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LNG储罐用9%Ni钢材料应用及检验作者：刘树锋丁乙来源：《新材料产业》 2013年第5期文/ 刘树锋1 丁乙21. 中国石化青岛液化天然气有限责任公司2．中国石化天然气分公司随着人类对能源需求日益强劲的增长，天然气作为一种优质洁净燃料，得到了广泛的应用和发展，也使液化天然气的储存成为了关键技术。
L N G储罐是储存液化天然气（L N G）的重要设备，储罐的内罐要容纳-163℃的超低温液化天然气，要求内罐构成材料必须具有良好的机械性能。
由于9%镍（N i）钢在-196℃超低温下具有良好的拉伸强度和冲击韧性，成为内罐建造的主要材料。
在实际工作中，9%Ni钢的焊接工艺评定及实际焊接操作是低温L N G储罐建造的关键技术，也是低温压力容器建造的重点和难点，本文分别从几个方面进行论述。
一、9% 钢材料简介及其应用1.9%Ni 钢的定义及成分特点9%Ni钢是含镍量为8.5%～9.5%的低碳马氏体型低温用钢，具有体心立方结构，其韧性和温度有非常大的依赖关系，即具有明显的脆性转变温度。
影响脆性转变温度的因素有晶粒度、组织机构、合金元素和杂质等。
N i的添加既改善铁素体的低温韧性和降低脆性转变温度，又细化晶粒。
同时N i的固溶，增加了基体的交叉滑移能力，减少了间隙原子与位错的相互作用。
另外，杂质元素的含量对9%Ni钢的性质有重要影响。
9% Ni钢具有一定的回火脆性敏感性，随着含磷量的增加而有显著增加，因此，对9% N i钢必须严格控制含磷量。
同样，也必须严格控制9%Ni钢的含硫量，因为硫含量的增加，会增强9%Ni钢焊接时的热裂纹敏感性。
总之，9% N i钢在回火处理时，碳（C）、N i、锰（M n）等元素向弥散分布于基体内的奥氏体扩散，可得到体积为5%～10%的富含C、N i、M n的奥氏体，称为逆转奥氏体(亦称为回转奥氏体)。
这种奥氏体非常稳定，在-196℃低温下不会发生马氏体转变，并且呈弥散分布，使9% N i钢能够在-196℃表现出很好的低温韧性，有利于阻止裂纹扩展。
降低9Ni 钢中有害元素0含量非常重要，Si 同时可以提高强度，但含量也应该控制在合理的范围内。
Cr 在结构钢和工具钢中，能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
Cr 又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。
S 、P 为有害元素，S 易与金属元素Mn 形成MnS ，P 容易在晶界偏聚降低晶界抗裂纹扩展能力，降低低温韧性。
对低温韧性有害的元素，应将其控制在最低值。
国内外各厂家9%Ni 钢成品化学成分和中国石化物资采购技术标准《16万m 3全容式LNG 储罐用06Ni9DR 钢板》对个化学成分要求标准见表1。
从表1中可以看出，国内外的5家成产厂家均达到中国石化物资采购技术标准，国内与国外的钢板相比化学成分差别不大，国内钢板在S 成分的控制上还有待提高。
2 热处理及金相组织对比中国石化物资采购技术标准《16万m 3全容式LNG 储罐用06Ni9DR 钢板》钢板的交货状态要求钢板应采用电炉冶炼或氧气转炉冶炼，并采用炉外精炼加真空脱气工艺生产。
钢板应为镇静钢，并应做细化晶粒处理，采用连铸工艺，技术条件所规定的钢板生产工艺不应有较大变化。
供货的所有钢板其主要元素(C 、Ni 、P 、S)的成分范围应尽可能小，以保证钢板性能的稳定和一致性。
钢板的交货状态为淬火+回火(QT)，回火温度应限制在540～600 ℃之间，允许在淬火和回火工序之间增加一道临界淬火，即QLT 或QQ ’T 工艺。
不允许采用两次正火+回火(NNT)工艺。
为淬火+回火(QT)，回火温度应限制在 540～600 ℃之间，0 引言随着世界天然气产业的迅猛发展，液化天然气(lique f i ed natural gas ，LNG)作为一种清洁能源，凭借自身优势成为国际天然气贸易的重要部分。
对国外生产9%Ni 钢的大型钢铁生产企业比利时INDUSTEEL 公司、日本新日铁公司和国内生产9Ni 钢的大型钢铁生产企业太原钢厂、南京钢厂、鞍山钢厂进行技术调研、考察各厂家的9%Ni 钢的化学成分、力学性能及内在质量，对比如下。
