Системи елементів технологічних процесів та напірні трубопроводи для зберігання і транспортування рідин при кріогенних температурах

1. Система теплообмінника, що має: (a) корпус теплообмінника для прийому середовища під тиском вище приблизно 1035кПа (150 фун тів на квадратний дюйм) і при температурі нижче приблизно -40°С (-40°F), причому корпус теплообмінника виконаний за допомогою з’єднання разом множини окремих пластин із надвисокоміцної низьколегованої сталі, що містить менше 9 % ваг. нікелю і що має міцність на розрив понад 830МПа (120 кг на квадратний дюйм) і температури в’язкокрихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F), у якій з’єднання між окремими пластинами мають відповідну міцність і в’язкість руйнування при відповідних режимах тиску і температури для прийому середовища, що знаходиться під тиском, і (b) множину перегородок. 2. Система теплообмінника, що має: (а) корпус теплообмінника для прийому зрідженого природного газу, що знаходиться під тиском приблизно від 1035кПа (150 фунтів на квадратний дюйм) приблизно до 7590кПа (1100 фунтів на квадратний 2 (19) 1 3 71558 4 приблизно 1035кПа (150 фунтів на квадратний му зрідженого природного газу, що знаходиться дюйм) і при температурі нижче приблизно -40°С (під тиском, і (b) насадку колони. 40°F), причому камера сепаратора виконана за 9. Насосна система, що має: (a) корпус насоса для допомогою з’єднання разом множини окремих прийому середовища під тиском вище приблизно пластин із надвисокоміцної низьколегованої сталі, 1035кПа (150 фунтів на квадратний дюйм) і при що містить менше 9% ваг. нікелю і що має міцність температурі нижче приблизно -40°С (-40°F), прина розрив понад 830МПа (120кг на квадратний чому корпус насоса виготовлений за допомогою дюйм) і температури в’язко-крихкого переходу з’єднання разом множини окремих пластин із над(DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F), у якій високоміцної низьколегованої сталі, що містить з’єднання між окремими пластинами мають відпоменше 9 % ваг. нікелю і що має міцність на розрив відну міцність і в’язкість руйнування при режимах понад 830МПа (120кг на квадратний дюйм) і темтиску і температури для прийому середовища, що ператури в’язко-крихкого переходу (DBTT) нижче знаходиться під тиском, і (b) щонайменше одну приблизно -73°С (-100°F), у якій з’єднання між окізолюючу перегородку. ремими пластинами мають відповідну міцність і 6. Система сепаратора, що має: (a) камеру сепав’язкість руйнування при відповідних режимах тисратора для прийому зрідженого природного газу, ку і температури для прийому середовища, що що знаходиться під тиском приблизно від 1035кПа знаходиться під тиском, і (b) з'єднання з приводом. (150 фунтів на квадратний дюйм) приблизно до 10. Насосна система, що має: (а) корпус насоса 7590кПа (1100 фунтів на квадратний дюйм) і при для прийому зрідженого природного газу, що знатемпературі приблизно від -123°С (-190°F) приходиться під тиском приблизно від 1035кПа (150 близно до -62°С (-80°F), причому камера сепарафунтів на квадратний дюйм) приблизно до тора виготовлена за допомогою з’єднання разом 7590кПа (1100 фунтів на квадратний дюйм) і при множини окремих пластин із надвисокоміцної нитемпературі приблизно від -123°С (-190°F) призьколегованої сталі, що містить менше 9 % ваг. близно до -62°С (-80°F), причому корпус насоса нікелю і що має міцність на розрив понад 830МПа виконаний за допомогою з’єднання разом множини (120 кг на квадратний дюйм) і температури в’язкоокремих пластин із надвисокоміцної низьколеговакрихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С ної сталі, що містить менше 9 % ваг. нікелю і що (-100°F), у якій з’єднання між окремими пластинамає міцність на розрив понад 830МПа (120 кг на ми мають відповідну міцність і в’язкість руйнуванквадратний дюйм) і температури в’язко-крихкого ня при відповідних режимах тиску і температури переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (100°), у для прийому зрідженого природного газу, що знаякій з’єднання між окремими пластинами мають ходиться під тиском; і (b) щонайменше одну ізовідповідну міцність і в'язкість руйнування при відлюючу перегородку. повідних режимах тиску і температури для прийо7. Система колон технологічного процесу, що має: му зрідженого природного газу, що знаходиться (а) колону технологічного процесу для прийому під тиском, і (b) з’єднання з приводом. середовища під тиском вище приблизно 1035 кПа 11. Система розширення, що має: (а) канал роз(150 фунтів на квадратний дюйм) і при температурі ширення для прийому середовища під тиском винижче приблизно -40°С (-40°F); причому колона ще приблизно 1035кПа (150 фунтів на квадратний технологічного процесу виготовлена за допомогою дюйм) і при температурі нижче приблизно -40°С (з’єднання разом множини окремих пластин із над40°F), причому канал розширення виконаний за високоміцної низьколегованої сталі, що містить допомогою з’єднання разом множини окремих менше 9 % ваг. нікелю і що має міцність на розрив пластин із надвисокоміцної низьколегованої сталі, понад 830МПа (120кг на квадратний дюйм) і темщо містить менше 9% ваг. нікелю і що має міцність ператури в’язко-крихкого переходу (DBTT) нижче на розрив понад 830МПа (120кг на квадратний приблизно -73°С (-100°F), у якій з’єднання між окдюйм) і температури в’язко-крихкого переходу ремими пластинами мають відповідну міцність і (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F), у якій в’язкість руйнування при відповідних режимах тисз’єднання між окремими пластинами мають відпоку і температури для прийому середовища, що відну міцність і в’язкість руйнування при згаданих знаходиться під тиском, і (b) насадку колони. режимах тиску і температури для прийому згада8. Система колон технологічного процесу, що має: ного середовища, що знаходиться під тиском, і (b) (а) колону технологічного процесу, для прийому розширювальний скрубер. зрідженого природного газу, що знаходиться під 12. Система розширення, що має: (a) канал розтиском приблизно від 1035кПа (150 фунтів на кваширення, для прийому зрідженого природного гадратний дюйм) приблизно до 7590кПа (1100 фунзу, що знаходиться під тиском приблизно від тів на квадратний дюйм) і при температурі прибли1035кПа (150 фунтів на квадратний дюйм) приблизно від -123°С (-190°F) приблизно до -62°С (-80° зно до 7590кПа (1100 фунтів на квадратний дюйм) F), причому колона технологічного процесу викоі при температурі приблизно від -123°С (-190°F) нана за допомогою з’єднання разом множини приблизно до -62°С (-80°F), причому канал розшиокремих пластин із надвисокоміцної низьколеговарення виконаний за допомогою з’єднання разом ної сталі, що містить менше 9% ваг. нікелю і що множини окремих пластин із надвисокоміцної нимає міцність на розрив понад 830МПа (120кг на зьколегованої сталі, що містить менше 9% ваг. квадратний дюйм) і температури в’язко-крихкого нікелю і що має міцність на розрив понад 830МПа переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F), (120кг на квадратний дюйм) і температури в’язкоу якій з’єднання між окремими пластинами мають крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С відповідну міцність і в’язкість руйнування при від(-100°F), у якій з’єднання між окремими пластинаповідних режимах тиску і температури для прийоми мають відповідну міцність і в’язкість руйнуван 5 71558 6 ня при відповідних режимах тиску і температури проводів, що має: (a) щонайменше один контейнер для прийому зрідженого природного газу, що знадля зберігання і для прийому зрідженого природходиться під тиском, і (b) розширювальний скруного газу, що знаходиться під тиском приблизно бер. від 1035кПа (150 фунтів на квадратний дюйм) при13. Система розподільних мереж напірних тр убоблизно до 7590кПа (1100 фунтів на квадратний проводів, що має: (а) щонайменше один контейдюйм) і при температурі приблизно від -123°С (нер для зберігання і для прийому середовища під 190°F) приблизно до -62°С (-80°F), причому контиском вище приблизно 1035 кПа (150 фун тів на тейнер для зберігання виконаний за допомогою квадратний дюйм) і при температурі нижче приз’єднання разом множини окремих пластин із надблизно -40°С (-40°F) причому контейнер для зберівисокоміцної низьколегованої сталі, що містить гання виготовлений за допомогою з’єднання разом менше 9 % ваг. нікелю і що має міцність на розрив множини окремих пластин із надвисокоміцної нипонад 830МПа (120кг на квадратний дюйм) і темзьколегованої сталі, що містить менше 9 % ваг. ператури в’язко-крихкого переходу (DBTT) нижче нікелю і що має міцність на розрив понад 830МПа приблизно -73°С (-100°F), у якій з’єднання між ок(120кг на квадратний дюйм) і температури в’язкоремими пластинами мають відповідну міцність і крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С в’язкість руйнування при відповідних режимах тис(-100°F), у якій з’єднання між окремими пластинаку і температури для прийому зрідженого природми мають відповідну міцність і в’язкість руйнуванного газу, що знаходиться під тиском, і (b) щонайня при відповідних режимах тиску і температури менше один розподільний канал. для прийому середовища, що знаходиться під тис16. Система розподільних мереж напірних тр убоком, і (b) щонайменше один розподільний канал. проводів, що має: (а) щонайменше один розподі14. Система розподільних мереж напірних тр убольний канал для прийому зрідженого природного проводів, що містить: газу, що знаходиться під тиском приблизно від (а) щонайменше один розподільний канал для 1035кПа (150 фунтів на квадратний дюйм) приблиприйому середовища під тиском вище приблизно зно до 7590кПа (1100 фунтів на квадратний дюйм) 1035кПа (150 фунтів на квадратний дюйм) і при і при температурі приблизно від -123°С (-190°F), температурі нижче приблизно -40°С (-40°F), приприблизно до -62°С (-80°F), причому розподільний чому щонайменше один розподільний канал викоканал виготовлений за допомогою з’єднання рананий за допомогою з’єднання разом множини зом множини окремих пластин із надвисокоміцної окремих пластин із надвисокоміцної низьколегованизьколегованої сталі, що містить менше 9 % ваг. ної сталі, що містить менше 9 % ваг. нікелю і що нікелю і що має міцність на розрив понад 830 МПа має міцність, на розрив понад 830МПа (120кг на (120 кг на квадратний дюйм) і температури в’язкодюйм) і температури в’язко-крихкого переходу крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (DBTT) нижче приблизно -73°С (-106°F), у якій (-100°F), у якій з’єднання між окремими пластиназ’єднання між окремими пластинами мають відпоми мають відповідну міцність і в’язкість руйнуванвідну міцність і в’язкість руйнування при відповідня при відповідних режимах тиску і температури них режимах тиску і температури для прийому для прийому зрідженого природного газу, що знасередовища, що знаходиться під тиском, і (b) щоходиться під тиском, і (b) щонайменше одну ємнайменше одну ємність для зберігання. ність для зберігання. 15. Система розподільних мереж напірних тр убо Цей винахід відноситься до елементів технологічних процесів, контейнерів і труб для схову і рідин при кріогенних температурах. Більш конкретно, цей винахід відноситься до елементів технологічного процесу, контейнерів і труб, що виготовлені з понадвисокоміцної низьколегованої сталі, що містить менше 9%ваг. нікелю і яка має міцність на розрив понад 830МПа (120кг на квадратний дюйм ) і температуру в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). У описі дані такі визначення різноманітним термінам. Для зручності тут наданий Словник термінів, що передує формулі винаходу. Часто в промисловості необхідні елементи технологічного процесу, контейнери і труби, що мають відповідну ударну в'язкість і призначені для технологічного процесу, схову та транспортування рідин при кріогенних температурах, а саме, при температурах нижче приблизно -40°С (-40°F), без ушкодження. Це особливо актуально в області одержання вуглеводнів і в їхній хімічній переробці. Наприклад, кріогенні процеси використовуються для забезпечення поділу компонентів в вуглеводневих рідинах та газах. Кріогенні процеси використовуються також при сепарації і схові таких середовищ, як кисень і двоокис вуглецю. Інші кріогенні технологічні процеси, використовувані в промисловості, включають термічні цикли при генеруванні енергії, процеси охолодження і процеси зрідження. У термічному процесі генерування енергії звичайно використовують оборотний цикл Ранкіна і його модифікації для генерування енергії шляхом утилізації наявної енергії охолодження з джерела з наднизькою температурою. У 7 71558 8 найбільше простій формі циклу відповідне середоня потребують використання ємностей для зберівище, таке як етилен, конденсують при низькій гання і/або трубопроводів, виготовлених із матерітемпературі, перекачують під тиском, випаровують алу, що має відповідну ударну в'язкість при і розширюють за допомогою пропускання крізь кріогенних температурах для запобігання руйнутурбіну, сполучен у з генератором. ванню і відповідну міцність, щоб витримувати виІснує широка різноманітність галузей застосусокі тиски середовища. вання, у яких використовуються насоси для переТемпература в'язко-крихкого переходу (DBTT) міщення кріогенних рідин у технологічному процесі забезпечує два режими руйнування в конструкційі системах охолодження, де температура може них сталях. При температурах нижче температури бути нижче приблизно -73°С (-100°F). Крім того, в'язко-крихкого переходу (DBTT) р уйнування в коли горючі середовища випускаються в конусну сталі має тенденцію до виникнення (крихкого) руйсистему в процесі переробки, тиск середовища нування в низькоенергетичному діапазоні, тоді як знижується, наприклад, за допомогою запобіжного при температурах ви ще DBTT руйнування в сталі регулятора тиску. має тенденцію до виникнення високоенергетичноПадіння тиску призводить до зниження темпего в'язкого руйнування. Сталі, що зварюються, ратури середовища. Якщо падіння тиску є достатвикористовувані в конструкціях контейнерів для ньо високим, то температура отриманого в резберігання і транспортування для застосувань при зультаті середовища може виявитися достатньо кріогенних температурах і для інших високих нанизькою, щоб ударна в'язкість вуглецевих сталей, вантажень при кріогенних температурах, повинні звичайно використовуваних у розширювальних мати температури в'язко-крихкого переходу системах, виявилася незадовільною. Типові вуг(DBTТ) значно нижче температури їхньої служби, лецеві сталі можуть руйнуватися при кріогенних як у самої сталі, так і в зоні теплового впливу зватемпературах. рювання (HAZ), щоб уникнути р уйнування відколВ багатьох галузях промислового застосуванком у низькоенергетичному діапазоні . ня речовини зберігаються і транспортуються при Нікельвмісні сталі, використовувані звичайно високих тисках, як, наприклад, стиснуті гази. Як для застосувань у конструкціях при кріогенних теправило, контейнери для зберігання і транспортумпературах, наприклад, сталі з утриманням нікелю вання стиснутих газів виготовляються зі стандартпонад приблизно 3ваг., мають низькі температури них, що випускаються промисловістю вуглецевих в'язко-крихкого переходу (DBTT), але мають також сталей або з алюмінію для забезпечення ударної відносно низьку міцність на розрив. Як правило, в'язкості, необхідної контейнерам для транспортусталі, що випускаються промисловістю, з 3,5%ваг. вання речовин, що швидко оброблюються, і стінки Ni, 5,5%ваг. Ni та 9%ваг. Ni мають температури ємностей повинні бути відносно товстими, щоб в'язко-крихкого переходу (DBTT) приблизно -100°С забезпечити міцність, необхідну для схову газу під (-150°F), -155°C (-250°F) і -175°С (-280°F), відповівисоким тиском. Конкретно, газові балони високого дно, та міцність на розрив приблизно до 485МПа тиску широко використовуються для зберігання і (70кг на квадратний дюйм), 620МПа (90кг на квадтранспортування таких газів, як кисень, азот, ацератний дюйм) і 830МПа (120кг на квадратний тилен, аргон, гелій і двоокис вуглецю. Як варіант, дюйм), відповідно. Для досягнення таких сполутемпературу середовища можна знижувати для чень міцності й ударної в'язкості ці сталі звичайно одержання насиченої газом рідини і навіть перепіддаються дорогому опрацюванню, наприклад, охолодження, якщо необхідно, із тим щоб речовиподвійному відпалу. У випадку застосувань при ну можна було зберігати і транспортувати як рідикріогенних температурах у промисловості в даний ну. Речовини можуть бути зріджені при сполученні час використовуються ці промислові нікельвмісні тисків і температур, що відповідають умовам темсталі завдяки