低温和液化天然气应用9%的钢

脆性-延性转变是一个自然过程，使材料在低温下破碎，而不是变形。欧洲杯足球竞彩这通常影响钢，然而，当合金与9%镍，这种金属的脆-韧性转变温度大大降低。因此，这种钢合金可以在低温下保持延展性，同时保持极端的韧性和抗拉强度。因此，这些特性使其非常适合用于制造低温物质，如液化天然气(LNG)。

脆性-韧性转变问题

的甲烷的先锋,一艘新重建的货船，载着第一批液化天然气上了25号th1959年1月。

使用低温冷凝技术液化天然气(LNG)的过程会大大减少体积。相比之下，未压缩气体的体积要大600倍，能量密度要小2.4倍。这意味着运输液化天然气要经济得多。

建造压力容器用钢。然而，这种金属在较低的温度下变得非常脆。由于任何碰撞都可能导致爆炸，因此对液化天然气的运输来说，延展性的降低是危险的。

“脆性-延性转变”现象导致了低温下延性的降低。特别是，这种转变发生在晶体结构中，如碳钢。这种延展性的丧失是极其危险的。这方面的一个例子就是泰坦尼克号，它有一个钢制的船体，因此在北大西洋的冷水中受到脆性-韧性转变的影响。还有许多其他不引人注目的故障，最终降低了钢铁低温系统的商业价值。

20世纪40年代，一种新材料被开发出来，它具有很低的延性-脆性转变温度，同时保持碳钢的强度和延性。这种新材料含有9%的镍钢。

9%镍钢:一种韧性和韧性的低温合金

9%镍钢的独特性能源于其晶体结构。假设，当一种材料的晶体结构包含5个独立的“滑移系统”时，它就显示出了延展性，这意味着单个原子可以轻松地以5种不同的方式移动。

典型的钢在低温下有2或3个滑移系，而镍有大量的滑移系，它们在低温下继续发挥作用。因此，镍从不经历这种韧脆转变的现象。此外，在镍与其他金属合金的过程中，这些众多的滑移系统被保留下来。当钢与镍的比例为9%时，产出的金属中只含有少量的“奥氏体”钢分子，这种钢分子具有内在的延展性。这些分子只占钢体积的大约4%，但它们的存在使钢在低温下具有抗脆性，同时保持韧性。

因此，钢中碳含量的降低和镍量的膨胀导致了晶体结构的改变，在过低的温度下具有延展性。经过额外的热处理后，这9%的镍钢也能在-196°C的温度下保持延展性。1巧合的是，液化天然气要求存储温度低于-162°C。9

甲烷先锋使用铝罐，但9%镍(和其他镍钢)的发展改革了液化天然气行业。它确保了液化天然气的制造、储存和运输是极其安全和廉价的。由9%的镍钢组成的储罐保证了LNG运输成为国际能源行业的一个非常重要的因素。这种合金在LNG工厂和固定储存库的应用中也变得非常有用。

液化天然气今天的储罐通常是用高镍钢制成的，外面包裹着一层绝缘涂层，外墙由混凝土组成。12

马钢(英国)以两种常用规格供应这种合金。首先，板厚≤100mm时可用ASTM A353。其次，ASTM 553型1可用于板厚≤50mm。应用于制造和储存低温物质，如液化天然气，氧气和氮气，是理想的。这种镍钢也适用于制造其他压力容器，这也归功于它的高抗断裂性能。

参考文献

  1. 阿塞洛-米塔尔美国钢板9%镍钢:用于低温。
  2. LNG航运简史。Noble, P. G.(1959)。
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  9. CH•IV | LNG Engineering &咨询服务有限公司成员。
  10. 甲烷先锋:世界上第一艘液化天然气船。可以在:https://www.marineinsight.com/types-of-ships/methane-pioneer-the-first-lng-ship-in-the-world/．(访问:19th2018年3月)
  11. 镍钢板。Grobblech。
  12. 液化天然气|哈米纳液化天然气。
  13. 马钢供应9%的镍合金钢板。可以在:https://masteel.co.uk/news/9-nickel-alloy-steel-plates/。(访问:19th2018年3月)

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