах" на борту судна для транспортування ЗПГТ В сис(Ultrahigh strenght steeles with excellent cryogenic темі ЗПГТ, в якій не передбачені цистерни зберіtemperature toughness"), яка має дату пріоритету гання на ввізному терміналі, ввізний термінал 19 грудня 1997 р, і позначена Відомством по патескладається, в основному, з випарювального обнтам і торговим знакам США (USPTO) як заявка ладнання, або, альтернативно, на борту кожного номер 60/068194, в тимчасовій заявці на патент транспортувального судна у флоті ЗПГТ є стандаСША, що знаходиться на розгляді під назвою ртне випарювальне обладнання для безпосеред"Надміцні сталі з найкращою в'язкістю при кріогеннього перетворення ЗПГТ в магістральний газ В них температурах" ("Ultrahigh strenght steeles with разі, коли резервуарів зберігання немає ні на ввізexcellent cryogenic temperature toughness"), яка має ному терміналі ЗПГТ, ні на вивізному терміналі дату пріоритету 19 грудня 1997 р, і позначена ЗПГТ, до флоту суден для транспортування ЗПГТ (USPTO) як заявка номер 60/068252, і в тимчасовій вище тієї КІЛЬКОСТІ, яка звичайно вимагається для заявці на патент США, що знаходиться на розгляді транспортування і доставки ЗПГТ до ринку з викопід назвою "Надміцні двофазні сталі з найкращою ристанням вивізного та ввізного терміналів, додав'язкістю при кріогенних температурах" ("Ultrahigh ють, наприклад, два судна для транспортування strenght dual phase steels with excellent cryogenic ЗПГТ Таким чином, поки ІНШІ суда для транспорtemperature toughness"), яка має дату пріоритету тування ЗПГТ знаходяться в дорозі, одне з додат19 грудня 1997 р, і позначена USPTO як заявка кових суден для транспортування ЗПГТ пришварномер 60/068816 (сумісно, «Патентні заявки по товане на вивізному терміналі, заповнюючись, або сталі") зберігаючи ЗПГТ, а друге додаткове судно для транспортування ЗПГТ пришвартоване на ввізному терміналі для доставки ЗПГТ безпосередньо на ринок У разі наявності випарників на транспортувальних судах, така швартовка може бути прибережною, наприклад, одноякірною швартовкою (ОЯШ) Ці альтернативи мають економічні переваги над загальноприйнятими системами ЗПГТ і можуть суттєво знизити вартість вивізного та ввізного Нові сталі, описані в "Патентних заявках по сталі", і додатково описані в нижченаведених прикладах, особливо придатні для виготовлення резервуарів для зберігання і транспортування ЗПГТ, які відповідають цьому винаходу, тим, що сталі мають наступні характеристики, краще для стального листа товщиною біля 2,5см (1 дюйм) і більше (1) ТППРК нижче, приблизно, -73°С (-100°F), кра 22 21 53717 ще нижче, приблизно, -107°С (-160°F) в основній Для забезпечення належної в'язкості при темсталі і у ЗТВ звареного шва, (2) межа МІЦНОСТІ на пературах оточуючого середовища і кріогенних розтягування більше 830МПа (120кфн-с/кв д), температурах краще, щоб сталі, що відповідають краще, більше, приблизно 860МПа (125кфн-с/кв цьому першому прикладу сталі, мали мікрострукд) і найкраще, більше, приблизно, 900МПа туру, яка містить в якості домінуючих компонентів (130кфн-с/кв д), (3) виняткова зварюваність, (4) дрібнозернистий нижній бейніт відпуску, рейковий практично однорідні по товщині мікроструктура і дрібнозернистий мартенсит відпуску, або їх суміші властивості, і (5) поліпшена в'язкість в порівнянні з Переважно суттєво мінімізувати утворення компостандартними комерційно доступними надміцними нентів, що окрихчують, наприклад, верхнього бейнизьколегованими сталями Ще краще, щоб ці ніту, двійникованого мартенситу та мартенситусталі мали межу МІЦНОСТІ на розтягування більше, аустеніту Термін "в якості домінуючих компоненприблизно, 930МПа (135кфн-с/кв д) або більше, тів", який застосовується в першому прикладі сталі приблизно, 965МПа (140кфн-с/кв д) або більше, та в формулі винаходу, означає, що найменше, приблизно, ЮООМПа (145кфн-с/кв д) близько 50 ВІДСОТКІВ за об'ємом Більш переважно, щоб мікроструктура містила в собі дрібнозернисПерший приклад сталі тий нижній бейніт відпуску, дрібнозернистий рейЯк було описано вище, в тимчасовій заявці на ковий мартенсит відпуску, або їх суміші з ваговим патент США, що знаходиться на розгляді під навмістом, щонайменше, приблизно, від 60% до звою "Надміцні сталі з найкращою в'язкістю при 80% Ще більш переважно, щоб мікроструктура кріогенних температурах", яка має дату пріоритету містила в собі дрібнозернистий рейковий мартен19 грудня 1997 р , і позначена USPTO як заявка № сит відпуску, або їх суміші з ваговим вмістом, що60/068194, наведений опис сталей, придатних для найменше, близько 90% Найбільш переважно, використанні в цьому винаході Запропонований щоб мікроструктура містила в собі практично 100% спосіб виготовлення надміцного сталевого листа, дрібнозернистого рейкового мартенситу відпуску що має мікроструктуру, яка включає в себе як до мінуючі компоненти рейковий дрібнозернистий мартенсит відпуску, дрібнозернистий нижній бейніт відпуску або їх суміші, згідно якому спосіб включає в себе етапи (а) нагріву сталевого сляба до температури повторного нагріву, достатньо високої, щоб (1) практично гомогенізувати сталевий сляб, (2) розчинити практично всі карбіди і карбонітриди ніобію і ванадію в сталевому слябі та (3) утворити початкову дрібнозернисту аустенітну структуру в сталевому слябі, (в) обтиснення сталевого сляба з метою утворення сталевого листа за один або декілька проходів гарячої прокатки в першому температурному діапазоні, в якому відбувається рекристалізація аустеніту, (с) подальшого обтиснення сталевого листа за один або декілька проходів гарячої прокатки в другому температурному діапазоні, який знаходиться нижче, приблизно, температури Тнр і вище, приблизно, температури фазового перетворення Агз, (d) загартування сталевого листа при швидкості охолодження, приблизно, від 10°С у секунду до 40°С у секунду (18°F/c - 72°F/c) до температури припинення загартування, яка нижче, приблизно, температури фазового перетворення Мн плюс 200°С (360°F), (e) припинення загартування, і (f) відпуску сталевого листа при температурі відпуску, яка складає, приблизно, від 400°С (752°F) до температури фазового перетворення Ас-і, переважно, до, але не включаючи, температури фазового перетворення Ас-і, на протязі періоду часу, достатнього, щоб викликати осадження частинок, що зміцнюють, тобто частинок однієї або декількох речовин Е-мідь, М02С або карбіди і карбонітриди ніобію та ванадію Період часу достатній, щоб викликати осадження частинок, що зміцнюють, залежить, головним чином, від товщини сталевого листа, ХІМІЧНОГО складу сталевого листа і температури відпуску і може бути визначений спеціалістом в даній галузі (3 приводу визначення термінів в якості домінуючих компонентів, - частинки, що зміцнюють, температура Тнр, температури фазового перетворення Агз, Мн s Асі і М02С див глосарій) Сталевий сляб, оброблений у ВІДПОВІДНОСТІ З цим першим прикладом сталі, виготовлений звичайним способом, і згідно одному варіанту реалізації, містить в собі залізо та наступні легуючи елементи, переважні діапазони вагового вмісту яких указані в наступній таблиці 1 Таблиця 1 Легуючий елемент Вуглець (С) Марганець (Мп) Нікель (Ni) Мідь (Си) Молібден (Мо) Ніобій (Mb) Титан (Ті) АЛЮМІНІЙ (АІ) Азот (N) Діапазон ваг вмісту (%) 0,04 - 0,12, більш переважно, 0,04-0,07 0,15 - 2,5, більш переважно, 1,0-1,8 1,0 - 3,0, більш переважно, 1,5-2,5 0,1 - 1,5, більш переважно, 0,5-1,0 0,1 - 1,8, більш переважно, 0,2-0,5 0,02 -1,0, більш переважно, 0,03 - 0,05 0,008 - 0,03, більш переважно, 0,01 -0,02 0,001 - 0,05, більш переважно, 0,005-0,03 0,002 - 0,005, більш переважно, 0,002 - 0,003 Іноді в сталь додають ванадій з ваговим вмістом, переважно, до, приблизно, 0,10%, і більш переважно, приблизно, від 0,02% до 0,05% Іноді в сталь додають хром (Сг) з ваговим вмістом, переважно, до, приблизно, 1,0% і, більш переважно, приблизно від 0,2% до 0,6% Іноді в сталь додають кремній (Si) з ваговим вмістом, переважно до приблизно, 0,5%, більш переважно приблизно, від 0,01% до 0,5%, і ще переважно приблизно, від 0,05% до 0,1% Іноді в сталь додають бор (В) з ваговим вміс 24 23 53717 том, переважно, до, приблизно, 0,0020%, і більш Відпуск сталі в цьому діапазоні температур також переважно, приблизно, від 0,0006% до 0,0010% призводить до зниження напруг, які загартовують, що, в свою чергу, призводить до збільшення в'язПереважно, щоб ваговий вміст нікелю в сталі кості Хоча відпуск дає можливість підвищити в'язскладав, щонайменше, біля 1% Ваговий вміст кість сталі, він звичайно призводить до значної нікелю в сталі можна збільшити понад, приблизно, втрати МІЦНОСТІ Згідно даному винаходу, звичайна 3%, якщо це вимагається для покращення працевтрата МІЦНОСТІ внаслідок відпуску компенсується здатності після зварювання При кожному збільшляхом включення дисперсних частинок осаду, шенні вагового вмісту нікелю на 1% очікується що зміцнюють (фази, яка випала) Частинки, що зниження ТППРК сталі приблизно, на 10°С (18°F) зміцнюють, дрібнодисперсного осаду МІДІ, і змішаПереважно, щоб ваговий вміст нікелю складав них карбідів і/або карбонітридів використовують менше 9%, більш переважно-менше, приблизно, для оптимізацм МІЦНОСТІ та в'язкості в процесі від6% Переважно мінімізувати вміст нікелю для того, пуску мартенситної структури Особливий ХІМІЧНИЙ щоб звести для мінімуму вартість сталі Якщо васклад сталей, що відповідають цьому першому говий вміст нікелю збільшується понад, приблизно, прикладу сталі, дозволяє здійснити відпуск в ши3%, то ваговий вміст марганцю можна зробити рокому діапазоні температур, приблизно, від нижче, приблизно, 0,5% аж до 0,0% Тому в широ400°С до 650°С (750°F - 1200°F) без скількикому розумінні, переважним є ваговий вміст марнебудь значної втрати гартування МІЦНОСТІ Відганцю, не перевищуючий, приблизно, 2,5% пуск сталевого листа переважно проводити при Крім того, переважно, по суті, мінімізувати затемпературі відпуску від значення, яке перевилишкові домішки в сталі Переважно, щоб ваговий щую, приблизно, 400°С (752°F) до значення, нижвміст фосфору (Р) складав менше, приблизно, че, приблизно, температури фазового перетво0,01% Переважно, щоб ваговий вміст сірки (S) рення Ас-і, протягом періоду часу, достатнього для складав менше, приблизно, 0,004% Переважно, того, щоб викликати осадження частинок, що зміцщоб ваговий вміст кисню (О) складав менше, принюють (див визначення) Ця обробка полегшує близно, 0,002% перетворення мікроструктури сталевого листа в Якщо звернутися до подробиць, то сталь, що таку, де в якості домінуючих компонентів містяться відповідає цьому першому прикладу сталі, одердрібнозернистий рейковий мартенсит відпуску, або жують таким чином формують вищеописаний сляб їх суміші Період часу, достатній для того, щоб потрібного складу, нагрівають сляб до температувикликати осадження частинок, які зміцнюють, ри, приблизно, від 955°С до 1065°С (1750°F знову ж таки, залежить, головним чином, від тов1950°F), здійснюють гарячу прокатку сляба з мещини сталевого листа, ХІМІЧНОГО складу сталевого тою створення сталевого листа за один або декілиста і температури відпуску, і може бути визналька проходів Із забезпеченням обтиснення, причений спеціалістом в даній галузі близно, від 30% до 70% в першому діапазоні температур, в якому відбувається рекристалізація Другий приклад сталі аустеніту, тобто який знаходиться вище, приблизЯк обговорювалося вище, у тимчасовій заявці но, температури Тнр, і здійснюють подальшу гаряна патент США, яка знаходиться на розгляді, яка чу прокатку сталевого листа за один або декілька має дату пріоритету 19 грудня 1997 р , називаєтьпроходів із забезпеченням обтиснення, приблизно, ся "Надміцні аустенітно-остарені сталі з найкравід 40% до 80% у другому діапазоні температур, щою в'язкістю при кріогенних температурах" і пощо знаходиться нижче, приблизно, температури значена USPTO як заявка номер 60/068252, Тнр і вище, приблизно, температури фазового наведений опис інших сталей, що придатні для перетворення Агз Потім гарячекатний сталевий використання в цьому винаході Запропонований лист піддають гартування при швидкості охолозасіб виготовлення листа надміцної сталі, яка має дження, приблизно, від 10°С в секунду до 40°С в мікрошарову мікроструктуру, що містить в собі секунду (18°F/c - 72°F/c) до придатної ТПЗ (див шари аустенітної плівки з об'ємним вмістом, привизначення в глосарії), яка нижче, приблизно, теблизно, від 2% до 10% і рейки з об'ємним вмістом, мператури фазового перетворення Мн плюс 200°С приблизно, від 90% до 98%, що містять в якості (360°F), і в цю мить припиняють гартування Згідно домінуючих компонентів дрібнозернистий мартенодному варіанту реалізації цього першого прикласит і дрібнозернистий нижній бейніт, згаданий споду сталі, після цього сталевий лист піддають повісіб містить два етапи (а) нагріву сталевого слябу тряному охолодженню до температури оточуючого до температури повторного нагріву, достатньо середовища Цю обробку використовують для високої для того, щоб (1) практично гомогенізувати створення мікроструктури, переважно, яка містить сталевий сляб, (2) розчинити практично усі карбіди в собі, в якості домінуючих компонентів, дрібнозеі карбонітриди ніобію та ванадію в сталевому слярнистий рейковий мартенсит, дрібнозернистий бі, і (3) утворити первісну дрібнозернисту аустенітнижній бейніт або їх суміші, або, більш переважно, ну структуру в сталевому слябі, (в) обтиснення яка містить в собі, практично, 100% дрібнозерниссталевого слябу з метою створення сталевого того рейкового мартенситу листа за один або декілька проходів гарячої прокатки в першому температурному діапазоні, в якоОтриманий таким чином мартенсит прямого му відбувається рекристалізація аустеніту, (с) позагартування в сталях, що відповідають цьому дальшого обтиснення сталевого листа за один або першому прикладу сталі, має високу межу МІЦНОСдекілька проходів гарячої прокатки у другому темТІ, але його в'язкість можна підвищити шляхом пературному діапазоні, який знаходиться нижче, відпуску при придатній температурі від значення, приблизно, температури Тнр і вище, приблизно, яке перевищує, приблизно, 400°С (752°F), до, притемператури фазового перетворення Агз, (d) загаблизно, температури фазового перетворення Асі 25 ртування сталевого листа при швидкості