їх достатній ударній в'язкості при ператури початку кипіння у речовин. У залежності низьких температурах, але при проектуванні повід властивостей середовища може бути економітрібно враховувати їх відносно низьку міцність на чно вигідно зберігати і транспортувати середовирозрив. Як правило, для застосувань при високих ще в стиснутому виді, в умовах кріогенної темпенавантаженнях і кріогенних температурах у консратури, якщо існує недорогий засіб для зберігання трукціях потрібна зайва товщина сталі. Таким чиі транспортування середовища, що знаходиться ном, використання цих нікельвмісних сталей для під тиском, при кріогенній температурі. Можливі застосувань при високих навантаженнях і кріогендекілька способів транспортування середовища, них температурах має тенденцію до надмірних що знаходиться під тиском, при кріогенних темпевитрат через високу вартість сталі в сполученні, із ратурах, наприклад, вантажівки-танкери, автоциснеобхідними товщинами сталі. терни або морський транспорт. Коли середовища, Хоча деякі, що випускаються промисловістю що знаходяться під тиском, при кріогенних темпевуглецеві сталі мають температури в'язко-крихкого ратурах середовища підлягають використанню переходу (DBTT), такі як приблизно -46°С (-50°F), місцевими розподільниками в умовах підвищеного вуглецеві сталі, що використовуються в основному тиску і при кріогенних температурах. Крім контейдля виготовлення застосовуваних у промисловості нерів для зберігання і транспортування, альтернаелементів технологічних процесів і контейнерів тивним способом є трубопровідна розподільна для процесів одержання і хімічної переробки вугсистема, тобто, трубопроводи між центральним леводнів, не мають достатньої ударної в'язкості місцем зберігання, куди подається і де накопичудля використання в умовах кріогенних температур. ється середовище, у великому обсязі при кріогенЯк правило, для виготовлення застосовуваних у них температурах і місцевими розподільниками промисловості елементів технологічних процесів і або користувачами. Всі ці способи транспортуванконтейнерів, що працюють в умовах кріогенних 9 71558 10 температур звичайно використовуються матеріали Exxon Production Research Company, у кріогенних з більш високою ударною в'язкістю, ніж у вуглецесистемах охолодження, у низькотемпературних вої сталі, наприклад, нікельвмісні сталі, що промисистемах генерування енергії й у кріогенних прослово випускаються, (від 3,5 до 9%ваг. Ni), алюміцесах, пов'язаних із виробництвом етилену і проній (А1-5083 або А1-5085) або нержавіючі сталі. пілену. Використання цих нових елементів техноКрім того, іноді використовуються спеціальні малогічних процесів, контейнерів і труб успішно теріали, такі як титанові сплави і спеціальні компознижують ризик холодного крихкого руйнування, як зити з крученого скловолокна, просоченого епокправило, пов'язаного зі звичайними вуглецевими сидною смолою. Проте, елементи технологічних сталями, що працюють при кріогенних температупроцесів, контейнери і/або труби, виготовлені з рах. Крім того, ці елементи технологічних процесів цих матеріалів, часто мають стінки підвищеної і контейнери можуть підвищити економічну принатовщини, щоб одержати потрібну міцність. Це збідність проекту. льшує вагу елементів і контейнерів, що підлягають Переваги цього винаходу будуть більш зрозуустановленню і/або транспортуванню, часто істотмілі з нижченаведеного докладного опису з посино підвищують витрати на проектування. Крім того, ланням на супровідні креслення, на яких: ці матеріали мають тенденцію до більш високої На Фіг.1 надана типова потокова схема техновартості, ніж стандартні вуглецеві сталі. Додаткові логічного процесу, що ілюструє використання девитрати на установлення і транспортування товсяких елементів технологічного процесу відповідно тостінних елементів і контейнерів в сполученні з до цього винаходу в метановідгінній газовій успідвищеною вартістю матеріалу для їхнього виготановці; товлення призводять у результаті до зниження На Фіг.2 показаний однопротоковий теплообекономічної принадності проектів. мінник із фіксованою трубною решіткою відповідно Існує необхідність в елементах технологічних до цього винаходу; процесів і контейнерах, придатних для економічноНа Фіг.3 показаний теплообмінник котельного го зберігання і транспортування речовин при кріоребойлера відповідно до цього винаходу; генних температурах. Крім того, існує необхідність На Фіг.4 показаний сепаратор сировини з розу тр убах, придатних для економічного зберігання і ширювачем у відповідності d, цим винаходом; транспортування речовин при кріогенних темНа Фіг.5 показана розширювальна система пературах. відповідно до цього винаходу; Тому головною задачею цього винаходу є На Фіг.6 показана система розподілу з мерестворення елементів технологічних процесів і конжею трубопроводів відповідно до цього винаходу; тейнерів для економічного зберігання і транспорНа Фіг.7 показаний конденсатор відповідно до тування речовин при кріогенних температурах і цього винаходу, при використанні в оборотному створення труб, придатних для економічного збециклі Ранкіна; рігання і транспортування речовин при кріогенних На Фіг.8 показаний конденсатор відповідно до температурах. Ін шою задачею цього винаходу є цього винаходу при використанні в каскадному створення таких елементів те хнологічних процесів, циклі охолодження; контейнерів і труб, що вигото вляються з матеріаНа Фіг.9 показаний випарник відповідно до лів, що мають як відповідну міцність, так і в'язкість цього винаходу при використанні в каскадному руйнування, для утримання в них речовин, що циклі охолодження; знаходяться під тиском, при кріогенних темНа Фіг.10 показана насосна система відповідпературах. но до цього винаходу; Відповідно до поставлених задач цього винаНа Фіг.11 показала технологічна система з коходу розроблені елементи технологічних процесів, лоною відповідно до цього винаходу; контейнери і труби для зберігання і транспортуНа Фіг.12 показана інша технологічна система вання речовин при кріогенних температурах. Ці з колоною відповідно до цього винаходу; елементи технологічних процесів, контейнери і На Фіг.13А показаний графік критичної глибини труби відповідно до цього винаходу розроблені дефекту при даній довжині дефекту як функції для виготовлення з матеріалів, що включають в'язкості руйнування шляхом вільного поширення надвисокоміцні низьколеговані сталі, що містять кінця тріщини (CTOD) і залишкових напруг; і менше 9%ваг. нікелю, що краще містять менше На Фіг.13В показана геометрія (довжина і глиприблизно 7%ваг. нікелю, більш краще, що містять бина) дефекту. менше приблизно 5%ваг. нікелю і ще більш краще, Хоча цей винахід буде описано відповідно до що містять менше приблизно 3%ваг. нікелю. Сталі його кращих варіантів, повинно бути зрозуміло, що мають надвисоку міцність, наприклад, міцність на вони не обмежують винахід. Навпаки, винахід прирозрив (як визначено тут) понад 830МПа (120кг на пускає вмикання в об'єм його домагань усіх варіаквадратний дюйм) і температур у в'язко-крихкого нтів, модифікацій і еквівалентів, що не відходять переходу (DBTT) (як визначено тут) нижче привід суті й обсягу винаходу, як визначено формублизно -73°С (-100°F). лою винаходу. Ці нові елементи технологічних процесів і конЦей винахід відноситься до нових елементів тейнери можуть бути переважно використані, натехнологічних процесів, контейнерів та тр уб, викоприклад, у випарниках кріогенних установок для ристовуваних для переробки, зберігання і трансуловлювання природного газу з рідин, у процесах портування речовин при кріогенних температурах; обробки і зрідженні зріджуємого природного газу і, крім того, до елементів те хнологічних процесів, ("LNG"), у процесі з регульованою зоною замороконтейнерів і труб, що виготовлені з матеріалів, жування ("CFZ"), уперше розробленому фірмою що включають надвисокоміцну низьколеговану 11 71558 12 сталь, що містить менше 9%ваг. нікелю і яка має дюйм) і в температурі приблизно від -112°С (міцність на розрив понад 830МПа (120кг на квад170°F) до приблизно -62°С (-80°F). Більш краще, ратний дюйм) і температур у в'язко-крихкого перепаливний природний газ зберігається в діапазоні ходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Кратисків приблизно від 2415кПа (350 фун тів на квадще надвисокоміцна низьколегована сталь має ратний дюйм) до 4830кПа (700 фунтів на квадратпідвищену ударну в'язкість при кріогенних темпений дюйм) і в температурному діапазоні приблизно ратурах як у базовому товстому листі, так і в зоні від -101°С (-150°F) до приблизно -79°С (-110°F). теплового впливу зварювання (HAZ). Ще більш краще, нижні межі тиску і температурні Розроблене елементи технологічних процесів, діапазони для паливного природного газу складаконтейнери і труби, використовувані для переробють приблизно 2760кПа (400 фунтів на квадратний ки і зберігання речовин при кріогенних температудюйм) і приблизно -96°С (-140°F). Елементи техрах, при цьому елементи технологічних процесів, нологічних процесів, контейнери і труби відповідно контейнери і труби вигото влені з матеріалів, що до цього винаходу краще використовуються для включають надвисокоміцну низьколеговану сталь, переробки природного газу, що знаходиться під що містить менше 9%ваг. нікелю і яка має міцність тиском, без обмеження цим цього винаходу. на розрив понад 830МПа (120кг на квадратний Сталь для виготовлення елементів технологідюйм) і температуру в'язко-крихкого переходу чних процесів, контейнерів і труб (DRTT) нижче приблизно -73°С (-100°F): Краще Для виготовлення елементів технологічних надвисокоміцна низьколегована сталь містить мепроцесів, контейнерів і труб відповідно до цього нше приблизно 7%ваг. нікелю і більш краще, місвинаходу і відповідно до відомих принципів мехатить менше приблизно 5%ваг. нікелю. Краще наднізмів руйнування, що описуються тут, може бути високоміцна низьколегована сталь має міцність на використана будь-яка надвисокоміцна низьколегорозрив понад 860МПа (125кг на квадратний дюйм), вана сталь, що містить менше 9%ваг. нікелю і яка а більш краще понад 900МПа (130кг на квадратмає відповідну міцність руйнування, для зберіганний дюйм). Ще більш краще, елементи технологічня при кріогенних температурах таких речовин, як них процесів, контейнери і труби відповідно до зріджений природний газ, що знаходиться під тисцього винаходу виготовлені з матеріалів, що вклюком, в умовах технологічного процесу. Прикладом чають надвисокоміцну низьколеговану сталь, що сталі для використання в цьому винаході, без обмістить менше 3%ваг. нікелю і яка має міцність на меження при цьому винаходу, є надвисокоміцна розрив понад 1000МПа (145кг на квадратний низьколегована сталь, що зварюється, що містить дюйм) і температуру в'язко-крихкого переходу менше 9%ваг. нікелю і яка має міцність на розрив (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). понад 830МПа (120кг на квадратний дюйм) і відпоУ п'ятьох одночасно поданих заявках на попевідну в'язкість для запобігання виникнення руйнуредні патенти США по «PLNG», кожна з який має вання, тобто, випадку руйнування в умовах роботи назву "Удосконалена система переробки, зберіпри кріогенній температурі. Іншим прикладом сталі гання і транспортування зрідженого природного для використання в цьому винаході, без обмеженгазу", описані контейнери і морські танкери для ня при цьому винаходу, є надвисокоміцна низькозберігання і морського транспортування зрідженолегована сталь, що зварюється, яка містить менго природного газу, що знаходиться піл тиском, ше приблизно 3%ваг. нікелю і що має міцність на (PLNG) у широкому діапазоні тисків, приблизно від розрив, щонайменше, приблизно 1000МПа (145кг 1035КПа (150кг на квадратний дюйм) до приблизна квадратний дюйм) і відповідну в'язкість для зано 7590КПа (1100кг на квадратний дюйм), і у шипобігання виникнення руйнування, тобто, випадку рокому температурному діапазоні, приблизно від руйнування в умовах роботи при кріогенній темпе123°С (-190°F) до приблизно -62°С (-80°F). Сама ратурі. Сталі цих прикладів краще мають темпераостання з заявок на патенти по PLNG має пріоритуру в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче притет від 14 травня 1998р. і зареєстрована під реблизно -73°С (-100°F). єстраційним №97006Р4 і має номер заявки Останні досягнення в технології виробництва 60/085467 Відомства США по патентах і товарних сталей дозволяють одержати нові надвисокоміцні знаках. Перша з заявок на патенти по PLNG має низьколеговані сталі з підвищеною в'язкістю руйпріоритет від 20 червня 1997р. і зареєстрована нування при кріогенних температурах. Наприклад, Відомством США під номером заявки 60/050280. у патентах США на ім'я «Коо et al.» №№5531842, Друга з заявок на патенти по PLNG має пріоритет 5545269 і 5545270 описані нові сталі і способи вивід 28 липня 1997р. і зареєстрована Відомством робництва цих сталей для одержання товстих стаСША під номером заявки 60/053966. Третя з залевих листів із міцністю на розрив приблизно явок на патенти по PLNG має пріоритет від 19 гру830МПа (120кг на квадратний дюйм), 965МПа дня 1997р. і зареєстрована Відомством США під (140кг на квадратний дюйм) і вище. Сталі і способи номером заявки 60/068226. Четверта з заявок на виробництва, описані в них, були поліпшені і мопатенти по PLNG має пріоритет від 30 березня дифіковані для одержання комбінованих хімічних 1998р. і зареєстрована Відомством США під номескладів сталей і технологічного процесу одержанром заявки 60/079904. Крім того, у заявках на паня надвисокоміцних низьколегованих сталей з підтенти по PLNG описані системи і контейнери для вищеною в'язкістю руйнування при кріогенних тепереробки, зберігання і транспортування зрідженомпературах як у самої сталі, так і в зоні теплового го природного газу, що знаходиться під тиском, впливу зварювання (HAZ). Ці над високоміцні ни(PLNG). Краще паливо PLNG зберігається при тисзьколеговані сталі мають також підвищену в'язку приблизно від 1725кПа (250 фунтів на квадраткість руйнування, вище, ніж у стандартних надвиний дюйм) до 7590кПа (1100 фунтів на квадратний сокоміцних низьколегованих сталей, що 13 71558 14 випускаються промислово. Поліпшені сталі описагомогенізувати сталевий сляб, (іі) розчинити по ні в одночасно поданій заявці на попередній пасуті всі карбіди і карбонітриди ніобію і ванадію в тент США, за назвою «НАДВИСОКОМІЦНІ СТАЛІ сталевому слябі і (ііі) одержати в сталевому слябі З ПІДВИЩЕНОЮ В'ЯЗКІСТЮ РУЙНУВАННЯ ПРИ первинні аустенітні зерна; (b) обтиснення сталевоКРІОГЕННИХ ТЕМПЕРАТУРАХ»; яка має пріориго сляба для одержання товстого сталевого листа тет від 19 гр удня 1997р. і зареєстрована Відомза один або декілька проходів гарячого прокатуством США по патентах і товарних знаках під новання в першому температурному діапазоні, у мером заявки 60/068194; в одночасно поданій якому відбувається рекристалізація аустеніту; (с) заявці на попередній патент США, за назвою наступного обтиснення товстого сталевого листа "НАДВИСОКОМІЦНІ ПОСТАРЕНІ У АУСТЕНІТза один або декілька проходів гарячого прокатуНОМУ СТАНІ СТАЛІ З ПІДВИЩЕНОЮ В'ЯЗКІСТЮ вання в другому температурному діапазоні нижче РУЙНУВАННЯ ПРИ КРІОГЕННИХ ТЕМПЕРАТУприблизно температури Тnr і вище приблизно темРАХ", що має пріоритет від 19 грудня 1997р. і заператури перетворення Аr3; (d) загартування товсреєстровані у Відомстві США під номером заявки того сталевого листа зі швидкістю охолодження 60/068252 і в одночасно поданій заявці на попереприблизно від 10°С у секунду до 40°С у секунду дній патент США, за назвою "НАДВИСОКОМІЦНІ (18-72°F/ceK) до температури кінця загартування ДВОФАЗНІ СТАЛІ З ПІДВИЩЕНОЮ В'ЯЗКІСТЮ нижче приблизно температури перетворення Ms РУЙНУВАННЯ ПРИ КРІОГЕННИХ ТЕМПЕРАТУплюс 200°С (360°F); (e) закінчення загартування; і РАХ", що має пріоритет від 19 грудня 1997р. і за(f) відпуску товстого сталевого листа при темперареєстровані Відомством США під номером заявки турі відпуску приблизно від 400°С (752°F) по суті 60/068816 (узагальнено, "Заявки на патенти по до температури перетворення Ас1 краще по суті до сталях"). температури перетворення Ас1, але не рівній цій Нові сталі, описані в заявках на патенти по температурі, протягом періоду часу, достатнього, сталях і додатково описані в наведених нижче щоб викликати виділення часток , що зміцнюють, а прикладах, особливо підходять для виготовлення саме, одного або більш виділень: ε-міді, Мо2С або елементів технологічних процесів, контейнерів і карбідів і карбонітридів ніобію і ванадію. Період труб відповідно до цього винаходу, при цьому ці часу, достатній, щоб викликати виділення