LNG储罐焊接工艺及其性能研究

论文摘要

介绍大型LNG（液化天然气）储罐的发展情况,对比研究了低温LNG储罐的主要结构材料9Ni钢与5083铝合金,通过焊接拘束裂纹试验、焊接工艺评定试验、中性盐雾腐蚀试验、低温夏比冲击试验与裂纹尖端张开位移（CTOD）试验等一系列试验研究两种金属材料的焊接性能、耐盐雾腐蚀性能和低温韧性,解决9Ni钢焊接过程中遇到的冷热裂纹与韧性下降、磁偏吹以及5083铝合金的焊接裂纹等难题;通过焊条电弧焊（SMAW）与埋弧焊（SAW）两种不同焊接方法工艺参数焊接9Ni钢的对接接头对比试验,根据EN10002-1-1990、EN-910-1996标准进行拉伸与弯曲试验,确定焊接9Ni钢最优方法。根据标准ASTM-B-117-97规定对9Ni钢焊接接头与5083铝合金焊接接头做中性盐雾腐蚀试验,研究其耐盐雾腐蚀的能力;根据标准GB/T 13817-92对接接头刚性拘束焊接裂纹试验方法规定对9Ni钢进行焊接拘束裂纹试验考察其焊接性能;根据EN10045-1-1991标准的要求分别在焊缝中心、熔合区、距熔合区2mm、距熔合区5mm处开缺口进行夏比冲击试验,依据英国BS7448断裂韧性试验标准对不同工艺的焊缝与热影响区进行CTOD值的测量,利用夏比冲击值与CTOD值更好的评价9Ni钢与5083铝合金的低温性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 液化天然气（LNG）的发展使用情况
• 1.2 液化天然气（LNG）的输送与储存方式
• 1.2.1 液化天然气的输送方式
• 1.2.2 液化天然气的储存方式
• 1.3 液化天然气储罐结构材料简介
• 1.3.1 超低温用9Ni 钢的发展应用状况
• 1.3.2 超低温用5083 铝合金的发展应用情况
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 9Ni 钢的焊接性能
• 2.1 超低温用9Ni 钢的可焊性
• 2.1.1 低温韧性下降
• 2.1.2 热裂纹的产生
• 2.1.3 冷裂纹的产生
• 2.1.4 母材的磁偏吹问题
• 2.2 超低温用9Ni 钢焊接时易产生的四大问题的对策
• 2.2.1 冷热裂纹倾向的预防
• 2.2.2 焊接接头低温韧性的保证
• 2.2.3 克服磁偏吹的途径
• 2.3 可焊性试验及焊接工艺的选择
• 2.3.1 表面裂纹率
• 2.3.2 断面裂纹率
• 2.4 本章小结
• 第三章 9Ni 钢焊接工艺及评定
• 3.1 前言
• 3.2 焊接工艺
• 3.2.1 化学成分要求
• 3.2.2 焊接方法的选择
• 3.2.3 填充材料的选择
• 3.2.4 现场焊接
• 3.3 焊接工艺评定
• 3.3.1 焊接接头拉伸试验
• 3.3.2 焊缝金属拉伸试验
• 3.3.3 弯曲试验
• 3.4 SMAW 和SAW 焊接工艺下焊接接头的显微组织观察
• 3.4.1 宏观腐蚀
• 3.4.2 金相试验
• 3.5 焊接接头硬度测试
• 3.6 本章小结
• 第四章 5083 铝合金焊接工艺及评定
• 4.1 5083 铝合金焊接性能
• 4.1.1 5083 铝合金焊接过程常见问题
• 4.1.2 5083 铝合金焊接特有问题
• 4.1.3 5083 铝合金焊接工艺选择
• 4.2 焊接工艺评定
• 4.2.1 常规力学性能
• 4.2.2 宏观腐蚀
• 4.2.3 焊接接头金相试验
• 4.2.4 焊接接头硬度试验
• 4.3 本章小结
• 第五章 9Ni 钢/5083 铝合金低温韧性性能
• 5.1 夏比（Charpy）冲击试验
• 5.1.1 冲击试验过程部分
• 5.1.2 试验结果对比
• 5.2 裂纹尖端张开位移（CTOD）测量
• 5.2.1 裂纹尖端张开位移（CTOD）
• 5.2.2 CTOD 试验简介
• 5.2.3 CTOD 值测量
• 5.3 本章小结
• 第六章 大型LNG 储罐用材料腐蚀性能研究
• 6.1 盐雾试验简介
• 6.1.1 盐雾的腐蚀
• 6.1.2 盐雾试验及与实际的联系
• 6.1.3 盐雾试验标准及试验结果的判定
• 6.2 中性加速盐雾腐蚀试验
• 6.2.1 试验前试样表面处理
• 6.2.2 试验后试件外观
• 6.3 试验结果与分析
• 6.3.1 加速腐蚀试验的定性分析
• 6.3.2 加速腐蚀试验的定量分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