охолодження, приблизно, від 10°С в секунду до 40°С в секунду (18°F/c - 72°F/c) до температури припинення загартування (ТПЗ), яка нижче, приблизно, температури фазового перетворення Мн плюс 100°С (180°F) і вище, приблизно, температури фазового перетворення Мн, і (є) припинення заданого загартування Згідно з одним варіантом реалізації, спосіб, що відповідає цьому другому прикладу сталі, додатково містить в собі етап повітряного охолодження сталевого листа від ТПЗ до температури оточуючого середовища Згідно іншим варіантам реалізації, спосіб, що відповідає цьому другому прикладу сталі, додатково містить в собі етап, на якому сталевий лист, практично, ізотермічно підтримують при ТПЗ на протязі до, приблизно, 5 хвилин перед початком повітряного охолодження сталевого листа до температури оточуючого середовища Згідно ще з одним варіантом реалізації, спосіб, що відповідає цьому другому прикладу сталі, додатково містить в собі етап повільного охолодження від ТПЗ із швидкістю, меншою, приблизно, 1,0°С в секунду (1,8°F/c) на протязі до, приблизно, 5 хвилин перед початком повітряного охолодження сталевого листа до температури оточуючого середовища Згідно з ще одним варіантом реалізації, спосіб, що відповідає цьому другому прикладу сталі, додатково містить в собі етап повільного охолодження сталевого листа від ТПЗ із швидкістю,, що менше, приблизно 1,0°С в секунду (1,8°F/c) на протязі до, приблизно, 5 хвилин перед початком повітряного охолодження сталевого листа до температури оточуючого середовища Ця обробка полегшує перетворення мікроструктури сталевого листа в мікроструктуру з об'ємним вмістом, приблизно, від 2% до 10% шарів плівок аустеніту і об'ємним вмістом, приблизно, від 90% до 98% реєк, які містять в якості домінуючих компонентів дрібнозернистий мартенсит, дрібнозернистий нижній бейніт, (визначення термінів "температура Тнр" і "температури фазового перетворення Агз і Мн" - див Глосарій) Для забезпечення належної в'язкості при температурах оточуючого середовища і кріогенних температурах, переважно, щоб рейки в мікрошаровій мікроструктурі містили в собі в якості домінуючих компонентів нижній бейніт або мартенсит Переважно суттєво мінімізувати утворення окрихчуючих компонентів, наприклад, верхнього бейніту, двійникованого мартенситу та МА Термін "в якості домінуючих компонентів", що використовується в першому прикладі сталі та в формулі винаходу, означає, щонайменше, біля 50 ВІДСОТКІВ за об'ємом Інша частина мікроструктури може містити в собі додатковий дрібнозернистий нижній бейніт, додатковий дрібнозернистий рейковий мартенсит або ферит Більш переважно, щоб мікроструктура містила в собі нижній бейніт або рейковий мартенсит з об'ємним вмістом, щонайменше, приблизно, від 60% до 80% Ще більш переважно, щоб мікроструктура містила в собі нижній бейніт або рейковий мартенсит, щонайменше, приблизно, 90% Сталевий сляб, що оброблений у ВІДПОВІДНОСТІ з цим другим прикладом сталі, виготовлений звичайним способом і, згідно з одним варіантом реалізації, містить в собі залізо і такі 53717 26 елементи, що легують, бажані діапазони вагового вмісту яких указані в наступній таблиці 2 Таблиця 2 Елемент, що легує Вуглець (С) Марганець (Мп) Нікель (Ni) Мідь ( С И ) Молібден (Мо) Ніобій (Nb) Титан (Ті) АЛЮМІНІЙ Азот (N) (АІ) Діапазон ваг вмісту (%) 0,04 - 0,12, більш переважно, 0,04 - 0,07 0,15 - 2,5, більш переважно, 1,0 -1,8 1,0 - 3,0, більш переважно, 1,5 2,5 0,1 - 1,0, більш переважно, 0,2 0,5 0,1 - 0,8, більш переважно, 0,2 0,4 0,02 - 0,1, більш переважно, 0,02 - 0,05 0,008 - 0,03, більш переважно, 0,01 -0,02 0,001 - 0,05, більш переважно, 0,005 - 0,03 0,002 - 0,005, більш переважно, 0,002 - 0,003 Іноді в сталь додають хром (Сг), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 1,0%, і, більш переважно, приблизно, від 0,2% до 0,6% Іноді в сталь додають кремній (Si), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 0,5%, більш переважно, приблизно, від 0 , 0 1 % до 0,5%, і ще більш переважно, приблизно, від 0,05% до 0 , 1 % Іноді в сталь додають бор (В), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 0,0020%, і, більш переважно, приблизно, від 0,0006% до 0,0010% Переважно, щоб ваговий вміст нікелю в сталі складав, щонайменше, біля 1 % Ваговий вміст нікелю в сталі можна збільшити до значення, що перевищую, приблизно, 3%, якщо це вимагається для покращення працездатності після зварювання При кожному збільшенні вагового вмісту нікелю на 1 % очікується зниження ТППРК сталі приблизно на 10°С (18°F) Переважно, щоб ваговий вміст нікелю складав менше 9%, більш переважно - менше, ніж, приблизно 6% Переважно мінімізувати вміст нікелю для того, щоб мінімізувати вартість сталі Якщо ваговий вміст нікелю збільшується до значення, приблизно, 3%, то ваговий вміст марганцю можна зробити нижче, приблизно, 0,5% аж до 0,0% Тому в широкому сенсі є ваговий вміст марганцю, що не перевищує, приблизно, 2,5% Крім того, переважно, суттєво мінімізувати залишкові домішки в сталі Переважно, щоб ваговий вміст фосфору (Р) становив менше, приблизно, 0,01% Переважно, щоб ваговий вміст сірки (S) складав менше, приблизно, 0,004% Переважно, щоб ваговий вміст кисню (О) складав менше, приблизно, 0,002% Якщо звернутися до подробиць, то сталь, яка відповідає цьому другому прикладу сталі, отримують наступним чином формують вищеописаний сляб потрібного складу, нагрівають сляб до температури, приблизно, від 955°С до 1065°С (1750°F - 1950°F), здійснюють гарячу прокатку сляба з ме 28 27 53717 тою створення сталевого листа за один або декіпершу фазу, утворену, практично, 100% за об'лька проходів із забезпеченням обтиснення, приємом (тобто практично чистим або "виключно чисблизно, від 30% до 70% в першому діапазоні темтим") феритом, з об'ємним вмістом, приблизно, від ператур, в якому відбувається рекристалізація 10% до 40% і другу фазу, утворену, в якості доміаустеніту, тобто вище, приблизно, температури нуючих компонентів, дрібнозернистим рейковим Тнр, і здійснюють подальшу гарячу прокатку стамартенситом, дрібнозернистим нижнім бейнітом, левого листа за один або декілька проходів із заабо їх сумішами, з об'ємним вмістом, приблизно, безпеченням обтиснення, приблизно, від 40% до від 60% до 90%, згідно якому спосіб містить в собі 80% у другому діапазоні температур, що знахоетапи (а) нагріву сталевого сляба до температури диться нижче, приблизно, температури Тнр і вище, підігріву, достатньо високій для того, щоб (1) пракприблизно, температури фазового перетворення тично гомогенізувати сталевий сляб, (2) розчинити Агз Потім гарячекатний сталевий лист піддають практично усі карбіди і карбонітриди ніобію та вазагартуванню при швидкості охолодження, принадію в сталевому слябі, і (3) утворити первісну близно, від 10°С в секунду до 40°С в секунду дрібнозернисту аустенітну структуру в сталевому (18°F/c - 72°F/c) до температури припинення загаслябі, (в) обтиснення сталевого слябу з метою ртування (ТПЗ), яка нижче, приблизно, температустворення сталевого листа за один або декілька ри фазового перетворення Мн плюс 100°С (180°F) проходів гарячої прокатки в першому температурі вище, приблизно, температури