часток , сталі мають такі характеристики, краще для товсщо зміцнюють, залежить насамперед від товщини тих сталевих листів товщиною приблизно 2,5см (1 сталевого листа, хімічного складу сталевого листа дюйм) і більш: (і) температуру в'язко-крихкого пеі температури відпуску і може бути визначений реходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F), фа хівцем у даній галузі техніки. (Див. Словник для краще, нижче приблизно 107°С (-160° F) у головної визначення понять: часток, що зміцнюють, темпесталі й у зоні теплового впливу зварювання (HAZ); ратури Тnr температур перетворень Ar3, Ms і Ас1 і (іі) міцність на розрив понад 830МПа (120кг на визначення Мо2С.). квадратний дюйм), краще, понад приблизно Для одержання ударної в'язкості при темпера860Мпа (125кг на квадратний дюйм), а більш кратурі навколишнього середовища і при кріогенній ще, понад приблизно 900МПа (130кг на квадраттемпературі сталь відповідно до цього винаходу ний дюйм); (ііі) підвищену зварюваність: (iv) праккраще містить мікроструктур у, що переважно тично однорідні по товщині мікроструктур у і складається з відпущеного дрібнозернистого нижвластивості і (v) підвищену в'язкість руйнування в нього бейніту, відпущеного дрібнозернистого плапорівнянні зі стандартними високоміцними низькостинчастого мартенсіту або їхніх сумішей. Краще легованими сталями, що випускаються промислопо суті мінімізувати утворення крихких компоненвістю. Ще більш краще, ці сталі мають міцність на тів, таких як верхній бейніт, двійниковий мартенсит розрив понад приблизно 930МПа (135кг на кваді мартенсит/аустеніт (МА). Поняття "переважно", як ратний дюйм) або понад приблизно 965МПа (140кг воно використано в описі цього винаходу й у форна квадратний дюйм), або понад приблизно мулі винаходу, означає, щонайменше, 50 об'ємних 1000МПа (145кг на квадратний дюйм). процентів. Більш краще, мікроструктура містить, Перший приклад сталей щонайменше, приблизно від 60 до 80% об'єми. Як описано вище, в одночасно поданій заявці відпущеного дрібнозернистого нижнього бейніту, на попередній патент США, що має пріоритет від відпущеного дрібнозернистого пластинчастого 19 грудня 1997p., озаглавленої "Надвисокоміцні мартенситу або їхніх сумішей. Ще більш краще сталі з підвищеною в'язкістю руйнування при кріомікроструктура містить, щонайменше, 90% об'єми, генних температурах", і зареєстрованої Відомвідпущеного дрібнозернистого нижнього бейніту, ством США по патентах і товарних знаках під новідпущеного дрібнозернистого пластинчастого мером заявки 60/068194, наведений опис сталей, мартенситу або їхніх сумішей. Найбільш краще що підходять для використання в цьому винаході. мікроструктура складається з 100% об'єми. відпуЗапропоновано спосіб одержання товстого листа з щеного дрібнозернистого пластинчастого марнадвисокоміцної сталі, що має мікроструктур у, що тенситу. складається переважно з відпущеного дрібнозерОброблюваний сталевий сляб відповідно до нистого пластинчастого мартенситу, відпущеного цього першого прикладу сталі одержують звичайдрібнозернистого нижнього бейниту або їхніх суною чином, і в одному варіанті він містить залізо і мішей, що включають етапи: (а) нагрівання сталетакі легуючі елементи, краще у вагових діапазового сляба до температури попереднього нагрінах, наведених нижче в таблиці 1: вання, достатньо високої, щоб (і) по суті 15 71558 Таблиця 1 Легуючий елемент Діапазон ( ваг. % ) Вуглець (С) 0,04-0,12, більш краще 0,04-0,07 Марганець (Μn) 0,5-2,5, більш краще 1,0-1,8 Нікель (Ni) 1,0-3,0, більш краще 1,5-2,5 Мідь (Сu) 0,1-1,5, більш краще 0,5-1,0 Молібден (Мо) 0,1-0,8, більш краще 0,2-0,5 Ніобій (Nb) 0,02-0,1, більш краще 0,03-0,05 Титан (Ті) 0,008-0,03, більш краще 0,01-0,02 Алюміній (Аl) 0,001-0,05, більш краще 0,0050,03 Азот (N) 0,002-0,005, більш краще 0,002-0,003 Іноді в сталь додають ванадій (V), краще до приблизно 0,10%ваг., а більш краще приблизно від 0,02 до 0,05%ваг. Іноді в сталь додають хром (Сr), краще до приблизно 1,0-%ваг., а більш краще приблизно від 0,2 до 0,6%ваг. Іноді в сталь додають кремній (Si); краще до приблизно 0,5%ваг., більш краще приблизно від 0,01 до 0,5%ваг., а ще більш краще приблизно від 0,05 до 0,1%ваг. Іноді в сталь додають бор (В), краще приблизно до 0,0020%ваг., а більш краще приблизно від 0,0006 до 0,0010%ваг. Сталь краще містить, щонайменше, 1%ваг. нікелю. Утримання нікелю в сталі, якщо необхідно, можна збільшити приблизно вище 3%ваг. для поліпшення експлуатаційних властивостей після зварювання. Причому, додавання кожного 1%ваг. нікелю знижує температуру в'язко-крихкого переходу (DBTT) сталі приблизно на 10°С (18°F). Утримання нікелю краще складає менше 9%ваг., більш краще, менше приблизно 6%ваг. Утримання нікелю зводять до мінімуму, щоб мінімізувати вартість сталі. Якщо утримання нікелю перевищує приблизно 3%ваг., то можна зменшити утримання марганцю приблизно нижче 0,51%ваг., до 0,0%ваг. Таким чином, краще утримання марганцю складає приблизно до 2,5%ваг. Крім того, краще практично зводити до мінімуму утримання домішок у сталі. Утримання фосфору (Р) складає краще менше приблизно 0,01%ваг. Утримання сірки (S) складає краще менше приблизно 0,004%ваг. Утримання кисню (О) складає краще менше приблизно 0,002%ваг. Сталь відповідно до цього винаходу одержують за допомогою виготовлення сляба потрібного складу, як описано тут; нагрівання сляба до температури приблизно від 955 до 1065°С (17501950°F); гарячого прокатування сляба для одержання товстого сталевого листа за один або декілька проходів при обтисненні приблизно від 30 до 70%, у першому температурному діапазоні, в якому відбувається рекристалізация аустеніту, тобто, вище приблизно температури Тnr, і наступного прокатування сталевого листа за один або декілька проходів з обтисненням приблизно від 40 до 16 80%, у другому температурному діапазоні нижче приблизно температури Тnr і вище приблизно температури перетворення Аr3. Потім гарячекатаний сталевий лист гартують із швидкістю охолодження приблизно від 10 до 40°С у секунду (18-72°F/ceк) до відповідної температури кінця загартування (QST) (відповідно до визначення в Словнику), нижче приблизно температури перетворення Ms плюс 200°С(360°F), при якій загартування закінчують. У одному варіанті цього першого приклада сталі сталевий лист потім охолоджують на повітрі до температури навколишнього середовища. Дану технологію обробки використовують для одержання мікроструктури, що переважно складається в головному з дрібнозернистого пластинчастого мартенситу, дрібнозернистого нижнього бейніту або їхні х сумішей, або, більш краще, що містить по суті 100% дрібнозернистого пластинчастого мартенситу. Отриманий у такий спосіб мартенсит прямого загартування в сталях відповідно до цього винаходу містить високу міцність, проте, його ударна в'язкість може бути поліпшена за допомогою відпуску при відповідній температурі від приблизно більш 400°С (752°F) до приблизно температури перетворення Ас1. Відпуск сталі, при якому використовують цей температурний діапазон, призводить також до зниження гартівних напруг, що у свою чергу веде до підвищення в'язкості. Хоча відпуск може підвищити ударну в'язкість сталі, він звичайно призводить до істотного зниження міцності. Відповідно до цього винаходу звичайні втрати міцності в результаті відпуску компенсують за допомогою дисперсійного зміцнення, що викликається виділеннями. Дисперсійне зміцнення, викликане дрібнодисперсними виділеннями міді і сумішшю карбідіов і/або карбонітридів, використовують для оптимізації міцності й ударної в'язкості в процесі відпуску мартенситної структури. Унікальний хімічний склад сталей відповідно до цього винаходу дозволяє виконувати відпуск в широкому діапазоні, приблизно від 400 до 650°С (750-1200°F), без якоїсь значної втрати міцності, отриманої при загартуванні. Відпуск товстого сталевого листа виконують краще при температурі відпуску від приблизно вище 400°С (752°F) до температури нижче температури перетворення Ас1 протягом періоду часу, достатнього для забезпечення виділень часток, що зміцнюють, (як описано тут). Дана технологія обробки сприяє перетворенню мікроструктури сталевого листа переважно у відпущений дрібнозернистий пластинчастий мартенсит, відпущений дрібнозернистий нижній бейніт або їх суміші. Крім того, період часу, достатній для забезпечення виділень часток, що зміцнюють, залежить головним чином від товщини сталевого листа, хімічного складу сталевого листа і температури відпуску, і може бути визначений фахівцем у даній області техніки. Другий приклад сталей Як описано вище, в одночасно поданій заявці на попередній патент США, що має пріоритет від 19 грудня 1997p., за назвою «Надвисокоміцні зістарені в аустенітному стані сталі з підвищеною в'язкістю руйнування при кріогенних температу 17 71558 18 рах», зареєстрованої Відомством США по патенЩоб одержати відповідну в'язкість руйнування тах і товарних знаках під номером заявки при температурі навколишнього середовища і 60/068252; приведений опис інших сталей, що підкріогенних температурах, пластинки в мікрошаруходять для використання в цьому винаході. Заватій мікроструктурі містять переважно нижній пропоновано спосіб одержання товстого листа з бейніт і мартенсит. Краще по суті мінімізувати надвисокоміцних сталей, що мають мікрошарувату утворення крихких компонентів, таких як верхній мікроструктуру, що містить приблизно від 2 до 10% бейніт, двійниковий мартенсит і мартеноб'єми, тонкі прошарки аустеніту і приблизно від сит/аустеніт (МА). Поняття "переважно", як воно 90 до 98% об'єми, пластинок переважно дрібнозевикористано в цьому другому прикладі сталі й у рнистого мартенситу і дрібнозернистої о нижнього формулі винаходу, означає, щонайменше, 50 об'бейніту, причому цей спосіб включає етапи: (а) ємних процентів. Інша мікроструктура може містинагрівання сталевої заготовки до температури ти додатково дрібнозернистий нижній бейніт, допопереднього нагрівання, достатньо високої, щоб датковий дрібнозернистий пластинчастий (і) по суті гомогенізувати сталеву заготовку (іі) розмартенсит або ферит. Більш краще, мікроструктучинити по суті всі, карбіди і карбонітриди ніобію і ра містить, щонайменше, приблизно від 60 до 80% ванадію в сталевій заготовці і (ііі) одержати в стаоб'єми, нижнього бейніту або пластинчастого марлевій заготовці первинний дрібнозернистий аустетенситу. Ще більш краще мікроструктура містить, ніт; (b) обтиснення сталевої заготовки для одерщонайменше 90% об'єми, нижнього бейніту або жання товстого сталевого листа за один або пластинчастого мартенситу. декілька проходів гарячого прокатування в першоОброблюваний сталевий сляб відповідно до му температурному діапазоні, у якому відбуваєтьцього другого варіанту сталі одержують звичайним ся рекристалізація аустеніту; (с) наступного обтисчином, і в одному варіанті він містить залізо і такі нення товстого сталевого листа за один або легуючі елементи, переважно у ваго вих діапазодекілька проходів гарячого прокатування в другонах, приведених нижче в таблиці 2: му температурному діапазоні нижче приблизно температури Тnr і вище приблизно температури Таблиця 2 перетворення Ar3 (d) загартування товстого сталевого листа зі швидкістю охолодження приблизно Легуючий елемент Діапазон (ваг. %) від 10°С у секунду до 40°С у секунду (18-72°F/ceк) Вуглець (С) 0,04-0,12 більш краще до температури кінця загартування нижче прибли0,04-0,07 зно температури перетворення Мs плюс 100°С Марганець (Μn) 0,5-2,5 більш краще 1,0-1,8 (180°F) і приблизно вище температури перетвоНікель (Ni) 1,0-3,0 більш краще 1,5-2,5 рення Ms; і (e) закінчення загартування. У одному Мідь (Сu) 0,1-1,0 більш краще 0,2-0,5 варіанті спосіб одержання сталей цього другого Молібден (Мо) 0,1-0,8 більш краще 0,2-0,4 прикладу включає етап охолодження товстого Ніобій (Nb) 0,02-0,1 більш краще 0,02-0,05 сталевого листа на повітрі від температури кінця Титан (Ті) 0,08-0,03 більш краще 0,01загартування (QST) до температури навколишньо0,02 го середовища. У іншому варіанті спосіб одержанАлюміній (АІ) 0,001-0,05 більш краще ня сталей цього другого прикладу крім того містить 0,005-0,03 етап витримки товстого сталевого листа по суті в Азот (N) 0,002-0,005 більш ізотермічних умовах при температурі кінця прокакраще 0,002-0,003 тування (QST) протягом приблизно до 5 хвилин перед охолодженням сталевого листа на повітрі Іноді в сталь додають хром (Сr), краще до до температури навколишнього середовища. У ще приблизно 1,0%ваг., а більш краще приблизно від однім варіанті спосіб одержання сталей цього дру0,2 до 0,6%ваг. гого приклада, крім того, містить етап повільного Іноді в сталь добавляють кремній (Si), краще охолодження сталевого листа від температури до приблизно 0,5%ваг., більш краще приблизно кінця прокатування (QST) із швидкістю нижче привід 0,01 до 0,5%ваг., а ще більш краще приблизно близно 1,0°С у секунду (1,8°F/ceк) протягом привід 0,05 до 0,1%ваг. близно до 5 хвилин перед охолодженням сталевоІноді в сталь добавляють бор (В) , краще приго листа на повітрі до температури навколишнього близно до 0,0020%ваг., а більш краще приблизно середовища. У ще одному варіанті спосіб відповівід 0,0006 до 0,0010%ваг. дно до цього винаходу, крім того, містить етап поСталь краще містить, щонайменше, 1%ваг. нівільного охолодження сталевого листа від темпекелю. Утримання нікелю в сталі, якщо необхідно, ратури кінця прокатування (QST) із швидкістю можна збільшити приблизно вище 3%ваг. для понижче приблизно 1,0°С у секунду (1,8°F/ceк) проліпшення експлуатаційних властивостей після тягом приблизно до 5 хвилин перед охолодженням зварювання. Причому, додавання кожного 1%ваг. сталевого листа на повітрі до температури навконікелю знижує температуру в'язко-крихкого перелишнього середовища. Ця технологія обробки походу (DBTT) сталі приблизно на 10°С (18°F). Утрилегшує перетворення мікроструктури сталевого мання нікелю краще складає менше 9%ваг., більш листа з одержанням приблизно від 2 до 10% об'краще, менше приблизно 6%ваг. Утримання нікеєми, тонких прошарків аустеніту і приблизно від 90 лю краще зводять до мінімуму, щоб зменшити вадо 98% об'єми. пластинок краще дрібнозернистого ртість сталі. Якщо утримання нікелю перевищує мартенситу і дрібнозернистого нижнього бейніту. приблизно 3%ваг., то можна зменшити утримання (Див. Словник для визначення понять: температумарганцю приблизно нижче 0,5%ваг., до 0,0%ваг. ри Тnr, температур перетворень Аr3 і Ms). 