LNG低温储罐泡沫玻璃砖国产化应用

<正>我国已建及在建液化天然气(LNG)低温储罐一般为全容型LNG低温储罐,主要由预应力混凝土外罐、内罐、热角保护系统、保冷系统、管道等部分组成。LNG低温储罐处于低温-162℃微正压状态,外界的热量漏入会引发LNG蒸发、增加能耗,因此LNG低温储罐的保冷系统尤为重要。保冷系统由罐底保冷、内罐壁保冷、铝吊顶保冷、内外罐环形空间保冷及管道保冷组成,保冷材料的选择需要根据LNG低温储罐结构特点、材料的绝热性能、经济性及方便安装等方面考虑,一般罐底选取抗压强度较高的泡沫玻璃砖,内罐壁、铝吊顶保冷选取弹性玻璃纤维毡,环形空间由膨胀珍珠岩填充[1]。     

泄露工况下大型LNG预应力混凝土储罐低温分析

借助于ANSYS有限元软件,对大型LNG预应力混凝土储罐由泄露引起的温度场和内力分布进行了深入研究计算,分析了超低温对预应力混凝土储罐结构的影响.结果表明:超低温作用下LNG储罐温度分布由内而外呈线性分布,罐壁的温度分布比较均匀;为减少罐壁中由低温引起的拉应力,同时避免裂缝的出现应在混凝土外罐中合理配置预应力钢筋和热保护角等保冷结构.     

超低温及低温循环对混凝土材料性能的影响

针对普通预应力混凝土作为液化天然气(LNG)储罐材料在超低温(-165℃)环境中力学性能显著退化的问题,本文研究并评价了低温高性能混凝土(LHC)的低温性能,并对其孔结构特征和低温循环后的力学性能进行分析.结果表明:LHC基体内部105～104 nm的毛细孔数量相对较少,LHC内毛细孔和气孔的体积以及总孔隙率均低于C60混凝土.低温循环后,LHC基体和C60混凝土内部结构发生一定程度的损伤,各种力学参数均呈下降趋势.与C60混凝土相比,在超低温环境中,LHC具有优异的力学性能.     

LNG大型低温储罐冷却技术探讨

LNG大型低温储罐的冷却是储罐投用前最为关键的一步,充分的储罐冷却作业前准备、冷却过程中系统阀门的正确设置、储罐冷却速率的合理控制及安全措施的严格执行是LNG大型低温储罐冷却得以顺利实施的重要保证。以国内某一16万m3全容式LNG储罐为例,对LNG大型低温储罐的冷却技术进行了详细的论述。     

液化天然气运输船及其储罐用材料的研究进展

回顾了LNG(液化天然气)运输船及其储罐用材料的发展史,对比分析了低温LNG储罐的主要结构材料Ni36因瓦合金、9%Ni钢和5083铝合金,简要阐述了LNG运输船及其储罐用材料的研究及应用现状,并展望了其储罐用低温铝合金的发展趋势。     

借助激光闪光法研究高强混凝土的低温热学性能

低温环境中混凝土的热学性能是影响全混凝土LNG储罐安全高效运行的重要因素。本工作评价了一种新型耐低温高性能混凝土(CHC)的低温性能,并对其孔结构特征和低温环境中的热流变化、力学和热学性能进行了分析。结果表明:CHC基体中毛细孔和气孔的体积以及总孔隙率均低于C60混凝土。低温环境中,CHC基体的热流曲线在-36℃达到峰值;其热流曲线放热峰、比热容、热扩散系数和热导率均低于C60混凝土。当温度由25℃降至-90℃时,CHC基体和C60混凝土的峰值应力、弹性模量及热扩散系数增加;比热容和热导率降低。低温环境中,CHC的力学性能及其基体的热学性能均优于C60混凝土。     

