大型液化天然气船围护系统及其低温金属材料焊接技术

林文虎, 华学明, 吴毅雄, 唐永生, 张汇平

Reviews of the Cargo Containment Systems of Large Scale LNG Carriers and the Welding of Related Low Temperature Metals

Wen-hu LIN, Xue-ming HUA, Yi-xiong WU, Yong-sheng TANG, Hui-ping ZHANG

表1 四种低温金属材料参数

Table 1 Parameters of four low temperature metals

金属材料 Invar合金 304L不锈钢 Ni9钢 A5083铝合金 美国标准 ASTM F1684 UNS S30403 ASTM A553/A353 ASTM B209M 国内名称 Invar合金,殷钢 X2CrNi189 Ni9钢 A5083 主要化学成分(质量分数) 36% Ni, 63.8% Fe 18% Cr, 9% Ni 9% Ni, 0.98% Mn, 0.13% C 4.7% Mg, 0.7% Mn, 0.15% Cr 热处理工艺 加工硬化 加工硬化 NNT/QT/ QLT O,H加工硬化 25 ℃ 性能 σb/MPa 448 564 690~825 290(O态) σs/MPa 276 210 585 145(O态) 冲击功/J 130 216 205 -- -163 ℃ 性能[5] σb/MPa 870 1432 1083 405(O态) σs/MPa 530 766 954 165(O态) 冲击功/J 118 120 160 -- 热传导系数/(W·m-1·K-1) 10.2 14.0~16.3 52 117 比热/(J·kg-1·K-1) 515 500 470 900 密度/(g·cm-1) 8.05 8.00 7.85 2.66 硬度/HV 145 159 320 87 比强度(25 ℃)/(MPa·cm3·g-1) 55.6 70.5 87.9~105.1 109.0 比强度(-163 ℃)/(MPa·cm3·g-1) 106.9 180.6 137.9 157.9 疲劳性能/MPa 300(RT,106周期)[8] 100(RT,2×106周期)[9] 200(CT,106周期)[10] 150(RT,5×108周期) LNG储罐材料厚度/mm 0.7 1.2 ≥20 ≥30(SPB) ≥50(MOSS) 价格/万元每吨 12.3 1.6 3~4 3~4