19 71558 20 Таким чином, краще утримання марганцю складає Як описано вище, в одночасно поданій заявці приблизно до 2,5%ваг. на попередній патент США, що має пріоритет від Крім того, краще практично зводити до мініму19 грудня 1997p., за назвою "Надвисокоміцні му утримання домішок у сталі. Утримання фосфодвохфазні сталі з підвищеною в'язкістю руйнуванру (Р) складає краще менше приблизно 0,01%ваг. ня при криіогенних температурах" зареєстрованої Утримання сірки (S) складає краще менше приВідомством США по патентах і товарних знаках під близно 0,004%ваг. Утримання кисню (О) складає номером заявки 60/068816, наведений опис інших краще менше приблизно 0,002%ваг. сталей, що підходять для використання в цьому Сталь відповідно до цього другого приклада винаході. Запропоновано спосіб одержання товссталей одержують за допомогою виготовлення того листа з надвисокоміцних двофазних сталей, сляба потрібного складу, як описано тут; нагріванщо мають мікроструктуру, що містить приблизно ня сляба до температури приблизно від 955 до від 10 до 40% об'єми, однієї фази по суті з 100% 1065°С (1750-1950°F) ; гарячого прокатування об'єми. (тобто, по суті або "краще" чистого) фериту сляба для одержання товстого сталевого листа за і приблизно від 60 до 90% об'ємн. другої фази один або декілька проходів при обтисненні прикраще дрібнозернистого пластинчастого мартенблизно від 30 до 70%, у першому температурному ситу, дрібнозернистого нижнього бейніту або їхдіапазоні, у якому відбувається рекристалізация ньої суміші, причому спосіб включає етапи: (а) аустеніту, тобто, вище приблизно температури Тnr, нагрівання сталевого сляба до температури попеі наступного прокатування сталевого листа за реднього нагрівання, достатньо високої, щоб (і) по один або декілька проходів з обтисненням приблисуті гомогенізувати сталевий сляб, (іі) розчинити зно від 40 до 80%, у другому температурному діапо суті всі карбіди і карбонітриди ниобию і ванапазоні нижче приблизно температури Тnr і вище дию в сталевому слябі і (ііі) одержати в сталевому приблизно температури перетворення Аr3. Потім слябі дрібнозернистий первинний аустеніт; (b) обгарячекатаний сталевий лист гартують із швидкістиснення сталевого сляба для одержання товстого тю о холодження приблизно від 10 до 40°С у секусталевого листа за один або декілька проходів нду (18-72°F/ceк) до відповідної температури кінця гарячого прокатування в першому температурному загартування (ОЗТ), нижче приблизно температудіапазоні, у якому відбувається рекристалізація ри перетворення Ms плюс 100°С (180°F) і вище аустеніту; (с) наступного обтиснення товстого стаприблизно температури перетворення Мs при якій левого листа за один або декілька проходів гарязагартування закінчують. У одному варіанті цього чого прокатування в другому температурному діадругого приклада сталі після закінчення загартупазоні нижче приблизно температури Тnr і вище вання сталевий лист охолоджують на повітрі від приблизно температури перетворення Ar3 (d) потемператури кінця загартування (QST) до темпедальшого обтиснення сталевого листа за один або ратури навколишнього середовища. У іншому вадекілька проходів гарячого прокатування в треріанті цього другого приклада сталі після закінчентьому температурному діапазоні нижче приблизно ня загартування сталевий лист витримують по суті температури перетворення Аг3 і вище температури в ізотермічних умовах при температурі кінця проперетворення Аr1 (у міжкритичному температурнокатування (QST) протягом періоду часу приблизно му діапазоні); (e) загартування товстого сталевого до 5 хвилин, а потім охолоджують на повітрі до листа зі швидкістю охолодження приблизно від температури навколишнього середовища. У ще 10°С у секунду до 40°С у секунду (18-72°F/ceк) до одному варіанті сталевий лист повільно охолотемператури кінця загартування (QST) краще нижджують із швидкістю, меншою, ніж охолодження на че приблизно температури перетворення Ms плюс повітрі, а саме, із швидкістю нижче приблизно 200°С (360°F) і (f) закінчення загартування. У ін1,0°С у секунду (1,8°F/ceк), краще протягом пришому варіанті сталей цього третього приклада близно до 5 хвилин. У ще одному варіанті сталетемпература кінця загартування складає краще вий лист повільно охолоджують від температури нижче приблизно температури перетворення Ms кінця прокатування (QST) is швидкістю, меншою, плюс 100°С (180°F), а більш краще, нижче приблиніж охолодження на повітрі, а саме, нижче приблизно 350°С (662°F). У одному варіанті сталей цього зно 1,0°С у секунду (1,8°F/ceк), приблизно протятретього приклада товстий сталевий лист можна гом до 5 хвилин. У, щонайменше, одному варіанті охолоджувати на повітрі до температури навколицього другого приклада сталі температура перешнього середовища після етапу (f). Ця технологія творення Мs складає приблизно 360°С (662°F) і, обробки полегшує перетворення мікроструктури отже, температура перетворення плюс 100°С сталевого листа з одержанням приблизно від 10 (180°F) складає приблизно 450°С (842°F). до 40% об'ємн., першої фази фериту і приблизно Товстий сталевий лист витримують по суті в від 60 до 98% об'ємн. другої фази переважно дріізотермічних умовах при температурі кінця прокабнозернистого пластинчастого мартенситу, дрібтування (QST) за допомогою по суті будь-якого, що нозернистого нижнього бейніту або їхньої суміші. підходить засобу, що відомий фахівцям у даній (Див. Словник для визначення понять: температуобласті техніки, такого як підігрівальне покриття, ри Тnr і температур перетворень Аr3 і Аr1). розміщене поверх сталевого листа. Щоб одержати відповідну в'язкість руйнування Товстий сталевий лист можна повільно охолопри температурі навколишнього середовища і джувати після закінчення загартування за допомокріогенних температурах, мікроструктура другої гою будь-якого підхожого засобу, відомого фахівфази сталей цього третього приклада містить пецям у даній галузі техніки, такого як ізолююче реважно дрібнозернистий нижній бейніт, дрібнозепокриття, розміщене поверх сталевого листа. рнистий пластинчастий мартенсит або їхні суміші. Третій приклад сталей Краще по суті мінімізувати утворення крихких ком 21 71558 22 понентів, таких як верхній бейніт, двійниковий мамарганцю приблизно нижче 0,5%ваг., до 0,0%ваг. ртенсит і мартенсит/аустеніт (МА) у другій фазі. Таким чином, краще утримання марганцю складає Поняття "переважно" як воно використано ΐ цьому приблизно до 2,5%ваг. третьому прикладі сталей і у формулі винаходу, Крім того, краще по суті зводити до мінімуму означає, щонайменше, 50 об'ємних процентів. Інутримання домішок у сталі. Утримання фосфору ша мікроструктура може містити додатково дріб(Р) складає краще менше приблизно 0,01%ваг. нозернистий нижній бейніт, додатковий дрібнозерУтримання сірки (S) складає найкраще менше нистий пластинчастий мартенсит або ферит. приблизно 0,004%ваг. Утримання кисню (О) склаБільш краще, мікроструктура другої фази містить, дає найкраще менше приблизно 0,002%ваг. щонайменше, приблизно від 60 до 80% об'ємн. Сталь відповідно до цього третього приклада дрібнозернистого нижнього бейніту , дрібнозернисталей одержують за допомогою виготовлення стого пластинчастого мартенситу або їхні х сумісляба потрібного складу, як описано тут; нагріваншей. Ще більш краще мікроструктура другої фази ня сляба до температури приблизно від 955 до містить, щонайменше, 90% об'ємн., дрібнозернис1065°С (1750-1950°F) ; гарячого прокатування того нижнього бейніту, дрібнозернистого пластинсляба для одержання товстого сталевого листа за частого мартенситу або їхні х сумішей. один або декілька проходів при обтисненні, приОброблюваний сталевий сляб відповідно до близно від 30 до 70%, у першому температурному цього третього варіанту сталей одержують звидіапазоні, у якому відбувається рекристалізація чайним чином, і в одному варіанті він містить заліаустеніту, тобто, ви ще приблизно температури Тnr зо і такі легуючі елементи, краще у вагових діапаподальшого прокатування сталевого листа за один зонах, наведених нижче в таблиці 3: або декілька проходів з обтисненням приблизно від 40 до 80%, у другому температурному діапазоТаблиця 3 нінижче приблизно температури Тnr і вище приблизно температури перетворення Аr3 і заключного прокатування сталевого листа за один або Легуючий елеДіапазон (ваг. %) декілька проходів з обтисненням приблизно від 15 мент до 50% у міжкритичному температурному діапазоВуглець (С) 0,04-0,12 більш краще ні нижче приблизно температури перетворенні Аr3 і 0,04-0,07 вище приблизно температури перетворення Аr1. Марганець (Μn) 0,5-2,5 більш краще 1,0-1,8 Потім гарячекатаний сталевий лист гартують із Нікель (Ni) 1,0-3,0 більш краще 1,5-2,5 швидкістю охолодження приблизно від 10 до 40°С Ніобій (Nb) 0,02-0,1 більш краще 0,02-0,05 у секунду (18-72°F/ceк) до відповідної температури Титан (Ті) 0,008-0,03 більш краще кінця загартування (QST), краще приблизно нижчої 0,01-0,02 за температуру перетворення Ms плюс 200°С Алюміній (ΑΙ) 0,001-0,05 більш краще (360°F), при якій загартування закінчують. У іншо0,005-0,03 му варіанті цього винаходу температура кінця заАзот (Ν) 0,002-0,005 більш краще гартування (QST) нижче приблизно температури 0,002-0,003 перетворення Ms плюс 100°С (180°F), a більш краще, нижче приблизно 350°С (662°F). У одному Іноді в сталь додають хром (Сr) , краще до варіанті цього третього приклада сталей після заприблизно 1,0%ваг., а більш краще приблизно від кінчення загартування сталевий лист можна про0,2 до 0,6%ваг. холоджувати на повітрі до температури навколишІноді в сталь додають молибден (Mo), краще нього середовища. до приблизно 0,8%ваг., а більш краще приблизно У сталях трьох наведених ви ще прикладів, від 0,1 до 0,3%ваг. оскільки Ni є дорогим легуючим елементом, то Іноді в сталь добавляють кремній (Si), краще його утримання в сталі складає краще менше придо приблизно 0,5%ваг., більш краще приблизно близно 3,0%ваг., більш краще менше приблизно від 0,01 до 0,5%ваг., а ще більш краще, приблизно 2,5%ваг., більш краще менше приблизно 2,0% від 0,05 до 0,1%ваг. вага., а ще більш краще, менше приблизно Іноді в сталь додають мідь (Сu), краще в діа1,8%ваг., щоб значно знизити вартість сталі. пазоні приблизно від 0,1 до 1,0%ваг., більш краще Іншими підхожими сталями для використання в діапазоні приблизно від 0,2 до 0,4%ваг. в цьому винаході є описані в інших публікаціях, у Іноді в сталь додають бор (В), краще приблизяких наведені надвисокоміцні низьколеговані стано до 0,0020%ваг., а більш краще приблизно від лі, що містять менше приблизно 1%ваг. нікелю, що 0,0006 до 0,0010%ваг. мають міцність на розрив понад 830МПа (120кг на Сталь краще містить, щонайменше, 1%ваг. ніквадратний дюйм) і підвищену в'язкість руйнуванкелю. Утримання нікелю в сталі, якщо необхідно, ня при низьких температурах. Наприклад, такі стаможна збільшити приблизно вище 3%ваг. для полі описані в Європейській заявці на патент, опубліліпшення експлуатаційних властивостей після кованій 5 лютого 1997р. , яка містить номер зварювання. Причому, додавання кожного 1%ваг. Міжнародної публікації 96 96/23909, яка має номер нікелю знижує температуру в'язко-крихкого переМіжнародної публікації 96 96/23909 (Бюлетень ходу (DBTT) стали приблизно на 10°С (18°F) . 1996/36 від 08. 0871996) (такі сталі краще мають Утримання нікелю краще складає менше 9%ваг., утримання міді від 0,1 до 1,2%ваг.), і в попередній більш краще, менше приблизно 6%ваг. Утримання заявці пріоритетом від 28 липня 1997р., за назвою нікелю краще зводять до мінімуму, щоб зменшити "Надвисокоміцні зварювані сталі з підвищеною вартість сталі. Якщо утримання нікелю перевищує в'язкістю руйнування при наднизьких температуприблизно 3%ваг., то можна зменшити утримання 23 71558 24 рах", зареєстрованої Відомством США по патентах ком температури попереднього нагрівання, до якоі товарних знаках під номером заявки 60/053915. го нагрівають по суті весь сляб, наступні Як зрозуміло фахівцям у даній галузі те хніки, температури, згадані в описі способів обробки віддля будь-якої із сталей поняття "обтиснення по повідно до цього винаходу, є температурами, що товщині в процентах", як воно використано тут, вимірюються на поверхні сталі. Температуру повідноситься до зменшення по товщині в процентах верхні сталі можна виміряти, наприклад, за допосталевої заготовки або листа до відповідного обмогою використання оптичного пірометра або тиснення. Тільки з метою приклада, без обмеженбудь-якого іншого засобу, придатного для виміру ня цим цього винаходу, сталевий сляб товщиною температури поверхні сталі. Швидкості охолоприблизно 25,4см (10 дюймів) можна зменшити по дження, аналізовані тут, являють собою швидкості товщині приблизно на 50% (обтиснення 50 процев центрі або по суті в центі товщини листа; а темнтів) у першому температурному діапазоні до топература кінця загартування (QST) є найвищої, вщини приблизно 12,7см (5 дюймів), потім обтисабо по суті найвищою температурою, що досяганути приблизно на 80% (обтиснення 80 процентів) ється на поверхні товстого листа після закінчення у др угому температурному діапазоні до товщини загартування, через тепло, що віддається із сереприблизно 2,5см (1 дюйм). Крім того, тільки з медини товстого листа. Наприклад, у процесі викотою приклада, без обмеження цим цього винаходу, нання експериментальних нагрівань сталі, що має сталева заготовка товщиною приблизно 25,4см (10 склад відповідно до наведених вище прикладів, дюймів) можна обтиснути приблизно на 30 (обтисдля виміру температури в центрі термопару помінення 30 процентів) у першому температурному щають у центр, або по суті в центр, товщини стадіапазоні до товщини приблизно 17,8см (7 дюйлевого листа, тоді як температуру поверхні вимімів), потім обтиснути приблизно на 80% (обтисрюють при використанні оптичного пірометра. Для нення 80 процентів) у другому температурному використання в процесі наступної обробки сталі з діапазоні до товщини приблизно 3,6см (1,4 дюйтим же самим складом, або практично з тим же ми), а потім обтиснути приблизно на 30% (обтиссамим складом встановлюють кореляційний зв'янення 30 процентів) у третьому температурному зок між температурою в центрі і температурою діапазоні до товщини приблизно 2,5см (1 дюйм). поверхні, із тим щоб температуру в центрі можна Як зрозуміло фахівцям у даній області техніки, було визначати за допомогою прямого виміру темдля будь-якої із сталей сталевий сляб нагрівають ператури поверхні. Крім того, необхідну темперакраще за допомогою відповідного засобу підвитуру і швидкість течи гартівного середовища для щення температури по суті усього сляба, краще досягнення потрібної швидкості прискореного охоусього сляба, до потрібної температури поперелодження може визначити фахівець у даній обладнього нагрівання, наприклад, поміщенням сляба сті техніки при ознайомленні з публікаціями станв піч на визначений період часу. Конкретну темпедартів по технологічних режимах. ратур у попереднього нагрівання, що потрібно виФахівець у даній області техніки має необхідні користовувати для сталі будь-якого з вищенавезнання і професіоналізм, щоб використовувати дених складів, може легко визначити фахівець у подану тут інформацію для одержання товстих даній галузі техніки або за допомогою експерименлистів із надвисокоміцних низьколегованих сталей, ту, або за допомогою розрахунку з використанням що мають підхожу високу міцність і в'язкість руйпідхожих моделей. Крім того, температуру печі і нування для використання у виготовленні елеменчас попереднього нагрівання, необхідний для підтів технологічного процесу, контейнерів і труб відйому температури по суті усього сляба, краще повідно до цього винаходу. Можуть існувати інші усієї заготовки, до потрібної температури поперепідхожі сталі або їх можна розробити в майбутднього нагрівання, може легко визначити фахівець ньому. Всі ці сталі знаходяться в межах обсягу у даній області техніки при ознайомленні з публіцього винаходу. каціями стандартів по технологічним режимам. Фахівець у даній галузі техніки має необхідні Для будь-яких із вищеописаних сталей, як зрознання і професіоналізм, щоб використовувати зуміло фахівцям у даній галузі техніки, температуподану тут інформацію для одержання товстих ра, що визначає межу між діапазоном рекристалілистів із надвисокоміцних низьколегованих сталей, зації і діапазоном, у якому рекристалізація не що мають змінені товщини в порівнянні з товщивідбувається, тобто, температура Тnr, залежить від нами сталевих листів, отриманих відповідно до хімічного складу сталі, а більш конкретно, від темнаведених тут прикладів, при тому що отримані ператури попереднього нагрівання перед прокатутовсті сталеві листи мають підхожу високу міцність ванням, концентрації вуглецю, концентрації ніобію і в'язкість руйнування при кріогенних температурах і розміру обтиснення, заданого в проходах прокадля використання в цьому винаході. Наприклад, тування. Фахівці в даній області техніки можуть фа хівець у даній області техніки може використовизначити цю температуру для кожного складу вувати наведену тут інформацію для одержання сталі за допомогою експерименту або за допомотовстого сталевого листа з товщиною приблизно гою розрахунку з використанням моделювання. 