微波养护对掺矿渣超高性能混凝土力学性能的影响及机理

超高性能混凝土(UHPC)是继高强度、高性能混凝土之后新近发展起来的一类新型混凝土材料。UHPC自身具备超高强度及高耐久性等优点,使其在高层、超高层建筑、大跨度空间结构与恶劣腐蚀环境下的重大土木工程中有广阔应用前景。本工作从材料制备角度,通过矿物掺合料改变UHPC基本配合比并且采用效率更高的微波养护方式对试件进行养护。通过一系列实验,观察矿渣的使用和微波养护对UHPC力学性能的影响,并通过微观表征分析研究其影响机理。制备了10%、25%、50%、70%和90%矿渣取代基本配合比中水泥部分用量试件,采用3 d延迟微波养护制度养护,测试3 d及28 d强度,随后选取性能典型试件进行29Si NMR、27Al NMR和XRD分析。实验发现标准养护下UHPC强度随着矿渣掺入而降低,但微波养护通过加速矿渣水化反应加强了混凝土力学强度发展进程。该加强效应对早期性能发展的影响更显著,且随着矿渣掺量增加而增强。微观表征分析首先确定了微波养护对试样水化的加速作用,并促进了晶体产物和短链C-S-H的形成,达到进一步克服矿渣对UHPC强度发展的延迟作用。     

关键影响因素耦合作用下混凝土低温受压峰值应变试验研究

通过混凝土的低温轴压试验系统地探讨作用的低温(-40℃至-180℃)和混凝土的含水率(1.5%至5.5%)、强度等级(C30、C40和C50)等3个关键因素对混凝土低温受压峰值应变的影响。结果表明,混凝土的受压峰值应变在低温下提升幅度较小,但各关键影响因素间存在明显的耦合作用关系。其它条件相同情况下,混凝土低温受压峰值应变随其含水率增加而升高,随作用的低温降低呈现出先增长后趋于稳定的变化趋势,而混凝土强度等级对其低温受压峰值应变的影响则相对较小。由试验结果拟合给出的混凝土低温相对受压峰值应变关于作用的低温以及混凝土的含水率、强度等级等3个关键影响因素的耦合作用关系式可为低温储罐类混凝土结构的设计和安全性能评估提供参考。     

常温养护型超高性能混凝土的圆环约束收缩性能

研究了HCSA膨胀剂3种掺量(0%、3%、6%)下常温养护型超高性能混凝土(Ultra high performance concrete,UHPC)的圆环约束收缩性能,包括:(1)UHPC轴拉应力应变曲线测试;(2)根据GB/T50082的UHPC自由收缩实验;(3)根据ASTM C1581的UHPC圆环约束实验。结果表明,3种UHPC的极限拉伸应变均高于3 000με,28d总收缩值分别为1 005.6με、600.0με、462.2με,并且在圆环约束作用下转化为残余应变、弹性拉应变和塑性拉应变,其中塑性拉应变分别为700.4με、437.9με、389.9με。3种UHPC在拉伸应变达到1 000με时及圆环约束实验中均未发现0.01mm以上的可检测裂缝。基于拉伸实验和声发射损伤分析方法对UHPC进行应变分析,可知具有应变强化段的3种UHPC在圆环约束实验中的塑性变形以小于0.01mm的多点分布微裂纹形式存在。通过添加HCSA膨胀剂对常温养护型UHPC进行收缩补偿,可有效地降低UHPC自身的拉应力以及对原有结构的影响。     

LNG储罐中9%Ni钢埋弧自动横焊的探讨

结合2万m3LNG低温储罐的建造,通过大量的调研分析、比较和试验,介绍了大型LNG低温储罐中9%Ni钢的焊接技术,对9%Ni钢埋弧自动横焊的焊接设备以及焊接工艺进行了分析,并采用交流方波焊接电源进行了试验,解决了9%Ni钢埋弧自动横焊中容易出现的低温韧性降低、热裂纹、冷裂纹以及磁偏吹等问题,并且降低了劳动强度,提高了生产效率,对具体工程施工具有很大的实用价值。