專利名稱：液化天然氣貯藏艙或貯藏罐用鋁合金厚板的低溫處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬新材料加工領(lǐng)域和船舶領(lǐng)域，具體是針對(duì)用于制造液化天然氣(液化天然氣的英文名稱Liquid nature gas—簡(jiǎn)稱“LNG”)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船忙藏艙或液化天然氣陸地貯藏罐鋁合金厚板(下面統(tǒng)一簡(jiǎn)稱“LNG鋁厚板”)的低溫處理方法及相應(yīng)的低溫
處理工藝。
背景技術(shù)：
液化天然氣的液化溫度為_(kāi)162°C，因此要求裝運(yùn)液化天然氣的貯藏艙或貯藏罐用材料能在_162°C以下使用，這里界定的使用溫度范圍是室溫 _196°C。對(duì)材料的基本要求
I、在工作溫度范圍內(nèi)，艙用材料的膨脹系數(shù)要小，而且隨溫度變化，膨脹系數(shù)變化小。也就是貯藏艙或運(yùn)輸船在使用溫度范圍內(nèi)，尺寸變化要小，從而得到小的溫差應(yīng)力。合金具有小的導(dǎo)熱系數(shù)，以改善艙體的絕熱性能。2、一定的低溫沖擊韌性值(Cv)，或低溫塑脆轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度。在實(shí)際使用時(shí)，對(duì)Cv值的要求越來(lái)越高。3、對(duì)沖擊載荷和周變載荷，要有較好的適應(yīng)能力，能經(jīng)受沖擊和疲勞等。4、在低溫時(shí)，應(yīng)有較高的強(qiáng)度，和良好的延伸塑性。金屬材料具有低溫脆性的特點(diǎn)，因此在使用前進(jìn)行低溫處理，使鋁合金厚板室溫力學(xué)性能和低溫(_196°C)力學(xué)性能具有穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)LNG鋁厚板低溫力學(xué)性能穩(wěn)定化處理而提出的低溫處理(或稱深冷處理)工藝方法，從而確保LNG鋁厚板優(yōu)良的低溫使用性能。本發(fā)明所述LNG鋁厚板合金牌號(hào)包括5083、5183和LF4鋁合金，合金成份滿足中華人民共和國(guó)GB/T3190或GB3190標(biāo)準(zhǔn)。所述LNG鋁厚板規(guī)格厚度范圍25 300mm。所述LNG鋁厚板低溫處理前的產(chǎn)品狀態(tài)熱軋態(tài)(自由加工狀態(tài))-F狀態(tài)、或高溫退火狀態(tài)-O狀態(tài)。所述LNG鋁厚板低溫處理是應(yīng)在專門的低溫處理爐中，采用液氮浸泡的方法來(lái)進(jìn)行低溫深冷處理。采用的低溫處理爐的基本結(jié)構(gòu)如下?tīng)t膛形狀為矩形，爐口朝上，爐門在頂部，在爐膛頂部或側(cè)面配置有一個(gè)或數(shù)個(gè)液體注入口，液體口高于爐膛內(nèi)部最高有效使用點(diǎn)，且注入口配有隔熱保溫蓋用于封閉注入口 ；所述爐膛底部和四周采用隔熱和防滲漏復(fù)合材料包圍，使其具有密閉而不滲漏液體并具有非常好的隔熱保溫性能。在爐膛的底部設(shè)排液口，爐膛外部設(shè)有與爐膛內(nèi)部連通用于觀察爐膛液位高度的透明顯示豎管。頂部爐門盡量密閉，不需要防滲漏，但要求也具有非常好的隔熱保溫性能。
所述LNG鋁厚板的低溫處理過(guò)程如下打開(kāi)低溫處理爐的頂部爐門，在爐膛底部配置數(shù)根的墊方(100 200 X 100 200 X長(zhǎng)度_)，墊方材質(zhì)為鋁合金或木材或鋼鐵或其它材料，其目的是保證能承受堆放其上的鋁合金厚板。將鋁合金厚板放置在墊方上，從爐膛底部開(kāi)始向上堆積，根據(jù)爐膛結(jié)構(gòu)，確定其堆放方式，目的是確保盡量多擺放鋁合金厚板，鋁合金厚板擺放高度要確保不影響爐門密閉蓋上。蓋上爐門后，再往爐中注入液氮，液氮注入量要確保所有被處理鋁厚板被液氮覆蓋。