2,54см (1 дюйм) і підхожу міцність і в'язкість руйАналогічним чином, фахівці в даній області техніки нування при кріогенних температурах для викориможуть визначити температури переходів Ac1, Ar1, стання у виготовленні елементів технологічного Ar3, і Ms для кожного складу сталей або за допомопроцесу, контейнерів і труб відповідно до цього гою експерименту, або розрахунком із використанвинаходу. Можуть існувати інші підхожі сталі або їх ням моделювання. можна розробити в майбутньому. Всі ці сталі знаДля будь-яких із вищеописаних сталей, як зроходяться в межах обсягу цього винаходу. зуміло фахівцям у даній області техніки, за винятЯкщо у виготовленні елементів технологічного 25 71558 26 процесу, контейнерів і труб відповідно до цього на мільйон (ррm) сірки. На сталі одержують зварвинаходу використовують дво фазну сталь, то її ний шов, такий же за складом, як будь-яка з вищекраще оброблюють таким чином, щоб період часу, описаних сталей, при використанні захисного газу протягом якого сталь витримують у діапазоні міжна основі аргону з приблизно менше 1%ваг., кискритичних температур для одержання двофазної ню. Теплова потужність зварювання знаходиться в структури перед прискореним охолодженням або діапазоні приблизно від 0,3 до 1,5кДж/мм (7,6етапом загартування. Краще щоб обробка була 38кДж/дюйм). Зварюванням цим способом одертакою, щоб стр уктура дво фазної сталі утворилася жують зварний шов (Див. у Словнику), що має міцв процесі охолодження сталі між температурою ність на розрив понад приблизно 900МПа (130кг перетворення Аr3 і приблизно температурою перена квадратний дюйм), краще понад приблизно творення Аr1. Додатковою перевагою сталей, ви930МПа (135кг на квадратний дюйм), більш краще, користовуваних у вигото вленні елементів технолопонад приблизно 965МПа (140кг на квадратний гічного процесу, контейнерів і труб відповідно до дюйм), і ще більш краще, щонайменше, приблизно цього винаходу, є те, що сталі мають міцність, на 1000МПа (145кг на квадратний дюйм). Крім того, розрив понад 830МПа (120кг на квадратний дюйм) зварюванням цим способом одержують метал і температуру в'язко-крихкого переходу (DBTT) зварного шва, що має температуру в'язко-крихкого нижче приблизно -73°С (-100°F) по закінченні припереходу нижче приблизно -73°С (-100°F), краще, скореного охолодження або етапу загартування, нижче приблизно -9б°С (-140°F) , більш краще, тобто без додаткової обробки, що потребує попенижче приблизно -106°С (-160°F), а ще більш крареднього нагрівання сталі, такого як нагрівання ще, нижче приблизно -115°С (-175°F). при відпуску. Більш краще міцність на розрив сталі У іншому прикладі способу зварювання викопо закінченні етапу загартування або охолодження ристовують процес дугового зварювання металескладає вище приблизно 860МПа (125кг на квадвим електродом у газовій атмосфері (GMAW) для ратний дюйм), а більш краще, понад приблизно одержання хімічного складу металу зварного шва, 900МПа (130кг на квадратний дюйм). що містить залізо і приблизно 0,10%ваг. вуглецю, У деяких випадках застосування кращою є (краще, менше приблизно 0,10%ваг., вуглецю, сталь, що має міцність на розрив понад приблизно більш краще, приблизно від 0,07 до 0,08%ваг. вуг930МПа(135кг на квадратний дюйм); або понад лецю), приблизно 1,60%ваг. марганцю, приблизно приблизно 965МПа (140кг на квадратний дюйм), 0,25%ваг. кремнію, приблизно 1,87%ваг. нікелю, або понад приблизно 1000МПа (145кг на квадприблизно 0,87%ваг. хрому, приблизно 0,51%ваг. ратний дюйм). молібдену, менше приблизно 75 частин на мільйон Способи з'єднання для елементів технологіч(ррm) фосфору і менше приблизно 100 частин на них процесів, контейнерів і труб мільйон (ррm) сірки. Теплова потужність зварюДля виготовлення елементів технологічних вання знаходиться в діапазоні приблизно від 0,3 процесів, контейнерів і труб потрібно підхожий до 1,5кДж/мм (7,6-38кДж/дюйм), і використовують спосіб з'єднання. Підхожим є любий спосіб з'єдпопередній нагрів приблизно до 100°С (212°F). На нання, при якому одержують зчленування або шви сталі одержують зварюванням шов, такий же за з відповідною міцністю і в'язкістю руйнування відскладом, як будь-яка з вищеописаних сталей, при повідно до цього винаходу, як описано вище. Кравикористанні захисного газу на основі аргону з ще для виготовлення елементів технологічних приблизно менше 1%ваг. кисню. Зварюванням процесів, контейнерів і труб для зберігання речоцим способом одержують зварний шов, що має вин, що підлягають зберіганню або транспортуміцність на розрив понад приблизно 900Мпа (130кг ванню, відповідно до цього винаходу використона квадратний дюйм), краще понад приблизно вують спосіб зварювання, що підходить для 930МПа (135кг на квадратний дюйм), більш краще, одержання відповідної міцності і в'язкості руйнупонад приблизно 965МПа (140кг на квадратний вання. Такий спосіб зварювання краще включає дюйм), а ще більш краще щонайменше приблизно витрачаємий (електрод), витрачаємий газ, спосіб 1000МПа (145кг на квадратний дюйм). Крім того, зварювання і безпосередньо процес зварювання. зварюванням цим способом одержують метал Наприклад, для з'єднання товстих сталевих листів, зварного шва, що має температуру в'язко-крихкого що передбачає використання комбінації витрачапереходу нижче приблизно - 73°С (-100°F), краще, ємих електроду і газу, може бути використане як нижче приблизно -96°С (-140°F), більш краще, нидугове зварювання металевим електродом у газожче приблизно -106°С (-160°F), а ще більш краще, вій атмосфері (GMAW), так і зварювання вольфнижче приблизно -115°С (-175°F). рамовим електродом в атмосфері інертного газу У іншому прикладі способу зварювання вико(TTG), обидва з який добре відомі в чорній метаристовують процес дугового зварювання вольфлургії. рамовим електродом в атмосфері інертного газу У першому прикладі способу зварювання ви(TTG), для одержання хімічного складу металу користовують процес дугового зварювання метазварного шва, що містить залізо і приблизно левим електродом у газовій атмосфері (GMAW) 0,07%ваг. вуглецю, (краще, менше приблизно для одержання хімічного складу металу зварного 0,07%ваг. вуглецю), приблизно 1,80%ваг. марганшва, що містить залізо і приблизно 0,07%ваг. вугцю, приблизно 0,20%ваг. кремнію, приблизно лецю, приблизно 2,05%ваг. марганцю, приблизно 4,00%ваг. нікелю, приблизно 0,5%ваг. хрому, при0,32%ваг. кремнію, приблизно 2,20%ваг. нікелю, близно 0,40%ваг. молібдену, приблизно 0,02%ваг. приблизно 0,45%ваг. хрому, приблизно 0,56%ваг. міді, приблизно 0,02%ваг. алюмінію, приблизно молібдену, менше приблизно 110 частин на міль0,010%ваг. титану, приблизно 0,015%ваг. цирконію йон (ррm) фосфору і менше приблизно 50 частин (Zr), менше приблизно 50 частин на мільйон (ррm) 27 71558 28 фосфор у і менше приблизно 30 частин на мільйон 1000МПа (145кг на квадратний дюйм) і температу(ррm) сірки. Теплова потужність зварювання знару в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приходиться в діапазоні приблизно від 0,3 до близні –73°C (-100°F). 1,5кДж/мм (7,6-38кДж/дюйм), і використовують Елементи технологічних процесів, контейнери попередній нагрів приблизно до 100°С (212°F). На і труби відповідно до цього винаходу виготовлені сталі одержують зварний шов, такий же за склакраще з фрагментів товсти х листів із надвисокомідом, як будь-яка з вищеописаних сталей, при вицних низьколегованих сталей підвищеною в'язкіскористанні захисного газу на основі аргону з притю руйн ування, при кріогенних температурах, з'єдблизно менше 1%ваг. кисню. Зварюванням цим нання і шви елементів, контейнерів і труб краще способом одержують зварний шов, що має міцмають приблизно однакову міцність і в'язкість руйність на розрив понад приблизно 900МПа (130кг нування, які у товсти х листів із надвисокоміцних на квадратний дюйм), краще понад приблизно низьколегованих сталей. У деяких випадках можна 930МПа (135кг на квадратний дюйм), більш краще, припустити розбіжність міцності порядку приблизпонад приблизне 965МПа (140кг на квадратний но від 5 до 10% у місцях із більш низькими напрудюйм), а ще більш краще щонайменше приблизно гами. При використанні будь-якої підхожої техно1000МПа (145кг на квадратний дюйм). Крім того, логії можна одержати з'єднання і шви з зварюванням цим способом одержують метал підвищеними властивостями. Приклади технологій зварного шва, що має температуру в'язко-крихкого описані в розділі за назвою "Способи з'єднання в переходу нижче приблизно -73°С (-100°F), краще, компонентах те хнологічних процесів, ємностях і нижче приблизно -96°С (-140°F), більш краще, нитруба х". жче приблизно -106°С (-160°F), а ще більш краще, Як добре відомо фахівцям у даній галузі технінижче приблизно -115°С (-175°F). ки, для оцінки в'язкості руйнування і контролю Хімічні склади металу зварного шва, подібні руйнування в конструкціях елементів технологічтим, що наведені в прикладах, можна одержати них процесів, контейнерів і труб для зберігання і при використанні або процесів дугового зварювантранспортування речовин при підвищених тисках і ня металевим електродом у газовій атмосфері кріогенних температурах, особливо при викорис(GMAW), або за допомогою дугового зварювання танні в межах температур в'язко-крихкого переховольфрамовим електродом в атмосфері інертного ду (DBTT), можна використовува ти іспит зразків газу (TTG). Зварні шви, отримані способом TTG Шарпі з V-подібним вирізом (CVN). Температури містять менше домішок і мають більш здрібнену в'язко-крихкого переходу (DBTT) виявляють два мікроструктуру, ніж зварні шви, отримані способом види руйнування в конструкційних сталях. При GMAW, і тим самим підвищує в'язкість руйнування температурах нижче DBTT руйнування при іспиті при низьких температурах. зразків Шарпі з V-подібним вирізом має тенденцію Фахівець у даній області техніки має необхідні до низькоеэнергетичного (крихкого) руйнування знання і професіоналізм, щоб використовувати сколюванням, тоді як при температурах вище темподану тут інформацію у відношенні товсти х листів ператур в'язко-крихкого переходу (DBTT) руйнуіз надвисокоміцних низьколегованих сталей для вання маг тенденцію відсуватися по типу високоодержання з'єднань або швів із відповідною висоенергетичного в'язкого руйнування. Контейнери, кою міцністю і в'язкістю руйнування для викорисщо виготовлені з зварюваних сталей для роботи в тання в елементах те хнологічних процесів, конумовах високих навантажень при кріогенній темтейнерах і трубах відповідно до цього винаходу. пературі, повинні мати температури в'язкоМожуть існувати інші підхожі способи з'єднання крихкого переходу (DBTT), як визначено при іспиті або зварювання, або їх можна розробити в майбузразків Шарпі з V-образним вирізом, істотно нижче тньому. Всі такі способи з'єднання і зварювання температури служби конструкції, щоб уникнути знаходяться в межах обсягу цього винаходу. крихкого руйнування. У залежності від конструкції, Виготовлення елементів технологічних процеумов роботи і/або інших потреб товариства, необси, контейнерів і труб хідний зсув температури в'язко-крихкого переходу Розроблено елементи технологічних процесів, (DBTT) може бути від 5 до 30°С (9-54°F) темпераконтейнери і труби, виготовлені з матеріалів, що тури роботи. вміщують надвисокоміцну низьколеговану сталь, Як добре відомо фахівцям у даній галузі техніщо містить менше 9%ваг. нікелю і яка має міцність ки, у конструкції контейнерів для зберігання, вигона розрив понад 830МПа (120кг на квадратний товлених із зварюваних сталей для транспортудюйм) і температуру в'язко-крихкого переходу вання під тиском речовин при кріогенних (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Краще температурах, враховують умови роботи, поряд з надвисокоміцна низьколегована сталь містить меіншими факторами, робочий тиск і температуру, а нше приблизно 7%ваг. нікелю, а більш краще, метакож додаткові напруги, що мабуть можуть вплинше приблизно 5%ваг. нікелю. Краще надвисоковати на сталі й області зварювання (див. Словник) міцна низьколегована сталь має міцність на . Для визначення в'язкості руйнування сталі й оброзрив понад приблизно 860МПа (125кг на квадластей зварювання можна використовувати станратний дюйм), а більш краще, понад приблизно дартні характеристики механізмів руйнування, такі 900МПа(130кг на квадратний дюйм). Ще більш як (і) коефіцієнт інтенсивності критичних напруг краще, елементи технологічних процесів, контейK1c, що є характеристикою в'язкості руйнування нери і труби відповідно до цього винаходу виго топри плоскій деформації, і (іі) вільне поширення влені з матеріалів, що включають надвисокоміцну кінця тріщини (CTOD), що можна використовувати низьколеговану сталь, що містить менше 3%ваг. для виміру в'язкості пружно-пластичного руйнунікелю і яка має міцність на розрив понад вання, обидві характеристики, відомі фахівцям у 29 71558 30 даній області техніки. Промислові норми, звичайно На основі в'язкості руйнування сталі шляхом застосовувані при проектуванні сталевих конструвільного поширення кінця тріщини (CTOD) при кцій, наприклад, як подано в публікації Британсьмінімальній робочій температурі виготовлення кого управління стандартів (BSI) («Посібник із споємності можна виконувати так, щоб знизити залисобів оцінки допустимості дефектів у зварних шкові напруги, і можна виконувати програму контконструкціях, отриманих зварюванням плавленролю (як для первинного контролю, так і контролю ням"), у котрому часто посилаються на в процесі роботи) для виявлення і виміру дефектів "PD6493:1991", можна використовувати для вина предмет їхнього порівняння критичним розмізначення максимально припустимого розміру дером дефекту. У даному прикладі, якщо в сталі має фектів у контейнерах на основі в'язкості руйнуванмісце в'язке вільне поширення кінця тріщини ня сталі й області зварювання (включаючи зону (CTOD) 0,025мм при мінімальній робочій температеплового впливу зварювання (ΗΑΖ)) і прикладетурі (на підставі використання вимірів лабораторних до контейнера напруг. Фа хівець у даній галузі них зразків), а залишкові напруги знижені до 15% техніки може розробити програму контролю руйвід межі плинності сталі, то розмір критичної глинувань для ослаблення можливості ініціювання бини дефекту складає приблизно 4мм (див. точку руйнувань за рахунок: (і) відповідної конструкції 320 на Фіг.13А). Наслідуючи аналогічним процедуконтейнера, що мінімізує прикладені напруги, (її) рам, як добре відомо фахівцям у даній області відповідного контролю якості виготовлення для техніки, можна визначити критичну глибину дефезведення до мінімуму дефектів, (ііі) відповідної кту для різної довжини дефекту, а також для різної тривалості циклічних навантажень і тисків, що пригеометрії дефектів. Використовуючи цю інформакладаються до контейнера (iv) відповідної програцію, можна розробити програму контролю якості і ми відслідковування появи дефектних зон і дефекпрограму контролю (технологічні прийоми, розміри тів в контейнері. Кращою методикою виявлених дефектів, їхньої повторюваності) для конструювання для системи відповідно до цього того щоб гарантувати, щоб дефекти були виявлені винаходу є "тести до руйн ування", як відомо фахій усун уті до того, як буде досягнута критична гливцям у даній області техніки. Ці розуміння звичайбина або до прикладання проектних навантажень. но відносяться до "відомих принципів механізмів На основі опублікованих емпіричних кореляційних руйнування". залежностей між даними випробувань на в'язкість Нижче дані приклади, що не обмежують заруйнування зразків Шарпі з V-подібним вирізом стосування цих відомих принципів механізмів руй(CVN), Kic і в'язкого руйнування шляхом вільного нування в процедурі розрахунку критичної глибини поширення кінця тріщини (CTOD), в'язке вільне дефекту при даній його довжині в плані контролю поширення кінця тріщини (CTOD),025 звичайне дефектів для запобігання виникнення дефектів відповідає розміру в'язкості руйнування зразків посудині високого тиску, такій як технологічний Шарпі з V-подібним вирізом (CVN) приблизно контейнер відповідно до цього винаходу. 