фазового переному діапазоні, в якому відбувається рекристалітворення Мн, і в цю мить припиняють загартуванзація аустеніту, (с) подальшого обтиснення сталеня Згідно З ОДНИМ варіантом цього другого привого листа за один або декілька проходів гарячої кладу сталі, після припинення загартування прокатки у другому температурному діапазоні, сталевий лист піддають повітряному охолодженню який знаходиться нижче, приблизно, температури до температури оточуючого середовища Згідно з Тнр і вище, приблизно, температури фазового іншим варіантом реалізації цього другого прикладу перетворення Аг3, подальшого обтиснення сталесталі, сталевий лист практично ізотермічно підвого листа за один або декілька проходів гарячої тримують при ТПЗ, переважно, до, приблизно, 5 прокатки в третьому діапазоні температур, що хвилин, після чого піддають повітряному охолознаходиться нижче, приблизно, температури фадженню до температури оточуючого середовища зового перетворення Агз і вище, приблизно, температури фазового перетворення Аг, (тобто в міжЗгідно З ще одним варіантом реалізації цього критичному температурному діапазоні), (є) другого прикладу сталі, сталевий лист повільно загартування сталевого листа при швидкості охоохолоджують від ТПЗ із швидкістю, яка менша за лодження, приблизно, від 10°С в секунду до 40°С швидкість повітряного охолодження, тобто з швидв секунду (18°F/c - 72°F/c) до температури припикістю, яка менше, приблизно, 1 °С у секунду нення загартування (ТПЗ), яка нижче, приблизно, (1,8°F/c) на протязі, переважно, до, приблизно, 5 температури фазового перетворення Мн плюс хвилин Згідно З ще одним варіантом реалізації, 200°С (360°F), і (f) припинення заданого загартусталевий лист повільно охолоджують від ТПЗ із вання Згідно другому варіанту реалізації цього швидкістю, яка менше за швидкість повітряного третього прикладу сталі, переважно, щоб ТПЗ буохолодження, тобто з швидкістю, яка менше, прила нижче, приблизно, температури фазового пеблизно 1°С у секунду (1,8°F/c) на протязі, переваретворення Мн плюс 100°С (180°F), І, більш пережно, до, приблизно, 5 хвилин І, насамкінець, згідважно, нижче, приблизно, 350°С (662°F) Згідно з но з одним варіантом реалізації цього другого одним варіантом реалізації цього третього приприкладу сталі, температура фазового перетвокладу сталі, після виконання етапу (f) сталевий рення Мн складає біля 350°С (662°F), так що темлист піддають повітряному охолодженню до температура фазового перетворення Мн плюс 100°С ператури оточуючого середовища Ця обробка (180°F) складає біля 450°С (882°F) полегшує перетворення мікроструктури в мікроструктуру сталевого листа, з об'ємним вмістом Сталь можна підтримувати, практично, ізотерпершої фази, що представляє собою ферит, примічно при ТПЗ за допомогою будь-яких придатних близно, від 10% до 40% і з об'ємним вмістом друзасобів, які ВІДОМІ спеціалістам в даній галузі, нагої фази, яка містить в якості домінуючих компонеприклад, якщо покласти поверх сталевого листа нтів дрібнозернистий рейковий мартенсит і теплоізоляційне покриття Сталевий лист можна дрібнозернистий нижній бейніт або їх суміші, приповільно охолоджувати після закінчення загартублизно, від 60% до 90% (визначення термінів "тевання за допомогою будь-яких придатних засобів, мпература Тнр" і "температури фазового перетвоякі ВІДОМІ спеціалістам в даній галузі, наприклад, рення Агз і Агі - див Глосарій) Для забезпечення якщо покласти поверх сталевого листа покриття, належної в'язкості при температурах оточуючого що ізолює середовища і кріогенних температурах, переважТретій приклад сталі но, щоб мікроструктуру другої фази в сталях, що Як обговорювалось вище, у тимчасовій заявці відповідають цьому третьому прикладу сталі, місна патент США, яка знаходиться на розгляді, яка тила в собі в якості домінуючих компонентів дрібмає дату пріоритету 19 грудня 1997р , називається нозернистий нижній бейніт, дрібнозернистий рей"Надміцні двофазні сталі з найкращою в'язкістю ковий мартенсит або їх суміші Переважно суттєво при кріогенних температурах", і позначеною мінімізувати утворення у другій фазі окрихчуючих USPTO як заявка номер 60/068816, наведений компонентів, наприклад, верхнього бейніту, двійопис інших сталей, які придатні для використання никованого мартенситу, і МА Термін "в якості дов даному винаході Запропонований спосіб отримінуючих компонентів", що використовується в мання листа надміцної двофазної сталі, яка має мікрошарову мікроструктуру, що містить в собі 29 53717 третьому прикладі сталі та в формулі винаходу, означає, щонайменше, біля 50 ВІДСОТКІВ за об'ємом Остання частина мікроструктури другої фази може містити в собі додатковий дрібнозернистий нижній бейніт, додатковий дрібнозернистий рейковий мартенсит або ферит Більш переважно, щоб мікроструктура другої фази містила в собі нижній бейніт, рейковий мартенсит, або їх суміші з об'ємним вмістом, щонайменше, приблизно, від 60% до 80% Ще більш переважно, щоб мікроструктура другої фази містила в собі дрібнозернистий нижній бейніт, дрібнозернистий рейковий мартенсит, або їх суміші з об'ємним вмістом, щонайменше, біля 90% Сталевий сляб, що оброблений у ВІДПОВІДНОСТІ з цим третім прикладом сталі, виготовлений звичайним способом і, згідно з одним конкретним варіантом реалізації, містить в собі залізо та такі компоненти, що легують, переважні діапазони вагового вмісту яких вказані в наступній таблиці З Таблиця З Елемент, що легує Вуглець (С) Марганець (Мп) Нікель (Ni) Ніобій (Nb) Титан (Ті) АЛЮМІНІЙ Азот (N) (АІ) Діапазон ваг вмісту (%) 0,04 - 0,12, більш переважно, 0,04 - 0,07 0,5 - 2,5, більш переважно, 1,0 1,8 1,0 - 3,0, більш переважно, 1,5 2,5 0,02 - 0,1, більш переважно, 0,02 -0,05 0,008 - 0,03, більш переважно, 0,01 -0,02 0,001 - 0,05, більш переважно, 0,005 - 0,03 0,002 - 0,005, більш переважно, 0,002 - 0,003 Іноді в сталь додають хром (Сг), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 1,0%, і, більше переважно, приблизно, від 0,2% до 0,6% Іноді в сталь додають молібден (Мо), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 0,8%, і, більше переважно, приблизно, від 0,1% до 0,3% Іноді в сталь додають кремній (Si), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 0,5%, більше переважно, приблизно, від 0,01% до 0,5%, і ще більш переважно, приблизно, від 0,05% до 0,1% Іноді в сталь додають медь (Си), ваговий вміст якої, вміщений в діапазоні, приблизно, від 0,1% до 1,0%, більш переважно - в діапазоні, приблизно, від 0,2% до 0,4% Іноді в сталь додають бор (В), переважно, з ваговим вмістом до, приблизно, 0,0020%, і, більше переважно, приблизно, від 0,0006% до 0,0010% Переважно, щоб ваговий вміст нікелю в сталі складав, щонайменше, біля 1% Ваговий вміст нікелю в сталі можна збільшити до значення, що перевищую, приблизно, 3%, якщо це вимагається для покращення працездатності після зварювання При кожному збільшенні вагового вмісту нікелю на 1% очікується зниження ТППРК сталі приблизно на 10°С (18°F) Переважно, щоб ваговий вміст ні ЗО келю складав менше 9%, більш переважно - менше, ніж, приблизно 6% Переважно мінімізувати вміст нікелю для того, щоб мінімізувати вартість сталі