記錄液氮開(kāi)始覆蓋鋁合金厚板頂部的時(shí)間，并以此時(shí)間作為保溫開(kāi)始時(shí)間。低溫深冷處理過(guò)程中，當(dāng)液氮高度不足以覆蓋鋁合金厚板時(shí)，要從爐子外面補(bǔ)充液氮進(jìn)入爐子使其始終覆蓋鋁合金厚板。當(dāng)預(yù)定保溫時(shí)間到達(dá)后，將全部剩余液氮從爐子中抽回到專門液氮貯藏罐，然后打開(kāi)爐門，待鋁合金厚板溫度升到_30°C以上后方可出爐，鋁合金溫度升到室溫并保持2小時(shí)以上方可取樣測(cè)試力學(xué)性能。通常每爐鋁合金厚板裝爐量不超過(guò)30噸。所述LNG鋁厚板的低溫深冷處理保溫時(shí)間保溫時(shí)間主要取決于長(zhǎng)度方向的橫截面積(即厚度X寬度)和裝爐量。詳見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種液化天然氣貯藏艙或貯藏罐用鋁合金厚板的低溫處理方法，所述鋁合金厚板的合金牌號(hào)包括5083、5183和LF4鋁合金，鋁厚板規(guī)格厚度范圍25 300mm ;使用溫度范圍室溫 _196°C ;所述鋁厚板低溫處理前的產(chǎn)品狀態(tài)為熱軋態(tài)即自由加工狀態(tài)-F狀態(tài)、或高溫退火狀態(tài)-O狀態(tài)； 所述低溫處理是采用液氮浸泡的方法來(lái)進(jìn)行低溫深冷處理，具體是采用如下結(jié)構(gòu)的低溫處理爐爐膛形狀為矩形，爐口朝上，爐門在頂部，在爐膛頂部或側(cè)面配置有一個(gè)或數(shù)個(gè)液體注入口，液體口高于爐膛內(nèi)部最高有效使用點(diǎn)；所述爐膛底部和四周采用隔熱和防滲漏復(fù)合材料包圍，在爐膛的底部設(shè)排液口 ； 低溫深冷處理過(guò)程如下在爐膛底部配置數(shù)根墊方，將鋁合金厚板放置在墊方上，從爐膛底部向上堆積；蓋上爐門后，再往爐中注入液氮，液氮注入量要確保所有被處理鋁厚板被液氮覆蓋；記錄液氮開(kāi)始覆蓋鋁合金厚板頂部的時(shí)間，并以此時(shí)間作為保溫開(kāi)始時(shí)間；低溫深冷處理過(guò)程中，當(dāng)液氮高度不足以覆蓋鋁合金厚板時(shí)，要補(bǔ)充液氮使其始終覆蓋鋁合金厚板；當(dāng)預(yù)定保溫時(shí)間到達(dá)后，將全部剩余液氮從底部的排液口中抽出，打開(kāi)爐門，待鋁合金厚板溫度升到_30°C以上后出爐；鋁合金溫度升到室溫并保持2小時(shí)以上，然后取樣測(cè)試力學(xué)性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫處理方法，其特征在于，所述低溫深冷處理保溫時(shí)間主要取決于鋁厚板長(zhǎng)度方向的橫截面積，即厚度X寬度，和裝爐量，詳見(jiàn)下表
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫處理方法，其特征在于，所述爐膛外部設(shè)有與爐膛內(nèi)部連通的用于觀察爐膛液位高度的透明顯示豎管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫處理方法，其特征在于，所述低溫處理爐的注入口上配有隔熱保溫蓋，用于封閉注入口。
全文摘要
一種液化天然氣遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船貯藏艙或液化天然氣陸地貯藏罐用鋁合金厚板的低溫深冷處理方法。本發(fā)明采用液氮做介質(zhì)對(duì)LNG鋁厚板進(jìn)行低溫深冷處理，以確保LNG鋁厚板在室溫～-196℃范圍的力學(xué)性能和沖擊韌性不隨使用溫度的降低而下降，從而確保LNG鋁厚板在液化天然氣液化點(diǎn)的低溫下使用具有安全保障。
文檔編號(hào)C22F1/04GK102936709SQ20121052363
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者蔣顯全, 蔣詩(shī)琪, 張秀錦 申請(qǐng)人:西南大學(xué)