37Дж. Наведений приклад ні у якому разі не обмеНа Фіг.13В показана довжина 315 дефекту і жує цей винахід. глибина 310 дефекту. Ме тодику PD6493 можна Для елементів технологічного процесу, конвикористовува ти для розрахунку значень критичтейнерів і труб, що потребують гнуття листів зі ного розміру дефектів на графіку 300, показаному сталі, наприклад, у циліндричну форму для конна Фіг.13А, заснованому на таких конструктивних тейнера і/або в трубчасту форму для труби, лист параметрах посудини високого тиску, такого як сталі краще гнуть для одержання необхідної форконтейнер відповідно до цього винаходу: ми при температурі навколишнього середовища, Діаметр посудини: 4,57м (15 футів) для того щоб уникнути несприятливого впливу на Товщина стінок посудини: 25,4мм (1,00 дюйм) підвищену в'язкість руйнування сталі при кріогенПроектний тиск: 3445кПа (500 фунтів на квадних температурах. Якщо для одержання необхідратний дюйм) ної форми шляхом гнуття листа зі сталі необхідно Припустимі кільцеві напруги в стінці: 333МПа нагрівати, то її краще нагрівають до температури, (48,3кг на квадратний дюйм). що не перевищує приблизно 600°С (1112°F), щоб У даному прикладі довжина дефекту складає зберегти сприятливий вплив мікроструктури, як 100мм (4 дюйми), наприклад, дефекту в осьовому описано вище. напрямку у зварному шві. Як очевидно з Фіг.13А, Елементи технологічних процесів при кріогенна графіку 300 показані розміри критичної глибини них температурах дефекту як в'язкості руйнування шляхом вільного Елементи технологічних процесів, виготовлені поширення кінця тріщини (CTOD) і рівнів залишкоз матеріалів, що включають надвисокоміцну низьвих напруг 15, 50 і 100% від межі плинності. Заликолеговану сталь, що містить менше 9%ваг. нікешкові напруги можуть виникати при виготовленні* і лю і яка має міцність на розрив понад 830МПа зварюванні**, і в PD6493 рекомендують викорис(120кг на квадратний дюйм) і температур у в'язкотовувати розмір залишкових напруг у розмірі 100% крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно від межі плинності у зварених швах (включаючи 73°С(-100°F). Краще надвисокоміцна низьколегозону теплового впливу зварювання (HAZ)), якщо у вана сталь містить менше приблизно 7%ваг. нікезварених шва х не присутні залишкова напруги, що лю, а більш краще, менше приблизно 5%ваг. нікевиникли при використанні таких те хнологічних лю. Краще надвисокоміцна низьколегована сталь прийомів, як термічна обробка після зварювання має міцність на розрив понад приблизно 860МПа (PWHT) або механічне зняття напруг. (125кг на квадратний дюйм), а більш краще, понад * елементів конструкції ємності високого тиску, приблизно 900МПа (130кг на квадратний дюйм). ** елементів в конструкцію ємності. Ще більш краще, елементи технологічних процесів 31 71558 32 відповідно до цього винаходу ви готовлені з матегонної колони надходять через впускний патрубок ріалів, що включають надвисокоміцну низьколего28 кожуха і виходить через випускний патрубок 29 вану сталь, що містить менше 3%ваг. нікелю і яка кожуха. має міцність на розрив понад 1000Мпа (145кг на Приклад №2 фіксованої трубної решітки квадратний дюйм) і температур у в'язко-крихкого У прикладі другого варіанта система 20 однопереходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). протокового теплообмінника з фіксованою трубТакі елементи технологічних процесів виготовлені ною решіткою використовується в якості ребойлекраще з надвисокоміцних низьколегованих сталей ра на кріогенній метановідгонній колоні з подачею із підвищеною в'язкістю руйнування при кріогенних попередньо охолодженої сировини на трубну стотемпературах, як описано вище. рону і рідкими бічними фракціями кріогенної колоУ циклах генерування енергії при кріогенних ни, що киплять на стороні кожуха для витягу метатемпературах головні елементи технологічного ну з залишкового продукту. Попередньо процесу включають, наприклад, конденсатори, охолоджена сировина надходить в систему 20 насосні системи, випарники і випарники у рефриоднопротокового теплообмінника з фіксованою жераторних системах, системах псевдозрідження трубною решіткою через впускний патрубок 26, а й установках повітряного відділення головні елевиходить через випускний патрубок 27, тоді як менти технологічного процесу включають, наприрідкі бічні фракції кріогенної колони надходять клад, теплообмінники, технологічні колони, сепачерез впускний патрубок 28 кожуха і виходять чератори і розширювальні клапани або турбіни. рез випускний патрубок 29 кожуха. Розширювальні системи часто піддаються впливу Приклад №3 фіксовані трубні шта хети кріогенних температур, наприклад, коли їх викориУ прикладі іншого варіанта система 20 одностовують у системах зниження тиску етилену або протокового теплообмінника з фіксованою трубприродного газу в процесі поділу при низьких темною решіткою використовується в якості бічного пературах. На Фіг.1 показано, як використовуються ребойлера на фракціонуючій колоні Ryan Holmes деякі з них елементів в установці з метановідгондля витягу метану і CO2 із залишкового продукту. ною колоною, що додатково описано нижче. НижПопередньо охолоджена сировина надходить у че більш докладно описані конкретні елементи, систему 20 однопротокового теплообмінника з виготовлені відповідно до цього винаходу, без обфіксованою трубною решіткою через впускний меження при цьому винаходу. патрубок 26 трубної сторони, а виходить через Розроблено теплообмінники або системи тепвипускний патрубок 27 трубної сторони, тоді як лообмінників, виготовлені відповідно до цього вирідкі бічні фракції з кріогенної колони надходять находу. Елементи таких систем теплообмінників через впускний патрубок 28 кожуха і виходять чекраще виготовлені з надвисокоміцних низьколегорез випускний патрубок 29 кожуха. ваних сталей з підвищеною в'язкістю руйнування Приклад №4 фіксованої трубної решітки при кріогенних температурах, як описано вище. У прикладі іншого варіанта система 20 одноНаступні приклади ілюструють різноманітні типи протокового теплообмінника з фіксованою трубсистем теплообмінників відповідно до цього винаною решіткою використовується в якості бічного ходу, без обмеження при цьому винаходу. ребойлера на колоні з регульованою зоною замоНаприклад, на Фіг.2 показана система 20 одрожування (CFZ) для витягу CO2 із рідкими бічнинопротокового теплообмінника з фіксованою трубми фракціями при кріогенних температурах на ною решіткою відповідно до цього винаходу. У стороні кожуха і подачею попередньо охолодженоодному варіанті система 20 однопротокового тепго газу на трубній стороні для витягу метану й інлообмінника з фіксованою трубною решіткою ших вуглеводнів із залишкового продукту, збагавключає корпус 20а теплообмінника, кришки 21а і ченого CO2. Попередньо охолоджена сировина 21b каналу, трубну решітку 22 (головна частина надходить у систему 20 однопроточного теплообтрубної решітки 22 показана на Фіг.2), повітряний мінника з фіксованою трубною решіткою через клапан 23, перегородки 24, дренажний патрубок впускний патрубок 26 трубної сторони, а виходить 25, впускний патрубок 26, випускний патрубок 27, через випускний патрубок 27 трубної сторони, тоді впускний патрубок 28 кожуха і вип ускний патрубок як рідкі бічні фракції при кріогенних температурах 29 кожуха. Наступні приклади варіантів ілюструють надходять через впускний патрубок 28 кожуха і кращі конструктивні особливості системи 20 одновиходять через випускний патрубок 29 кожуха. протокового теплообмінника з фіксованою трубУ прикладах №1-4 фіксованої трубної решітки ною решіткою відповідно до цього винаходу, без корпус 20а теплообмінника, кришки 21а і 21b каобмеження при цьому даного винаходу. налу, тр убна решітка 22, повітряний клапан 23 і Приклад №1 фіксованої трубної решітки перегородки 24 краще виготовлені зі сталей, що У прикладі першого варіанта система 20 одномістять менше приблизно 3%ваг. нікелю, і маючих протокового теплообмінника з фіксованою трубвідповідну міцність і в'язкість руйнування для ною решіткою використовується в якості газового утримання речовин, що підлягають обробці, при теплообмінника з перехресним впусканням на кріогенних температурах, а більш краще вони викріогенній газовій установці з головними відводами готовлені зі сталей, що містять менше приблизно метановідгонної колони на стороні кожуха і пода3% нікелю, і які мають міцність на розрив понад ваного газу на трубній стороні. Подаваний газ над1000МПа (145кг на квадратний дюйм) і температуходить у систему 20 однопротокового теплообмінри в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приблиника з фіксованою трубною решіткою через зно -73°С (-100°F). Крім того, корпус 20а теплообвпускний патрубок 26, а виходить через випускний мінника, кришки 21а і 21b каналу, тр убна решітка патрубок 27, тоді як головні відводи з метановід22, повітряний клапан 23 і перегородки 24 краще 33 71558 34 виготовлені з надвисокоміцних низьколегованих з регульованою зоною заморожування (CFZ) фірсталей з підвищеною в'язкістю руйнування при ми Exxon із випаровуванням холодоагенту на кокріогенних температурах, описаних вище. Ін ші тельній стороні і газоподібному головному відводі елементи системи 20 однопроточного теплообмінз колони з регульованою зоною заморожуванні ника з фіксованою трубною решіткою також мо(CFZ) на трубній стороні для одержання конденсажуть бути виготовлені з надвисокоміцних низькоту рідкого метану для флегми колони і випуску легованих сталей із підвищеною в'язкістю СО2 окремо від потоку метану як головного продуруйнування при кріогенних температурах, описакту. Газоподібний головний відвід із колони з регуних тут, або з інших підхожих матеріалів. льованою зоною заморожування (CFZ) надходить На Фіг.3 показана система 30 теплообмінника у систему 30 теплообмінника котельного ребойлекотельного ребойлера відповідно до цього винара через впускний патрубок 34 трубної сторони і ходу. У одному варіанті система 30 теплообміннивиходить через випускний патрубок 35 трубної ка котельного ребойлера включають корпус 31 сторони, тоді як холодоагент надходить через впукотельного ребойлера, водозлив 32, трубу 33 тепскний патрубок 36 котла і виходить через випусклообмінника, впускний патрубок 34 трубної стороний патрубок 37 котла. Холодоагент краще містить ни, випускний патрубок 35 трубної сторони, впускпропилен або етилен, а також суміш будь-якого ний патрубок 36 котла, випускний патрубок 37 або всіх компонентів групи, що включає метан, котла і дренажний патрубок 38. Наступні приклади етан, пропан, бутан і пентан. варіантів ілюструють кращі конструктивні особлиПриклад №5 котельного ребойлера вості системи 30 теплообмінника котельного реУ іншому прикладі система 30 теплообмінника бойлера відповідно до цього винаходу, без обмекотельного ребойлера використовується в якості ження при цьому даного винаходу. ребойлера недовідводів на кріогенній метановідПриклад №1 котельного ребойлера гонній колоні з недовідводами колони на котельній У першому прикладі система 30 теплообміннистороні і подаваним гарячим газом або гарячою ка котельного ребойлера використовується в кріонафтою на трубній стороні для витягу метану з генному виконанні для добування газів з рідин із недовідводів. Гарячий подаваний газ або гаряча випаровуванням пропану при температурі приблинафта надходить у систему 30 теплообмінника зно -40°С (-40°F) на котельній стороні і газоподібкотельного ребойлера через випускний патрубок них вуглеводнів на трубній стороні. Газоподібні 34 трубної сторони і виходить через впускний патвуглеводні надходять у систему 30 теплообміннирубок 35 трубної сторони, тоді як недовідводи з ка котельного ребойлера через впускний патрубок колони надходять через впускний патрубок 36 кот34 трубної сторони і виходять через випускний ла і виходять через випускний патрубок 37 котла. патрубок 35 трубної сторони, тоді як пропан надПриклад №6 котельного ре бойлера ходить через впускний патрубок 36 котла і вихоУ іншому прикладі система 30 теплообмінника дить через випускний патрубок 37 котла. котельного ребойлера використовується в якості Приклад №2 котельного ребойлера ребойлера недовідводів на фракціонуючій колоні В другому прикладі система 30 теплообмінниRyan Holmes з недовідводами колони на котельній ка котельного ребойлера використовується в стороні і подаваному гарячому газі або гарячій установці обробки охолоджуваної десорбуваної нафті на трубній стороні для витягу метану і СО2 із олії з випаровуванням пропану при температурі недовідводів. Гарячий подаваний газ або гаряча приблизно -40°С (-40°F) на котельній стороні і денафта надходить у систему 30 теплообмінника сорбуваною олією на трубній стороні. Десорбувакотельного ребойлера через впускний патрубок 34 на олія надходить у систему 30 теплообмінника трубної сторони і виходить через випускний паткотельного ребойлера через впускний патрубок 34 рубок 35 трубної сторони, тоді як недовідводи трубної сторони і виходять через випускний патрунадходять через впускний патрубок 36 котла і вибок 35 трубної сторони, тоді як пропан надходить ходять через випускний патрубок 37 котла. через впускний патрубок 36 котла і виходить черес Приклад №7 котельного ребойлера випускний патрубок 37 котла. У іншому прикладі система 30 теплообмінника Приклад №3 котельного ребойлера котельного ребойлера використовується на колоні У іншому прикладі система 30 теплообмінника з регульованою зоною заморожування (CFZ) для котельного ребойлера використовується в фракцівитягу СО2 із недовідводами колони на котельній онуючій колоні Ryan Holmes із випаровуванням стороні і подаваним гарячим газом або гарячою пропану при температурі приблизно -40°С (-40°F) нафтою на трубній стороні для витягу метану або на котельній стороні і газоподібного головного відінших вуглеводнів із потоку рідких недовідводів, воду, що витягається в фракціонуючій колоні, на збагачених СО2. Гарячий подаваний газ або гарятрубній стороні для конденсації флегми для колоча нафта надходить у систему 30 теплообмінника ни. Газоподібний головний відвід, що витягається котельного ребойлера через впускний патрубок 34 в фракціонуючій колоні, надходить у систему 30 трубної сторони і виходить через випускний паттеплообмінника котельного ребойлера через патрубок 35 трубної сторони, тоді як рідкі недовідводи рубок 34 трубної сторони і виходить через випускколони надходять через впускний патрубок 36 котний патрубок 35 трубної сторони, тоді як пропан ла і виходять через випускний патрубок 37 котла. надходить через впускний патрубок 36 котла і виУ прикладах котельного ребойлера №1-7 корходить через випускний патрубок 37 котла. пус 31 котельного ребойлера, трубу 33 теплообПриклад №4 котельного ребойлера мінника, водозлив 32, і сполучні деталі впускного У іншому прикладі система 30 теплообмінника патрубка 34 трубної сторони, випускного патрубка котельного ребойлера використовується в процесі 35 трубної сторони, впускного патрубка 36 котла і 35 71558 36 випускного патрубка 37 котла краще виготовлені зі відгонної колони надходить у впускний патрубок сталей, що містять менше приблизно 3%ваг. ніке28 кожуха і виходить через випускний патрубок 29 лю, і які мають відповідну міцність і в'язкість руйкожуха. нування для утримання речовин, що підлягають Приклад №2 конденсатора обробці, при кріогенних температурах, а більш Як показано на Фіг.7, система 70 конденсатора краще їх виготовляють із сталей, які містять менвідповідно до цього винаходу використовується в ше приблизно 3% нікелю, і які мають міцність на оборотному циклі Ранкіна для генерування енергії розрив понад 1000МПа (145кг на квадратний при використанні енергії холоду від джерела енердюйм) і температури в'язко-крихкого переходу гії холоду, такого як зріджений природний газ що (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Крім того, знаходиться під тиском, (RLNG) (див. Словник) корпус 31 котельного ребойлера, труба 33 теплоабо зріджений природний газ при атмосферному обмінника, водозлив 32, і сполучні деталі впускнотиску (LNG) (див. Словник). У цьому конкретному го патрубка 34 трубної сторони, випускного патруприкладі середовище, що володіє енергією, викобка 35 трубної сторони, впускного патрубка 36 ристовується в замкнутому термодинамічному котла і випускного патрубка 37 котла краще вигоциклі. Середовище, яке несе енергію, в газоподібтовлені з надвисокоміцних низьколегованих станій формі розширюється в турбіні 72, а потім у виді лей із підвищеною в'язкістю руйнування при кріогазу надходить у систему 70 конденсатора. Серегенних температурах, описаних вище. Інші довище, яке несе енергію, виходить із системи елементи системи 30 теплообмінника котельного конденсатора 70 у виді однофазної рідини і нагніребойлера також можуть бути виготовлені з надтається насосом 74, а потім випаровується у випависокоміцних низьколегованих сталей з підвищернику 76 перед поверненням у впускний канал ною в'язкістю руйнування при кріогенних температурбіни 72. Система 70 конденсатора являє собою турах, описаних тут, або з інших підхожих по суті систему теплообмінника, краще описаних матеріалів. вище типів. Зокрема, система 70 конденсатора Критерії проектування і способи виготовлення може бути однопроточним теплообмінником із систем теплообмінників відповідно до цього винафіксованою трубною решіткою (наприклад, одноходу відомі фахівцям у даній області техніки, осопроточний теплообмінник 20 із фіксованою труббливо з урахуванням наведених тут ознак виною решіткою, як показано на Фіг.2 і описано находу. вище). Розроблено конденсатори або системи конЯк крім того показано на Фіг.2, у прикладах №1 денсаторів, виготовлені відповідно до цього винаі 2 конденсаторів корпус 20а теплообмінника, криходу. Більш конкретно, розроблені системи коншки 21а і 21b каналу, трубна решітка 22, повітряденсаторів, щонайменше, з одним елементом, ний клапан 23 і перегородки 24 краще виготовлені виготовленим відповідно до цього винаходу. Елезі сталей, що містять менше приблизно 3%ваг. менти таких систем конденсаторів краще виготовнікелю, і які мають відповідну міцність і в'язкість лені з надвисокоміцних низьколегованих сталей з руйнування для утримання речовин, що підлягапідвищеною в'язкістю руйнування при кріогенних ють обробці, при кріогенних температурах, а більш температурах, як описано вище. Наступні приклакраще вони виготовлені зі сталей, що містять меди ілюструють різноманітні типи систем конденсанше приблизно 3% нікелю, мають міцність на розторів відповідно до цього винаходу, без обмеженрив понад 1000Мпа (145кг на квадратний дюйм) і ня при цьому даного винаходу. температуру в'язко-крихкого переходу (DBTT) ниПриклад №1 конденсатора жче приблизно -73°С (-100°F). Крім того, корпус Як показано на Фіг.1, конденсатор відповідно 20а теплообмінника, кришки 