Якщо ваговий вміст нікелю збільшується до значення, приблизно, 3%, то ваговий вміст марганцю можна зробити нижче, приблизно, 0,5% аж до 0,0% Тому в широкому сенсі є ваговий вміст марганцю, що не перевищує, приблизно, 2,5% Крім того, переважно, суттєво мінімізувати залишкові домішки в сталі Переважно, щоб ваговий вміст фосфору (Р) становив менше, приблизно, 0,01% Переважно, щоб ваговий вміст сірки (S) складав менше, приблизно, 0,004% Переважно, щоб ваговий вміст кисню (О) складав менше, приблизно, 0,002% Якщо звернутися до подробиць, то сталь, яка відповідає цьому другому прикладу сталі, отримують наступним чином формують вищеописаний сляб потрібного складу, нагрівають сляб до температури, приблизно, від 955°С до 1065°С (1750°F - 1950°F), здійснюють гарячу прокатку сляба з метою створення сталевого листа за один або декілька проходів із забезпеченням обтиснення, приблизно, від 30% до 70% в першому діапазоні температур, в якому відбувається рекристалізація аустеніту, тобто вище, приблизно, температури Тнр, і здійснюють подальше гарячу прокатку сталевого листа за один або декілька проходів із забезпеченням обтиснення, приблизно, від 40% до 80% у другому діапазоні температур, що знаходиться нижче, приблизно, температури Тнр і вище, приблизно, температури фазового перетворення Агз, і здійснюють чисту прокатку сталевого листа за один або декілька проходів із забезпеченням обтиснення, приблизно, від 15% до, приблизно, 50% у міжкритичному температурному діапазоні, який знаходиться нижче, приблизно, температури фазового перетворення Агз, і вище, приблизно, температури перетворення An Потім гарячекатний сталевий лист піддають загартуванню при швидкості охолодження, приблизно, від 10°С в секунду до 40°С в секунду (18°F/c - 72°F/c) до температури припинення загартування (ТПЗ), яка нижче, приблизно, температури фазового перетворення Мн плюс 200°С (360°F), і в цю мить припиняють загартування Переважно, щоб ТПЗ була нижче, приблизно, температури фазового перетворення Мн плюс 100°С (180°F), і, більш переважно, нижче, приблизно, 350°С (662°F) Згідно з одним варіантом реалізації цього третього прикладу сталі, після припинення загартування сталевий лист піддають повітряному охолодженню У трьох вищезазначених прикладах сталі, оскільки Ni є дороговартісним елементом, що легує, переважно, щоб ваговий вміст нікелю в сталі був менше, приблизно 3,0%, більш переважно, менше, приблизно, 2,5%, більш переважно, менше, приблизно, 2%, і, ще більш переважно, менше, приблизно, 1,8%, щоб суттєво мінімізувати вартість сталі Інші сталі, придатні для використання в зв'язку з цим винаходом, описані в інших публікаціях, де наведений опис надміцних низьколегованих сталей з ваговим вмістом нікелю менше, приблизно, 1%, які мають межу МІЦНОСТІ на розтягування, що 32 31 53717 перевищують 850МПа (120кфн-с/кв д), а також, які рації ніобію і ступеню обтиснення, який отримуєтьмають найкращу в'язкість при низьких температуся на проходах прокатки Спеціалісти в даній галурах Наприклад, такі сталі описані в заявці на Євзі можуть визначити цю температуру для кожного ропейський патент, яка опублікована 5 лютого складу сталі або експериментальним шляхом, або 1997 р, і має номер міжнародної заявки РСТ/др шляхом розрахунку моделей Точно так, згадані 96/00157 і номер публікації міжнародної заявки тут температури Ас-і, An, Агз і Мн можуть бути виWO 96/23909 (08 08 96, Бюллетень 1996/36) (такі значені спеціалістами в даній галузі для кожної сталі, переважно, мають ваговий вміст МІДІ ВІД сталі або експериментальним шляхом розрахунку 0,1% до 1,2%), і в тимчасовій заявці на патент моделей Для будь-якої з вищезгаданих сталей, США, що знаходиться на розгляді, з датою пріорищо очевидно для спеціалістів у даній галузі, темтету 28 червня 1997 р , названою "Надміцні сталі, ператури, які згадуються в подальшому описі спощо зварюються, з найкращою в'язкістю при надмісобів обробки, що відповідають цьому винаходу, цних температурах" (Ultra-high strength, weldable за винятком температури повторного нагріву, яка steels with excellent ultra-low temperature toughness) застосовується практично до всього сляба, є темі позначеною USPTO як заявка № 60/053915 пературами, що вимірюються на поверхні сталі Температуру поверхні сталі можна вимірювати, Для будь-якої з вищезгаданих сталей, викорикористуючись, наприклад, оптичним пірометром станий тут термін "процент обтиснення по товщиабо будь-яким іншим приладом, придатним для ні", що очевидно для спеціалістів в даній галузі, вимірювання температури поверхні сталі Швидковідноситься до проценту обтиснення по товщині сті охолодження, що тут згадуються, є швидкостясталевого сляба або листа, що вказується в зв'язми охолодження в центрі або практично в центрі ку з використанням терміну "обтиснення" Припустовщі листа, а температура припинення загартутимо, для пояснення, але не для обмеження цього вання (ТПЗ) це найвища або практично найвища винаходу, що сталевий сляб з товщиною біля температура, яка досягає поверхні листа після 25,4см (10 дюймів) можна обтиснути приблизно на припинення загартування, внаслідок теплопереда50% (50-вІдсоткове обтиснення) в першому діапачі з товщі листа Наприклад, при проведенні ексзоні температур до товщини, приблизно, 12,7см (5 периментів по нагріву сталі, склад якої відповідає дюймів), а потім обтиснути приблизно, на 80% (80наведеним тут прикладам, для вимірювання темвідсоткове обтиснення) у другому діапазоні темпеператури в центрі, в центр або практично в центр ратур до товщини, приблизно, 2,5см (1 дюйм) товщі сталевого листа вміщували термопару, а Припустимо, знову ж тільки для пояснення але не температуру поверхні вимірювали з допомогою для обмеження цього винаходу, що сталевий сляб оптичного пірометра Для використання під час товщиною біля 25,4см (10 дюймів) можна обтиснунаступної обробки сталі того або практично того ж ти приблизно на 30% (30-вІдсоткове обтиснення) в складу, вивели кореляцію між температурою в першому діапазоні температур до товщини, прицентрі й температурою поверхні, щоб температуру близно, 17,8см (7 дюймів), ПОТІМ обтиснути, прив центрі можна було визначати шляхом безпосеблизно, на 80% (80-відсоткове обтиснення) у друреднього вимірювання температури поверхні Крім гому діапазоні температур до товщини, приблизно, того, температура і витрати рідини, що загартовує, 2,5см (1 дюйм) Уживаний тут термін "сляб" ознанеобхідні для досягнення потрібної збільшеної чає заготівку з сталі, яка має будь-які розміри швидкості охолодження, спеціалісти в даній галузі можуть визначити, звернувшись до ДОВІДНИКІВ Для будь-якої з вищезгаданих сталей, що очепромислових нормативів видно для спеціалістів в даній галузі, сталевий сляб переважно повторно нагрівати придатними засобами з метою підвищення температури, пракСпеціаліст в даній галузі має необхідні знання тично усього сляба, а переважно - усього сляба до і досвід, щоб використати наведену тут інформатемператури повторного нагріву, що вимагається, цію для виробництва листів надміцної низьколегонаприклад, вміщуючи сляб в ніч на деякий період ваної сталі, які мають надвисоку межу МІЦНОСТІ І часу В'ЯЗКІСТЬ, придатні для використання при виготовленні резервуарів для зберігання і транспортуванКонкретну температуру повторного нагріву, ня ЗПГТ, що відповідає цьому винаходу Можливо, яку слід використовувати для будь-якого з вищещо існують або будуть розроблені в подальшому згаданих складів сталі спеціаліст в даній галузі ІНШІ придатні сталі Всі подібні сталі знаходяться в може легко визначити або експериментальним межах обсягу цього винаходу шляхом, або шляхом розрахунків з допомогою придатних моделей Крім того, температуру печі та Спеціаліст в даній галузі має необхідні час повторного нагріву, необхідний для підвищензнання і досвід, щоб використати наведену тут ня температури, практично, усього сляба, а переінформацію для виробництва листів надміцної важно - всього сляба, до потрібної температури низьколегованої сталі, товщина яких відрізняється повторного нагріву, спеціаліст в даній галузі може від товщини сталевих листів, що виготовлені у легко визначити, звернувшись до ДОВІДНИКІВ проВІДПОВІДНОСТІ з наведеними тут прикладами, які, мислових нормативів тим не менше, мали б високу межу МІЦНОСТІ Й В'ЯЗКОСТІ при кріогенних температурах, придатними Для будь-якої з вищезгаданих сталей, що очедля використання в системі, що відповідає цьому видно для спеціалістів у даній галузі, температура, винаходу Наприклад, спеціаліст в даній галузі має яка визначає межу між діапазоном рекристалізації скористатися інформацією, яка наведена тут, для і діапазоном відсутності рекристалізації, тобто тевиготовлення сталевого лита товщиною біля мпература Тнр залежить від ХІМІЧНОГО складу сталі 2,54см (1 дюйм) з високою межею МІЦНОСТІ та в'язй особливо від температури повторного нагріву кістю при кріогенних температурах, придатних для перед прокаткою, концентрації вуглецю, концент 34 33 53717 використання при виготовленні резервуара зберівується придатний спосіб з'єднання сталевих лисгання, який відповідає цьому винаходу Можливо, тів Придатним вважається будь-який спосіб що існують або будуть розроблені в подальшому з'єднання, який забезпечує з'єднання, які мають ІНШІ придатні сталі Всі такі сталі знаходяться в вищезгадану межу МІЦНОСТІ І В'ЯЗКІСТЬ, ЩО відповімежах обсягу даного винаходу дають цьому винаходу Для виготовлення резервуарів, що відповідають цьому винаходу, переваРезервуарам, які виготовлені з будь-якої опижно використовувати спосіб зварювання, саної тут придатної високоміцної низьколегованої придатний для забезпечення межі МІЦНОСТІ І В'ЯЗсталі, наприклад, з будь-якої сталі, що описана в КОСТІ на злам, які достатні, щоб містити згаданий цьому прикладі, надаються розміри, що відповідазріджений природний газ під тиском Переважно, ють проекту ЗПГТ, в якому будуть використані рещоб такий спосіб зварювання передбачав викоризервуари стання придатного витратного електроду, придатЯкщо при виготовленні резервуарів, що відпоного витратного газу, придатного зварювального відають цьому винаходу, використовують двофазпроцесу і придатної зварювальної процедури Нану сталь, цю двофазну сталь переважно обробляприклад, для з'єднання сталевих листів можна ти таким чином, щоб період часу, на протязі якого використовувати як газоелектричне зварювання температура сталі підтримується в міжкритичному металевим електродом (ГЕЗМЕ) так дугове звадіапазоні з метою створення двофазної структури, рювання вольфрамовим електродом в середовищі наставав перед етапом прискореного охолодженінертного газу (ДЗВЕСІГ) за рахунок використання ня або загартування Переважно проводити таку придатного сполучення витратного електрод у-газу обробку, щоб двофазна структура формувалася в процесі охолодження сталі від температури фазоПри способі зварювання, що відповідає первого перетворення An Крім того, переважно, щоб шому прикладу, процес газоелектричного зварюсталі, які використовуються при виготовленні ревання металевим електродом (ГЕЗМЕ) використозервуарів, що відповідають цьому винаходу мали вують для отримання ХІМІЧНОГО складу метала межу МІЦНОСТІ на розтягування, яка перевищує зварного шва, який містить в собі залізо та ІНШІ 830МПа (120кфн-с/кв д) і ТППРК нижче, приблизХІМІЧНІ елементи з наступним ваговим вмістом вугно, -73°С (-100°F), по завершенні етапу прискорелець - приблизно 0,07%, марганець - приблизно ного охолодження і загартування, тобто без будь2,05%, кремній - приблизно 0,32%, нікель - приякої додаткової обробки, що потребує повторного близно 2,20%, хром - приблизно 0,45%, молібден нагріву сталі, наприклад, відпуску Більш переважприблизно 0,56%, фосфор - менше приблизно но, щоб межа МІЦНОСТІ сталі на розтягування по 110ч/млн і сірка - менше, приблизно 50ч/млн Звазавершенні етапу охолодження або загартування рний шов роблять на сталі, наприклад, на будьперевищувала, приблизно, 860МПа (125кфн-с/кв який з вищеописаних сталей, використовуючи зад), і ще більш переважно - приблизно 900МПа хисний газ на основі аргону з ваговим вмістом кис(130кфн-с/кв д) В деяких варіантах застосування ню меншим, приблизно, 1% Теплота зварювання, перевага віддається сталі, яка має по завершенні яку підводять, знаходиться в діапазоні, приблизно, етапу загартування або охолодження межу МІЦНОвід 0,ЗкДж/мм до 1,5кДж/мм (7,6кДж/дюйм СТІ на розтягування, що перевищує, приблизно, 38Кдж/дюйм) Зварювання цим способом забезпе930МПа (135кфн-с/кв д), або що перевищує, причує зварний вузол, який має межу МІЦНОСТІ на розблизно, 965МПа (140кфн-с/кв д), або, що перевитягування, що перевищує, приблизно, 900Мпа щує приблизно, ЮООМПа (145кфн-с/кв д) (130кфн-с/кв д), переважно, що перевищує, приблизно, 930МПа (135кфн-с/кв д), більш переважДля резервуарів, при виготовленні яких потріно, що перевищує, приблизно, 965МПа (140кфнбно згинати сталь, наприклад, надавати їй циліндс/кв д), а ще більш переважно, - що складає, щоричну форму, сталь переважно згинати, надаючи найменше, приблизно, ЮООМПа (145кфн-с/кв д) їй потрібну форму, при температурі оточуючого Крім того зварювання цим способом забезпечує середовища, щоб не погіршити найкращу в'язкість метал зварного шва з ТППРК нижче, приблизно, сталі при кріогенних температурах Якщо для на73°С (-100°F), переважно, нижче, приблизно, -96°С дання сталі потрібної форми шляхом згинання и (-140°F), більш переважно, нижче, приблизно необхідно нагріти, нагрів сталі переважно провес106°С (-160°F), і ще більш переважно - нижче, ти до температури, що не перевищує, приблизно, приблизно, -115°С (-175 F) 600°С (-1112°F), щоб зберегти сприятливий вплив вищеописаної мікроструктури сталі При способі зварювання, що відповідає іншому прикладу, процес ГЕЗМЕ використовують для Потрібні перемінні для резервуара ЗПГТ, наотримання ХІМІЧНОГО складу металу шва, який місприклад, розмір, геометрія товщина, матеріалу і тить залізо та ІНШІ ХІМІЧНІ елементи з наступним т д залежать від умов експлуатації, наприклад, ваговим вмістом вуглець - приблизно 0,10% (певнутрішнього тиску, робочої температури і т д , що реважно - менше, приблизно 0,10%, більш передобре відомо спеціалістам в даній галузі Для найважно - приблизно, від 0,07% до 0,08%), маргабільш низько температурних проектів ТППРК сталі