低溫儲(chǔ)罐用鎳系鋼板標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比與分析

陳凱力

(中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101)

天然氣作為一種清潔能源，多年來(lái)一直受到人們的廣泛關(guān)注。同時(shí)，北美頁(yè)巖油氣的持續(xù)開(kāi)發(fā)造成當(dāng)?shù)匾彝楫a(chǎn)量快速增加，導(dǎo)致乙烷資源過(guò)剩且價(jià)格低廉，從而促進(jìn)了全球液化天然氣和化工裝置需求的快速增長(zhǎng)。為此，亞太地區(qū)特別是中國(guó)的乙烯生產(chǎn)商投資改造和新建了大批乙烷裂解裝置，LNG、乙烷、乙烯運(yùn)輸船及相應(yīng)儲(chǔ)罐的建造也將隨之迅速增加。

在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)中，地上LNG儲(chǔ)罐、乙烷儲(chǔ)罐和大型乙烯儲(chǔ)罐中大量使用9%Ni鋼，而鎳是一種昂貴且有價(jià)值的稀有金屬，鎳價(jià)格的大幅上漲會(huì)導(dǎo)致預(yù)期建造費(fèi)用的上升。美國(guó)INCO公司在上個(gè)世紀(jì)40年代開(kāi)發(fā)了9%Ni鋼，于1956年納入ASTM標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了9%Ni鋼的成分標(biāo)準(zhǔn)、熱處理工藝及對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能，并在1984年推向市場(chǎng)，用于建造天然氣提取液氦反應(yīng)塔及液氧儲(chǔ)罐內(nèi)殼。日本和歐洲于20世紀(jì)60年代也開(kāi)始研制Ni系低溫鋼，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了5%Ni低溫鋼。目前國(guó)際上形成了ASTM、JIS和EN三大低溫鋼標(biāo)準(zhǔn)體系。

日本新日鐵和住友金屬公司從20世紀(jì) 60年代起就著手開(kāi)發(fā)一種減少鎳成分的鋼板，其目的是將鎳含量降低至5%～7%左右，用以替代9%Ni 鋼，節(jié)省建造LNG儲(chǔ)罐的成本。1970年，新日鐵公司采用對(duì)應(yīng)于臨界(雙相)區(qū)域溫度下的熱處理手段，開(kāi)發(fā)了5.5%Ni鋼，獲得了日本焊接協(xié)會(huì)WES3003標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可，并于1971年被納入ASTM A645/A645M標(biāo)準(zhǔn)中。同樣7%Ni鋼于2010年完成研發(fā)，并于2011年首次應(yīng)用于日本大型LNG儲(chǔ)罐。

國(guó)內(nèi)低溫鋼的研究發(fā)展起步較晚。針對(duì)石化行業(yè)中生產(chǎn)及儲(chǔ)運(yùn)所用低溫鋼的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，國(guó)家相關(guān)部門(mén)組織研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)鋼廠于20世紀(jì)80年代開(kāi)始對(duì)鎳系低溫鋼進(jìn)行研制。……