21а і 21b каналу, трудо цього винаходу використовується в метановідбна решітка 22, повітряний клапан 23 і перегородгонній установці 10, у якій потік газової сировини ки 24 краще виготовлені з надвисокоміцних низьрозділяєтьсяι на залишковий газ і потік продукту, колегованих сталей з підвищеною в'язкістю використовуваний в метановідгонній колоні 11. У руйнування при кріогенних температурах, описацьому конкретному прикладі верхні відводи з мених вище. Інші елементи системи 70 конденсатора тановідгонної колони 11 при температурі -90°С (також можуть бути виготовлені з надвисокоміцних 130°F) конденсують у флегму для нагромаджувача низьколегованих сталей з підвищеною в'язкістю (сепаратора) 15, що використовує систему 12 конруйнування при кріогенних температурах, описаденсатора флегми. У системі 12 конденсатора них тут, або з інших підхожих матеріалів. флегми відбувається теплообмін із газовим потоПриклад №3 конденсатора ком, що випускається з розширювача 13. Система Як показано на Фіг.8, конденсатор відповідно 12 конденсатора флегми є по суті системою тепдо цього винаходу використовується в каскадному лообміну, краще описаних вище типів. Зокрема, циклі 80 охолодження, що включає декілька посистема 12 конденсатора флегми може бути одетапних циклів стиску. Головні елементи устаткунопроточним теплообмінником із фіксованою трування каскадного циклу 80 охолодження включабною решіткою (наприклад, однопроточным тепють компресор 81 пропану, конденсатор 82 лообмінником із фіксованою трубною решіткою, як пропану, компресор 83 етилену, конденсатор 84 показано на Фіг.2 і описано вище. Крім того, як етилену, компресор 85 метану, конденсатор 86 видно на Фіг.1, потік, що випускається з розширюметану, випарник 87 метану і розширювальний вача 13, надходить у систему 20 однопроточного клапан 88. На кожному етапі відбувається постутеплообмінника з фіксованою трубною решіткою пове зниження температури за рахунок відділення через впускний патрубок 26 і виходить через випуряду холодоагентів із точками кипіння, що скороскний патрубок 27, тоді як головний відвід метаночують температурний діапазон, необхідний для 37 71558 38 завершення циклу охолодження. У каскадному або з декількох різноманітних середовищ із точкациклі цього приклада можуть бути використані три ми замерзання, що підвищуються послідовно, вихолодоагенти, пропан, етилен і метан, у процесі користовуваних для випаровування і поступового зрідження природного газу при атмосферному нагрівання природного зрідженого газу, що знахотиску (LNO) із відповідними температурами, як диться під тиском (PLNG), до температури навкопоказано на Фіг.8. У цьому прикладі всі частини лишнього середовища. В усіх випадках випарник конденсатора 86 метану і конденсатора 84 етилевиконує функцію теплообмінника, краще типів, ну виготовлені краще з надвисокоміцних низьколедокладно описаних тут у розділі "Теплообмінники". гованих сталей, що містять менше приблизно Тип варіанта випарника і склад і властивості пото3%ваг. нікелю, і які мають відповідну міцність і ку або потоків робочих середовищ залежить від в'язкість руйнування для утримання речовин, що конкретного типу необхідного теплообмінника. підлягають обробці, при кріогенних температурах, Наприклад, як показано на Фіг.2, де використовуа більш краще вони виготовлені з над високоміцється система 20 однопроточного теплообмінника них низьколегованих сталей, що містять менше з фіксованою трубною решіткою, робоче середоприблизно 3% нікелю, і які мають міцність на розвище, таке як зріджений природний газ, що знахорив понад 1000МПа (145кг квадратний дюйм) і диться під тиском, (PLNG) , надходить у систему температури в'язко-крихкого переходу. 20 однопроточного теплообмінника з фіксованою (DBTT) нижче приблизно -73°C (-100°F). Крім трубною решіткою через впускний патрубок 26 і того, усі деталі конденсатора 86 метану і конденвиходить через випускний патрубок 27, тоді як сатора 84 етилену краще виготовлені з надвисосередовище , що нагріває, надходить через впусккоміцних низьколегованих сталей, з підвищеною ний патрубок 28 кожуха і виходять через випускв'язкістю руйнування при кріогенних температурах, ний патрубок 29 кожуха. У цьому прикладі корпус описаних вище. Інші елементи каскадного циклу 20а теплообмінника, кришки 21а і 21b каналу, тру80 охолодження також можуть бути ви готовлені з бна решітка 22, повітряний клапан 23 і перегороднадвисокоміцних низьколегованих сталей, з підки 24 краще виготовлені зі сталей, що містять мевищеною в'язкістю руйнування при кріогенних тенше приблизно 3%ваг. нікелю, і які мають мпературах, описаних тут, або з інших підхожих відповідну міцність і в'язкість руйнування для матеріалів. утримання речовин, що підлягають обробці, при Критерії проектування і способи виготовлення кріогенних температурах, а більш краще, вони систем конденсаторів відповідно до цього винаховиготовлені зі сталей, що містять менше приблизду відомі фахівцям у даній області техніки, особно 3% нікелю, і маючих міцність на розрив понад ливо з урахуванням приведеного тут опису. 1000МПа (145кг на квадратний дюйм) і температуВипарники ри в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приблиРозроблено випарники або системи випарнизно -73°С (-100°F). Крім того, корпус 20а теплообків, виготовлені відповідно до цього винаходу. мінника, кришка 21а і 21b каналу, тр убна решітка Більш конкретно, розроблені системи випарників, 22, повітряний клапан 23 і перегородки 24 краще щонайменше, з одним елементом, виготовленим виготовлені з надвисокоміцних низьколегованих згідно з дійсним винаходом. Елементи таких сиссталей з підвищеною в'язкістю руйнування при тем випарників краще виготовлені з надвисокоміцкріогенних температурах, описаних вище. Ін ші них низьколегованих сталей з підвищеною в'язкіселементи системи 20 однопроточного теплообмінтю р уйнування при кріогенних температурах, як ника з фіксованою трубною решіткою можуть бути описано вище. Наступні приклади ілюструють різвиготовлені також із надвисокоміцних низьколегономанітні типи систем конденсаторів відповідно до ваних сталей з підвищеною в'язкістю руйнування цього винаходу, без обмеження при цьому даного при кріогенних температурах, описаних тут, або з винаходу. інших підхожих матеріалів. Приклад №1 випарник Приклад №2 випарника У цьому прикладі система випарника відповідУ цьому прикладі система випарника відповідно до дійсного винаходу використовується в обоно до дійсного винаходу використовується в касротному циклі Ранкіна для генерування енергії при кадному циклі охолодження, що включає декілька використанні енергії холоду від джерела енергії циклів поетапного стиску, зрідженого природного холоду, такого як зріджений природний газ , що газу, як показано на Фіг.9. Як очевидно з Фіг.9, кознаходиться під тиском, (РLNG) (як визначено тут) жний із двох циклів поетапного стиску каскадного або зріджений природний газ при атмосферному циклу 90 функціонує при поступовому зниженні тиску (PLNG) (як визначено тут) У цьому конкреттемператури за рахунок відділення ряду холодоаному прикладі потік робочого, зрідженого природгентів із точками кипіння, що скорочують темпераного газу, що знаходиться під тиском (PLNG): із турний діапазон, необхідний для завершення цикконтейнера, що транспортується, для зберігання лу охолодження. Головні елементи устаткування цілком випаровується у випарнику. Середовищем, каскадного циклу 90 включають компресор 92 прощо нагріває, може бути середовище, що володіє пану, конденсатор 93 пропану, компресор 94 етиенергією, яке використовується в закритому терлену, конденсатор 95 етилену, випарник 96 етилемодинамічному циклі, такому як оборотний цикл ну і розширювальний клапан 97. У цьому прикладі Ранкіна для генерування енергії. Як варіант, серевикористовується два холодоагенти, пропан і етидовище, що нагріває, може складатися з одного лен, у процесі зрідження природного газу, що знасередовища, використовуваного у відкритому конходиться під тиском (PLNG), при показаних відпотурі для повного випаровування зрідженого привідних температурах. Випарник 96 етилену родного газу, що знаходиться під тиском, (PLNG), виготовлений краще зі сталей, що містять менше 39 71558 40 приблизно 3%ваг. нікелю і які мають відповідну ність на розрив понад 1000МПа (145кг на квадратміцність і в'язкість руйнування для утримання рений дюйм) і температури в'язко-крихкого переходу човин, що підлягають обробці, при кріогенних тем(DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Крім того, пературах, а більш краще, їх виготовляють із стакамера 41, впускний патрубок 42, випускний патлей, що містять менше приблизно 3% нікелю і які рубок 43 для рідини, опорна ланка 45 колони, внумають міцність на розриви понад 1000МПа (145кг трішній вологовіддільник 48 і ізолююча перегородна квадратний дюйм) і температури в'язкока 47 краще виготовлені з надвисокоміцних крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С низьколегованих сталей з підвищеною в'язкістю (-100°F). Крім того, випарник 96 етилену краще руйнування при кріогенних температурах, описавиготовлений із надвисокоміцних низьколегованих них тут. Інші елементи системи 40 сепаратора сталей з підвищеною в'язкістю руйнування при також можуть бути виготовлені з надвисокоміцних кріогенних температурах, описаних тут. Ін ші еленизьколегованих сталей з підвищеною в'язкістю менти каскадного циклу 90 можуть бути виготовруйнування при кріогенних температурах, описалені також із надвисокоміцних низьколегованих них тут, або з інших підхожих матеріалів. сталей з підвищеною в'язкістю руйнування при Критерії проектування і способи виготовлення кріогенних температурах, описаних тут, або з інсистем конденсаторів відповідно до цього винахоших підхожих матеріалів. ду відомі фахівцям у даній області техніки, особКритерії проектування і способи виготовлення ливо з урахуванням наведеного тут опису. систем конденсаторів відповідно до дійсного винаКолони технологічних процесів ходу відомі фахівцям у даній області техніки, осоРозроблено колони технологічних процесів бливо з урахуванням наведеного тут опису. або системи колон технологічних процесів відповіСепаратори дно до дійсного винаходу. Елементи таких систем Розроблено сепаратори або системи сепараколон технологічного процесу виготовлені краще з торів, (і) виготовлені з надвисокоміцних низьколенадвисокоміцних низьколегованих сталей з підвигованих сталей, що містять менше приблизно щеною в'язкістю руйнування при кріогенних тем3%ваг. нікелю, і (іі) які мають відповідну міцність і пературах, описаних тут. Наведені нижче приклав'язкість руйнування для утримання речовин, що ди ілюструють різноманітні типи систем колон підлягають обробці, при кріогенних температурах. технологічних процесів відповідно до цього винаБільш краще, розроблені системи сепараторів із, ходу, без обмеження при цьому даного винаходу. щонайменше, одним елементом (і), виготовленим Приклад №1 колони технологічного процесу з надвисокоміцних низьколегованих сталей, що На фіг.11 показана система колони технологімістять менше приблизно 3%ваг. нікелю і (іі) які чного процесу відповідно до цього винаходу. У мають міцність на розрив понад 1000МПа (145кг цьому варіанті система 110 метановідгонної колона квадратний дюйм) і температури в'язкони технологічного процесу включає колону 111, крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С башту 112 сепаратора, перший впускний патрубок (-100°F). Елементи таких систем сепараторів виго113, другий впускний патрубок 114, випускний паттовлені краще з надвисокоміцних низьколегованих рубок 121 для рідини, випускний патрубок 115 для сталей з підвищеною в'язкістю руйнування при пару, ребойлер 119 і насадку 120 колони. У однокріогенних температурах, описаних тут. Наведений му варіанті приклада, без обмеження цього винанижче приклад ілюструє систему сепаратора відходу, система 110 колони технологічного процесу повідно до дійсного винаходу, без обмеження при відповідно до цього винаходу краще використовуцьому цього винаходу. ється в якості метановідгонної колони в кріогенній На Фіг.4 показана система 40 сепаратора відгазовій установці для добування метану з інших повідно до дійсного винаходу. У одному варіанті конденсованих вуглеводнів. У цьому прикладі косистема 40 сепаратора включає камеру 41, впусклона 111, башта 112 сепаратора, насадка 120 коний патрубок 42, випускний патрубок 43 для рідилони й інші внутрішні елементи, звичайно викорисни, випускний патрубок 44 для газу, опорну ланку товувані в такій системі 110 колони технологічного 45 колони, регулятор 46 рівня рідини, що ізолює процесу, краще виготовлені зі сталей, що містять перегородку 47, внутрішній вологовіддільник 48 і менше приблизно 3%ваг. нікелю і які мають відпозахисний клапан 49 скидання тиску. У одному привідну міцність і в'язкість руйнування для утриманкладі застосування, без обмеження дійсного винаня речовин, що підлягають обробці, при кріогенних ходу, система 40 сепаратора відповідно до дійснотемпературах, а більш краще, вони виготовлені зі го винаходу використовується краще в якості сталей, що містять менше приблизно 3% нікелю і сепаратора надаваємої сировини розширювача в які мають міцність на розрив понад 1000МПа кріогенній газовій установці для видобування кон(145кг на квадратний дюйм) і температури в'язкоденсованих рідин вище по ходу потоку від розшикрихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С рювача. У цьому прикладі камера 41, впускний (-100°F). Крім того, колона 111, башта 112 сепарапатрубок 42, випускний патрубок 43 для рідини, тора, насадка 120 колони й інші внутрішні елеменопорна ланка 45 колони, внутрішній вологовіддільти, звичайно використовувані в такій системі 110 ник 48 і ізолююча перегородка 47 виготовлені колони технологічного процесу, краще виготовлені краще зі сталей, що містять менше приблизно з надвисокоміцних низьколегованих сталей з під3%ваг. нікелю і які мають відповідну міцність і в'язвищеною в'язкістю руйнування при кріогенних текість руйнування для утримання речовин, що підмпературах, описаних тут. Інші елементи системи лягають обробці, при кріогенних температурах, а 110 колони технологічного процесу також можуть більш краще, вони виготовлені зі сталей, що місбути виготовлені з надвисокоміцних низьколеговатять менше приблизно 3% нікелю і які мають міцних сталей з підвищеною в'язкістю руйнування при 41 71558 42 кріогенних температурах, описаних тут, або з інтеми монтажу, такі як занурення насосної системи ших підхожих матеріалів. 