нець - приблизно 1,60%, кремній - приблизно і зварних швів має дуже велике значення Для 0,25%, нікель - приблизно 1,87%, хром - приблизно проектів, що передбачають дещо більш високі ро0,87%, молібден - приблизно 0,51%, фосфор - мебочі температури, в'язкість все ще є важливим нше, приблизно 75ч/млн, і сірка - приблизно питанням, але вимоги до ТППРК вже не такі вагоЮОч/млн Теплота зварювання, яку підводять, мі Наприклад, при зростанні робочої температури знаходиться в діапазоні, приблизно, від 0,ЗкДж/мм необхідна ТППРК також зростає до 1,5кДж/мм (7,6Кдж/дюйм - 38кДж/дюйм), і викоДля виготовлення резервуарів, що використористовується підігрів до, приблизно, 100°С (212°F) вуються у ВІДПОВІДНОСТІ з цим виноходом, застосо 36 35 53717 Зварний шов роблять на сталі, наприклад, на процеси", 8-е видання, "Американське зварювальбудь-який з вищеописаних сталей, використовуюне товариство", стор 191-232(1995) чи захисний газ на основі аргону з ваговим вмістом Дугове зварювання під флюсом (ДЗФ) це мекисню менше, приблизно, 1% Зварювання цим тодика зварювання, яка часто використовується способом забезпечує зварний вузол, який має мечерез и перевагу, яка полягає у високій швидкості жу МІЦНОСТІ на розтягування, що перевищує, принаварювання металу В деяких варіантах застосублизно, 900МПа (130кфн-с/кв д), переважно, що вання вона може давати більшу економію, оскільперевищує, приблизно, 930МПа (135кфн-с/кв д), ки, у порівнянні з іншими методиками зварювання, більш переважно, що перевищує, приблизно, за одиницю часу вживається більше зварювально965МПа (140кфн-с/кв д), а ще більш переважно, го матеріалу Один потенціальний недолік ДЗФ, що складає, щонайменше, приблизно, ЮООМПа що виявляється при з'єднанні феритних сталей (145кфн-с/кв д) Крім того зварювання цим спосодля низькотемпературного застосування, полягає бом забезпечує метал зварного шва з ТППРК нижв недостатній або перемінній в'язкості Низька в'яче, приблизно -73°С (-100°F), переважно, нижче, зкість може бути зумовлена такими факторами, як приблизно, -96°С (-140°F), більш переважно, нижвеликий розмір зерна і/або вміст включень, більче, приблизно -106°С (-160°F), і ще більш переваший переважного Великий розмір зерна зумовлежно - нижче, приблизно, -115°С (-175°F) ний характерним для ДЗФ високою теплотою, що підводиться, яка також є ВІДМІННОЮ особливістю, При іншому способі зварювання, що відповіщо зумовлює високу швидкість наварювання Інша дає іншому прикладу, процес дугового зварювання потенціальна проблема, пов'язана з ДЗФ, яка завольфрамовим електродом в середовищі інертностосовується до теплочутливої високоміцної сталі, го газу (ДЗВЕСІГ) використовують для отримання полягає в розм'якшенні ЗТВ Особливість ДЗФ, яка ХІМІЧНОГО складу металу шва, який містить залізо полягає у високій теплоті, що підводиться, виклита ІНШІ ХІМІЧНІ елементи з наступним ваговим вміскає більш широке розм'якшення в ЗТВ у порівнянні том вуглець - приблизно 0,07% (переважно - мез газоелектричним зварюванням металевим елекнше, приблизно 0,07%), марганець - приблизно тродом (ГЕЗМЕ), або з дуговим зварювання воль1,80%, кремній - приблизно 0,20%, нікель - прифрамовим електродом в середовищі інертного близно 4,00%, хром - приблизно 0,5%, молібден газу (ДЗВЕСІГ) приблизно 0,40%, мідь - приблизно 0,02%, алюміній - приблизно 0,02%, титан - приблизно 0,010%, цирконій (7г) - приблизно 0,015%, фосфор -менше, приблизно 50ч/млн, і сірка - менше, приблизно ЗОч/млн Теплота зварювання, яку підводять, знаходиться в діапазоні, приблизно, від 0,ЗкДж/мм до 1,5кД/мм (7,6Кдж/дюйм - 38кДж/дюйм) і використовується підігрів, приблизно, до 100°С (212°F) Зварний шов роблять, наприклад, на будь-який з вищеописаних сталей, використовуючи захисний газ на основі аргону з ваговим вмістом кисню менше, приблизно, 1% Зварювання цим способом забезпечує зварний вузол, який має межу МІЦНОСТІ на розтягування, що перевищує, приблизно, 900МПа (130кфн-с/кв д), переважно, що перевищує, приблизно, 930МПа (135кфн-с/кв д), більш переважно, що перевищує, приблизно, 965МПа (140кфнс/кв д), а ще більш переважно, що складає, щонайменше, приблизно, ЮООМПа (145кфн-с/кв д) Крім того зварювання цим способом забезпечує метал зварного шва з ТППРК нижче, приблизно 73°С (-100°F), переважно, нижче, приблизно, -96°С (-140°F), більш переважно, нижче, приблизно 106°С (-160°F), і ще більш переважно - нижче, приблизно, -115°С (-175°F) ХІМІЧНІ склади металу шва, аналогічні тим, що згадувались в прикладах, можна отримувати за допомогою будь-якого із зварювальних процесів ГЕЗМЕ чи ДЗВЕСІГ Проте, згідно з оцінкою, зварні шви, отримані за допомогою ДЗВЕСІГ мають більш низький вміст домішок і більш високоочищену мікроструктуру, ніж шви, які отримані за допомогою ГЕЗМЕ, а значить, і підвищену в'язкість при низьких температурах Згідно З ОДНИМ варіантом реалізації цього винаходу, в якості методики з'єднання використовується дугове зварювання під флюсом (ДЗФ) Детальну інформацію про ЗВФ можна знайти в главі 6 "Довідника по зварюванню", т 2, "Зварювальні Для деяких проектів резервуара ЗПГТ є придатною технологія ДЗФ Рішення на використання ДЗФ слід приймати на основі співвідношення економічних показників (швидкості наварки зварного шва) і досягнення належних механічних якостей Є можливість пристосувати конкретну процедуру ДЗФ до того, або іншого проекту резервуару ЗПГТ Наприклад, якщо потрібно обмежити розм'якшення ЗТВ і знизити розмір зерна металу зварного шва, можна зробити процедуру ДЗФ, в якій використовуються проміжна теплота, що підводиться Замість теплоти, що підводиться, яка перевищує, приблизно, 4кДж/мм (ЮОкДж/дюйм), яка забезпечує дуже високу швидкість наварювання, можна використовувати теплоту, що підводиться у діапазоні, приблизно, від 2кДж/мм до 4кДж/мм (50кДж/дюйм - ЮОкДж/дюйм) При значеннях нижче цього проміжного діапазону ДЗФ буде, швидче за усе, не такою привабливою, як ГЕЗМЕ або ДЗВЕСІГ ДЗФ також можна використовувати з аустенітним металом зварного шва Належної в'язкості зварного шва домогтися дещо простіше в силу високої пластичності аустеніту з кубічними гранецентрованими ґратами Один недолік аустенітного витратного матеріалу зварного шва полягає в тому, що його вартість значно перевищує вартість більшості феритних витратних матеріалів Аустенітним матеріал містить значні КІЛЬКОСТІ таких багатовартісних елементів, що легують, як Сг і Ni Проте, для того або іншого проекту ЗПГТ можна скомпенсувати дорожнечу аустенітного витратного матеріалу більш високою швидкістю наварювання, яку забезпечує ДЗФ Згідно З другим варіантом реалізації цього винаходу, в якості методики з'єднання використовується електронно-променеве зварювання (ЕПЗ) Докладні ВІДОМОСТІ про ЕПЗ можна знайти у главі 38 37 53717 21 "Довідника по зварюванню", т 2, "Зварювальні за рахунок зниження КІЛЬКОСТІ елементів та вклюпроцеси", 8-е видання, "Американське зварювальчень, які утворюють тріщини не товариство", стор 672-713 (1995) Деякі особЕПЗ також має виключну гнучкість в тому відливості притаманні ЕПЗ, особливо придатні для ношенні, що дозволяє незалежно управляти веливикористання в умовах експлуатації, що вимагачезною