100 у резервуар або посудину, із тим щоб кріогенПриклад №2 колони технологічного процесу на рідина надходила безпосередньо у впускний На Фіг.12 показана система 125 колони технопатрубок 101 без з'єднувальної труби. Як варіант, логічного процесу відповідно до цього винаходу. У насосна система 100 може бути встановлена в цьому прикладі система 125 колони технологічного інший корпус або «насосний горщик», до якого процесу використовується краще в якості колони з приєднані як впускний патрубок 101, так і випускрегульованою зоною заморожування (CFZ) у проний патрубок 108 і насосна система легко видобуцесі CFZ для видобування СO2 із метану. В цьому вається для обслуговування або ремонту. У цьому прикладі колона 126, плавильні тарілки 127 і конприкладі корпус 213 насоса, фланець 102 впускнотактні тарілки 128 виготовлені краще із сталей, що го патрубка, з'єднувальний корпус 212 приводу, містять менше приблизно 3%ваг. нікелю, і мають монтажний фланець приводу 210, монтажний відповідну міцність і в'язкість руйнування для фланець 214, кінцева пластина 215 насоса й опоутримання речовин, що підлягають обробці, при рний корпус насоса і підшипника 217 виготовлені кріогенних температурах, а більш краще, їх вигокраще зі сталей, що містять менше 9%ваг. нікелю і товляють із сталей, що містять менше приблизно які мають міцність на розрив понад 830МПа (120кг 3% нікелю і які мають міцність на розрив понад на квадратний дюйм) і температури в'язко1000МПа (145кг на квадратний дюйм) і температукрихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С ри в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче прибли(-100°F), а більш краще, вони виготовлені зі стазно -73°С (-100°F). Крім того, колона 126, плавильлей, що містять менше приблизно 3% нікелю і які ні тарілки 127 і контактні тарілки 128 краще мають міцність на розрив понад 1000МПа (145кг виготовлені з надвисокоміцних низьколегованих на квадратний дюйм) і температури в'язкосталей з підвищеною в'язкістю руйнування при крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С кріогенних температурах, описаних тут. Ін ші еле(-100°F). Крім того, корпус 213 насоса, фланець менти системи 125 колони технологічного процесу 102 впускного патрубка, з'єднувальний корпус 212, також можуть бути виготовлені з надвисокоміцних монтажний фланець приводу 210, монтажний низьколегованих сталей з підвищеною в'язкістю фланець 214, кінцева пластина 215 насоса й опоруйнування при кріогенних температурах, описарний корпус насоса і підшипника 217 виготовлені них тут, або о інши х підхожих матеріалів. краще з надвисокоміцних низьколегованих сталей Критерії проектування і способи виготовлення з підвищеною в'язкістю руйнування при кріогенних систем конденсаторів відповідно до цього винахотемпературах, описаних тут. Інші елементи насосду відомі фахівцям у даній області техніки, особної системи 100 також можуть бути ви готовлені з ливо з урахуванням наведеного тут опису. надвисокоміцних низьколегованих сталей з підвиКомпоненти насосів і насосні системи щеною в'язкістю руйнування при кріогенних темРозроблено насоси або насосні системи, вигопературах, описаних тут, або з інших підхожих матовлені відповідно до цього винаходу. Елементи теріалів. таких насосних систем виготовлені краще з надвиКритерії проектування і способи виготовлення сокоміцних низьколегованих сталей з підвищеною елементів насоса і насосної системи відповідно до в'язкістю руйнування при кріогенних температурах, цього винаходу відомі фахівцям у даній області описаних тут. Наведений нижче приклад ілюструє техніки, в особливості з урахуванням наведеного насосну систему відповідно до цього винаходу, тут опису. без обмеження при цьому даного винаходу. ПокаЕлементи розширювача і системи розширення зана на Фіг.10 насосна система 100 виконана в Розроблено розширювачі або системи розшивідповідності з дійсним винаходом. Насосна сисрення, виконані відповідно до цього винаходу. тема 100 виконана по суті з циліндричних і плоских Елементи таких систем розширення краще вигоелементів. Кріогенне середовище надходить у товлені з надвисокоміцних низьколегованих стациліндричний впускний патрубок 101 із труби, прилей з підвищеною в'язкістю руйнування при кріоєднаної до фланця 102 впускного каналу. Кріогенгенних температурах, описаних тут. Наведений не середовище проходить усередині циліндричнонижче приклад ілюструє насосну систему відповіго корпуса 103 до впускного каналу 104 насоса й дно до цього винаходу, без обмеження при цьому усередину багатоступінчастого насоса 105, при даного винаходу. цьому забезпечується підвищення енергії тиску. На Фіг.5 показана система 30 розширення відОпорою багатоступінчастого насоса 105 і приводповідно до цього винаходу. У одному варіанті сисного вала 106 є циліндричний підшипник і опорний тема 50 розширення включає продувальні клапани корпус насоса (не показані на Фіг.10). Кріогенне 56, трубопровід, такий як бічний канал 53, канал 52 середовище виходить із насосної системи 100 чеколектора і канал розширення 51, а також включає рез випускний патрубок 108 у трубу, приєднану до розширювальний скрубер 54, трубу або стрілу фафланця 109 випускного патрубка. Приводний закела, дренажний канал 57 для рідини, дренажний сіб, такий як електромотор (не показано на Фіг.10) насос 58, дренажний клапан 59 і допоміжне устатвстановлено на фланці 210 для монтажу приводу і кування (на Фіг.5 не показане), таке як запальники приєднано до насосної системи 100 через приводі канали продувного газу. Система 50 розширення ну муфту зчеплення 211. Фланець 210 для монтапо суті переробляє пальні речовини, що знахожу приводу спирається на циліндричний з'єднувадяться при кріогенних температурах відповідно до льний корпус 212. У цьому прикладі насосна умов технологічного процесу, або які охолоджують система 100 установлена між трубними фланцями до кріогенних температур при скиданні тиску в (на Фіг.10 не показані); проте прийнятні й інші сиссистемі 50 розширення, тобто, при падінні високо 43 71558 44 го тиску при пропусканні через розвантажувальні меншими витратами на транспортування, перероклапани або продувні клапани 56. Канал розшибку і вимогами до фундаментів, контейнери для рення 51, канал 52 колектора, бічний канал 53, зберігання відповідно до дійсного винаходу з підрозширювальний скрубер 54 і будь-які відповідні вищеною в'язкістю руйнування особливо вигідно додаткові трубопроводи або системи, що можуть використовува ти для балонів, що часто переміпіддаватися впливу таких же кріогенних темперащаються для повторного заповнення, таких як батур, як система 50 розширення, виготовлені краще лони для схову СО2, використовуваного в харчовій зі сталей, що містять менше 9%ваг. нікелю і які промисловості і промисловості приготування напомають міцність на розрив понад 830МПа (120кг на їв. В даний час з'явилися промислові установки, квадратний дюйм) і температури в'язко-крихкого що виготовлені для масового продажу СО2 при переходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F), низьких температурах, щоб виключити високий а більш краще, вони виготовлені зі сталей, що містиск стиснутого газу. Контейнери і балони для тять менше приблизно 3% нікелю та які мають зберігання відповідно до цього винаходу можна з міцність на розрив понад 1000МПа (145кг на квадвигодою використовувати для зберігання і трансратний дюйм) и температури в'язко-крихкого перепортування зрідженого СО2 в оптимальних умовах. ходу (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Крім Критерії проектування і способи виготовлення того, канал розширення 51, канал 52 колектора, контейнерів для зберігання відповідно до цього бічний канал 51, розширювальний скрубер 54 і винаходу відомі фахівцям у даній області техніки, будь-які відповідні додаткові трубопроводи або особливо з урахуванням наведеного тут опису. системи, що можуть піддаватися впливу таких же Труби кріогенних температур, як система 50 розширення, Розроблено системи розподільних мереж навиготовлені краще з надвисокоміцних низьколегопірних трубопроводів, виконаних із матеріалів, що ваних сталей з підвищеною в'язкістю руйнування включають надвисокоміцну низьколеговану сталь, при кріогенних температурах, описаних тут. Ін ші що містить менше 9%ваг. нікелю і яка має міцність елементи системи 50 розширення також можуть на розрив понад 830МПа (120кг на квадратний бути виготовлені з надвисокоміцних низьколеговадюйм) і температури в'язко-крихкого переходу них сталей з підвищеною в'язкістю руйнування при (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Краще кріогенних температурах, описаних тут, або з іннадвисокоміцна низьколегована сталь містить меших підхожих матеріалів. нше приблизно 7%ваг. нікелю, а більш краще, меКритерії проектування і способи виготовлення нше приблизно 5%ваг. нікелю. Краще надвисокоелементів і системи розширення відповідно до міцна низьколегована сталь має міцність на цього винаходу відомі фахівцям у даній області розрив понад приблизно 860МПа (125кг на квадтехніки, в особливо з урахуванням наведеного тут ратний дюйм), а більш краще, понад приблизно опису. 900МПа (130кг на квадратний дюйм). Ще більш Крім інших переваг цього винаходу, описаних краще, ємності відповідно до цього винаходу виговище, система розширення, виконана відповідно товлені з матеріалів, що включають надвисокоміцдо цього винаходу має високий опір вібраціям, що ну низьколеговану сталь, що містить менше можуть виникати в системах розширення при ви3%ваг. нікелю і яка має міцність на розрив понад соких швидкостях вип уску. 1000Мпа (145кг на квадратний дюйм) і температуЄмності для зберігання речовин при кріогенру в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приблиних температурах. зно -73°С (-100°F). Такі ємності виготовлені краще Розроблені ємності, виконані з матеріалів, що з надвисокоміцних низьколегованих сталей з підвключають надвисокоміцну низьколеговану сталь, вищеною в'язкістю руйнування при кріогенних тещо містить менше 9%ваг. нікелю і яка має міцність мпературах, описаних ви ще. на розрив понад 830МПа (120кг на квадратний На Фіг.6 показана система 60 розподільних дюйм) і температури в'язко-крихкого переходу мереж напірних трубопроводів відповідно до цього (DBTT) нижче приблизно -73°С (-100°F). Краще винаходу. У одному варіанті система 60 розподінадвисокоміцна низьколегована сталь містить мельних мереж напірних трубопроводів включає трунше приблизно 7%ваг. нікелю, а більш краще, мебопровід, такий як головні розподільні канали 61, нше приблизно 5%ваг. нікелю. Краще надвисокоповторні розподільні канали 62 і третинні розподіміцна низьколегована сталь має міцність на льні канали 63, і включають головні ємності 64 для розрив понад приблизно 860МПа (125кг на квадзберігання і кінцеві ємності 65, використовувані ратний дюйм), а більш краще, понад приблизно для зберігання. Головні контейнери 64 для збері900МПа (130кг на квадратний дюйм). Ще більш гання і кінцеві контейнери 65 для зберігання, викокраще, ємності відповідно до цього винаходу вигонані для роботи в кріогенних умовах, тобто, постатовлені з матеріалів, що включають надвисокоміцчені відповідною ізоляцією. Може бути ну низьколеговану сталь, що містить менше використана будь-яка ізоляція відповідних типів, 3%ваг. нікелю і яка має міцність на розрив понад наприклад, ізоляція для умов високого вакууму, 1000МПа (145кг на квадратний дюйм) і температупінопласт, заповнені газом порошки і волокнисті ру в'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приблиматеріали, вакуумні порошки або багатошарова зно -73°С (-100°F). Такі ємності виготовлені краще ізоляція. Вибір відповідної ізоляції залежить від з надвисокоміцних низьколегованих сталей із підвимог режимів роботи, як відомо фахівцям в облавищеною в'язкістю руйнування при кріогенних тесті кріогенної техніки. Головні контейнери 64 для мпературах, описаних ви ще. зберігання, трубопроводи, такі як головні розподіКрім інших переваг цього винаходу, описаних льні канали 61, повторні розподільні канали 62 і вище, а саме, знижена загальна вага поряд із третинні розподільні канали 63, і кінцеві ємності 45 71558 46 65, краще виготовлені зі сталей, що містять менше ментит; 9%ваг, нікелю і які мають міцність на розрив понад температура перетворення Аr3 : температура, 830МПа (120кг на квадратний дюйм) і температури при якій у процесі охолодження починається перев'язко-крихкого переходу (DBTT) нижче приблизно творення аустеніту у ферит; –73°C (-100°F), а більш краще, із сталей, що місCFZ: регульована зона охолодження; тять менше 3%ваг. нікелю і які мають міцність на звичайний LNG: зріджений природний газ при розрив понад приблизно 1000МПа (145 на квадраатмосферному тиску і при температурі приблизно тний дюйм) і температури в'язко-крихкого перехо162°С (-260°F); ду (DBTT) нижче приблизно –73°C (100°F). Крім швидкість охолодження: швидкість охолотого, головні контейнери 64 для зберігання, трубодження в центрі або практично в центрі товщини проводи, такі як головні розподільні канали 61, листа; повторні розподільні канали 62 і третинні розподікріогенна температура: будь-яка температура льні канали 63, і кінцеві ємності 65, виготовлені нижче приблизно -40°С (-40°F); краще із надвисокоміцних низьколегованих сталей CTOD: вільне поширення кінця тріщини; із підвищеною в'язкістю руйнування при кріогенних DBTT (температура вязкохрупкого переходу): температурах, описаних ви ще. Інші елементи сисмежа двох режимів руйнування в конструкційних теми 60 розподільних мереж напірних тр убопросталях; при температурі нижче DBTT руйнування в водів також можуть бути виготовлені з надвисокосталі протікає за допомогою відколу в низькоенерміцних низьколегованих сталей з підвищеною гетичному діапазоні, тоді як при температурах вив'язкістю руйнування при кріогенні температурах, ще DBTT руйн ування в сталі має тенденцію до описаних тут, або з інших підхожих матеріалів. протікання за допомогою високоенергетичного Спроможність розподіляти середовища, що низького руйнування; підлягають використанню в умовах кріогенних тезміцнюючі частки: один або більше типів часмператур, через систему розподільних мереж наток з е-міді, MO2C, або карбідів або карбонітридів пірних трубопроводів забезпечує використання на ніобію або ванадію; місці більш дрібних контейнерів для зберігання HAZ: зона теплового впливу; середовища, що можуть використовуватися, коли міжкритичний діапазон температур: діапазон середовище підлягає транспортуванню автоцисприблизно від температури перетворення Ac1 до тернами або залізничними цистернами. Головна температури перетворення Аc3, нагріванні і приперевага полягає в скороченні часу, необхідного близно від Ac 3 до температури перетворення Ac1. для зберігання, завдяки тому, що розвантаження при охолодженні; середовища, що знаходиться під тиском, при кріоК1c: коефіцієнт інтенсивності критичних напруг; генних температурах здійснюють за допомогою Кj: кілоджоуль (кДж); безупинної подачі, а не періодичної. низьколегована сталь: сталь, що містить заліКритерії проектування і способи виготовлення зо і сумарну кількість легуючих добавок менше труб для систем розподільних мереж напірних приблизно 10%ваг.; трубопроводів для середовищ при кріогенних темМА: мартенсит-аустеніт; пературах відповідно до цього винаходу відомі максимально припустимий розмір дефекту: фа хівцям у даній області техніки, особливо з уракритична довжина і глибина дефекту; хуванням наведеного тут опису. Мо2С: формула карбіду молібдену; Елементи технологічних процесів, контейнери температура перетворення Мs: температура, і труби відповідно до цього винаходу з успіхом при якій у процесі охолодження починається перевикористовуються для зберігання і транспортувантворення аустеніту в мартенсит; ня середовищ, що знаходяться під тиском, при зріджений природний газ, що знаходиться під кріогенних температурах або середовищ при кріотиском, (PLNG): зріджений природний газ під тисгенних температурах при атмосферному тиску. ком приблизно від 1035кПа (150фунтів на квадраКрім того, елементи технологічних процесів, контний дюйм) до 7590кПа (1100 фунтів на квадраттейнери і труби в відповідності з дійсним винахоний дюйм) при температурі приблизно від -123°С (дом з успіхом використовуються для зберігання і 190°F) до -62°С (-80°F); транспортування середовищ, що знаходяться під ppm: частин на мільйон; тиском, при некріогенних температурах. переважно: щонайменше приблизно 50 об'ємХоча дійсний винахід був описаний у контексті них процентів; одного або декількох варіантів, повинно бути зрозагартування: прискорене охолодження за дозуміло, що можуть бути здійснені інші його модипомогою будь-якого засобу, при якому використофікації без відхилення від обсягу винаходу, що вують середовище, що вибирається по його спрозаявлений у наступній формулі винаходу. можності збільшува ти швидкість охолодження Словник термінів сталі, на відміну від охолодження на повітрі; Температура перетворення Ас1: температура, температура кінця загартування (QST): найпри якій у процесі нагрівання починається утвовища, або по суті найвища температура, одержурення аустеніту; вана на поверхні товстого листа після припинення температура перетворення Ас3: температура, загартування, завдяки відводові тепла від середипри якій у процесі нагрівання накопичується перени товщини листа; творення фериту в а устеніт; QST: температура кінця загартування; температура перетворення Аr1: температура, заготовка: лист сталі, що має будь-які розміри; при якій у процесі охолодження закінчується переміцність на розрив: відношення максимального творення аустеніту у ферит або у ферит плюс ценавантаження до вихідної площі поперечного пе 47 71558 48 ретину при випробуванні на розрив; ходиться в «тісної близькості» до зони теплового зварювання TIG: зварювання вольфрамовим впливу зварювання (HAZ). Частина головного меелектродом в атмосфері інертного газу; талу, що розміщена в "безпосередньої близькості" температура Тnr: температура, нижче якої не до (HAZ), і, отже, частина місця зварювання, змівідбувається рекристалізація аустеніту; нюється в залежності від факторів, відомих фахівUSPTO: Відомство США по патентах і товарцям у даній області техніки, наприклад, від ширини них знаках; місця зварювання, розміру деталі, що зварюється, місце зварювання: зварне з'єднання, що вклюкількості місць зварювання, що необхідно виконати чає: (і) зварний метал, (іі) зону теплового впливу на деталі, і відстані між місцями зварювання. зварювання (HAZ), і (ііі) головний метал, що зна 49 71558 50 51 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 71558 Підписне 52 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601