КІЛЬКІСТЮ перемінних управління процесом ють як високої межі МІЦНОСТІ, так і в'язкості при (наприклад, рівнем вакууму, робочою відстанню, низьких температурах напругою, що прискорює, током променя, швидкістю ходу, розміром плями променя, відхиленням Проблема, що торкається зварювання найпроменя і т д ) При належному складанні з'єднанбільш високоміцних сталей, тобто сталей, які маня, для здійснення ЕПЗ не потрібно ніякого присають межі плинності, що перевищують, приблизно, дочного металу, що приводить до утворення звар550МПа (80кфн-с/кв д), полягає в розм'якшенні ного з'єднання гомогенної металургії Однак, для металу в зоні термічного впливу (ЗТВ), яке винитого, щоб навмисно змінювати металургію ЕПЗ кає в результаті багатьох загальноприйнятих зваз'єднання і покращувати механічні властивості, рювальних процесів, наприклад, дугового зварюможна використати прокладки присадочного метавання металевим електродом в захисному газі лу Стратегічні сполучення параметрів променя і (ДЗМЕЗГ), дугового зварювання під флюсом (ДЗФ) використання/включення прокладок дозволяє реабо будь-яких інших процесів у газовому захисногулювати мікроструктуру металу зварного шва для му середовищі, наприклад, газоелектричного зваотримання потрібного сполучення межі МІЦНОСТІ та рювання металевим електродом (ГЕЗМЕ) ЗТВ в'язкості може піддаватися локальному фазовому перетворенню або відпалу на протязі термічних циклів, Загальне сполучення найкращих механічних породжених зварюванням, що призводить до знавластивостей і низьких залишкових напруг також чного, тобто до, приблизно, 15% або більше, роздозволяє виключити післязварювальну термічну м'якшення ЗТВ порівняно з основним металом до обробку в багатьох випадках, навіть коли товщина того, як його піддали нагріванню при зварюванні з'єднаних листів складає від одного до двох дюйХоча надміцні сталі були вироблені з межами мів або більше плинності 830МПа (120кфн-с/кв д) або більше, ЕПЗ можна проводити в умовах високого вакубагато з цих сталей не відповідають вимогам звауму (ВВ), середнього вакууму (СВ) або відсутності рюваності, що необхідні для експлуатації при надвакууму (ОВ) Системи ВВ-ЕПЗ утворюють зварні звичайно низьких температурах, наприклад, в якошви з мінімальним вмістом домішок Однак, умови сті труб і посудин високого тиску для використання високого вакууму можуть приводити до втрати у процесах, які розглядалися і були заявлені тут важливих летючих елементів (наприклад, хрому і Такі матеріали звичайно мають відносно високій марганцю), коли метал знаходиться в розплавлеРст (загальновідомий промисловий термін, який ному стані В залежності від складу сталі, яка підвикористовується для виразу зварюваності), що в лягає зварюванню, втрата частини певних елемезагальному випадку, перевищує, приблизно, 0,30, нтів може впливати на механічні характеристики а ІНОДІ перевищує, 0,35 ЕПЗ згладжує деякі прозварного шва Крім того, для цих систем характерблеми, що виникають при загальноприйнятих мені великі габарити і громіздкість, а також складтодиках зварювання, наприклад, ДЗМЕЗГ і ДЗФ ність експлуатації Системи ОВ-ЕПЗ менш складні Повна теплота, що підводиться, значно менша, ніж в механічному відношенні, більш компактні та, в у процесах дугового зварювання Це зниження основному, більш прості в експлуатації Однак, теплоти, що підводиться, знижує зміну багатьох обробка ОВ-ЕПЗ має більш обмежене застосуванвластивостей сталевих листів у ході процесу з'єдня, оскільки променю при проходженні через повінання В багатьох випадках ЕПЗ утворює зварне тря властиво дифундувати, розсіюватися, і частз'єднання, яке є більш міцним і/або більш стійким ково втрачати фокусування та ефективність Це до крихкого зламу при низькотемпературній екснакладає обмеження на товщину листа, який можплуатації, ніж аналогічні з'єднання, утворені за на зварити за один прохід ОВ-ЕПЗ також більш допомогою дугового зварювання чутлива до домішок у зварному шві, які можуть обумовлювати зниження межі МІЦНОСТІ та в'язкості ЕПЗ, в порівнянні з дуговим зварюванням того зварних швів у порівнянні із зварними швами, що ж з'єднання дає менші залишкові напруги, ширину отримані при високовакуумній ЕПЗ Тому переваЗТВ і механічну деформацію з'єднання поряд з жним варіантом для виготовлення резервуарів, що потенціальним підвищенням в'язкості ЗТВ Висока відповідають заявленому винаходу, є СВ-ЕПЗ СВЩІЛЬНІСТЬ потужності ЕПЗ також полегшує одноЕПЗ дає найкраще співвідношення між продуктивпрохідне зварювання, що тим самим зводить до ністю зварювання і якістю зварного шва мінімуму час, протягом якого основний метал сталевих листів піддається дії підвищених температур Згідно іншому варіанту реалізації цього винав ході процесу з'єднання Ці особливості ЕПЗ граходу, як методика з'єднання використовується ють важливу роль в мінімізації шкідливого впливу зварювання лазерним променем (ЗЛП) Докладні зварювання на теплочутливі сплави ВІДОМОСТІ про ЗЛП можна знайти у главі 22 "Довідника по зварюванню", т 2, "Зварювальні процеси", Крім того, системи ЕПЗ, які використовують 8-е видання, "Американське зварювальне товариумови зварювання, що відповідають зниженому ство", стор 714 - 738 (1955) Зварювання лазертиску або високому вакууму, приводять до високоним променем багато в чому дає такі ж переваги, чистого середовища, що знижує забрудненість що і ЕПЗ, але має більш обмежену ділянку застозварювальної ванни Зниження вмісту домішок у сування в тому відношенні, що доступне в наш час з'єднанні, звареному електронним променем, обуЕПЗ спроможне утворювати однопрохідні зварні мовлює збільшення в'язкості металу зварного шва 39 53717 40 шви в більш широкому діапазоні товщини листа які відповідають цьому винаходу Можуть існувати або можуть бути розроблені надалі ІНШІ придатні Спеціаліст в даній галузі має достатньо знань і способи з'єднання або зварювання Всі подібні досвіду, щоб використати наведену тут інформаспособи з'єднання або зварювання знаходяться в цію для зварювання листів надміцної низьколегомежах обсягу цього винаходу ваної сталі, утворюючи з'єднання, які мають високу межу МІЦНОСТІ та в'язкість на злам для Хоча вищенаведений винахід був описаний використання, що достатні для виготовлення рестосовно до одного або декількох переважних вазервуарів та інших компонентів, які відповідають ріантів реалізації, слід розуміти, що можуть бути цьому винаходу Можуть існувати або можуть бути утворені ІНШІ модифікації, які не виходять за межі розроблені надалі використання, що достатні для обсягу цього винаходу, що викладений в нижченавиготовлення резервуарів та інших компонентів, веденій формулі винаходу 62 ПРИЙОМ І 52 ОЧИЧЕННЛ ГАЗУ .51 ЇЇГОСУШКА/ ЗБЕРІГАННЯ-* ВИДАЛЕННЯ ПУТІ ФІГ.1 .10 *. ЗБЕРІГАННЯ —-*• 32 Ж зо Фіг.ЗБ 41 42 53717 ш х: X X 32 зоФіг.ЗС ФІГ.4А м 42 tfe 40 ФІГ.4Б ФІГ.4С f 300 + • Зл ш оа напруга-100% Еа мя теїлчісті аи кв п еп — 4 — З.пкшкованнізр'.га=5й%вд ЧЄЖІ тек^-чістг -~J{— Залніикова йапр\ І » ] 5 % К Я межі ГЄКЇЧІСТЇ • ^ ^ / • • 320-,/ cos 01 .0 0.15 аго В'ЯЗКІСТЬ на злом, яка виражена в РВТ (мм) ФІГ.5А 0.25 43 44 53717 315 ФІГ.5Б ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24