破译LNG储罐中的9%镍钢焊接作者：史仁明文章来源：现代制造网点击数：27 更新时间：2009-11-69%镍钢具有良好的机械性能，但也具有容易磁化的特性，如何采用有效的焊接方法避免焊接缺陷的发生，对于保证9%镍钢LNG储罐的安全和可靠具有十分重要的意义。
采用有效的焊接方法，对于保证9%镍钢LNG储罐的安全和可靠至关重要。
-196℃的工作温度对母材和焊接材料的机械性能提出了很高的要求，而最佳的效果取决于根据经验所选择的合适的焊接材料、焊接方法以及正确的焊前准备。
西班牙CARTAGENA10.5万m3储罐的焊接是现代LNG储罐建设的一个实例：几家欧洲公司都参与了储罐的建设，包括西班牙的AGROMAN、英国的WHESSOE、意大利的TANCO和德国UTP。
这个LNG储罐包含一个混凝土的外罐和一个9%镍钢的内罐, 从顶部较薄的板开始焊接，直到底部较厚板的焊接（这种施工技术由RODOVERKEN AB公司开发）。
9%镍钢及焊接材料LNG储罐的内罐钢材采用合金钢板(材料号：1.5662, ASTM A353, A553, EN10028-4 X8Ni9)，这种合金具有非常好的机械性能，尤其是在极端低温下的机械性能, 比如在-196℃时的冲击性能大于41J。
在焊接过程中，必须保持这些性能。
采用铁基或镍基焊接材料都能满足要求（如表3），当然也可以采用其它的镍基焊接材料，这取决于储罐安装的技术规格。
1.焊接工艺及方法最常用的LNG储罐焊接方法是手工电弧焊(SMAW)和埋弧自动焊(SAW)。
手工电弧焊和埋弧自动焊各有其特点：手工电弧焊能适用于各种位置焊接，但效率较低；埋弧自动焊具有很高的熔敷效率，但只能适用平焊和横焊位置。
采用正确的焊接方法、焊接材料和焊接规范参数，可以获得满意的焊接结果，UTP在过去的施工中积累了大量这方面的经验。
1）手工电弧焊在LNG储罐的焊接中，最常用的手工电弧焊条是AWS ENiCrMo-6，如UTP Soudonel D.ENiCrMo-6。
LNG 低温储罐用9%Ni 钢材性质探讨作者：张东华丁乙纪新颖来源：《新材料产业》 2012年第12期文/ 张东华1 丁乙2 纪新颖11. 中国石化青岛液化天然气有限责任公司2. 中国石化天然气分公司近年来，我国大力倡导低碳型社会，清洁能源受到的重视与日俱增。
天然气作为一种清洁能源，越来越受到青睐。
我国天然气市场广阔，但缺口较大，为了缓解能源供给压力，需要大量进口国外天然气。
天然气在常压、-162.5℃的低温下液化，体积缩小为原来的1/625。
液化天然气（LNG）便于储存和运输，且很容易将其汽化，因此，液化天然气的进口越来越受到重视。
我国沿海地区已经规划建设了若干LNG接收终端，有的已经投入运营，并取得了良好的经济效益和社会效益。
L N G接收终端最重要的设备是L N G低温储罐。
L N G低温储罐的建设不仅施工难度大，而且对罐体材料要求特别高，其中，与-162.5℃之下L N G直接接触的内罐材料尤为重要。
9%镍（Ni）钢材（指Ni元素的质量百分数为8.5%～9.5%的钢材）是目前国际上广泛使用的内罐钢种，其性能优良，技术趋于成熟。
9% N i钢材是1944年开发的N i元素质量含量为9%的中合金钢材，由美国国际镍公司的产品研究实验室研制成功。
该种钢材的主要特点是镍含量高、纯净度高、强度高、低温冲击韧性和焊接性能好，本文主要对其性质进行探讨。
一、化学组成9% N i钢材的低温性质主要取决于化学组成，尤其是N i、碳（C）的含量，其他合金元素的含量对其性质也有重要影响。
含Ｃ量增加，钢材的屈服强度和抗拉强度升高，但低温塑性和冲击韧性降低，焊接性能和冷脆性能显著恶化；含Ｃ量降低，回火时马氏体中的碳化物析出量大大减少，可以有效改善钢材的低温性能，因此，对于低温钢材要严格控制含碳量在较低范围内。
9%左右的N i元素能提高低温时钢材的强度，降低结晶时铁素体转变为奥氏体的临界温度（AC3点），细化晶粒，降低脆性转变温度，使钢材保持良好的低温塑性和韧性。
LNG储罐用9%Ni钢简介9％Ni钢是1944年开发的W(Ni)一9％的中合金钢，由美国国际镍公司的产品研究实验室研制成功，它是一种低碳调质钢，组织为马氏体加贝氏体。
这种钢材在极低温度下具有良好的韧性和高强度，而且与奥氏体不锈钢和铝合金相比具有热胀系数小，经济性好，使用温度最低可达一196℃，自1960年通过研究证明不进行焊后消除应力热处理亦可安全使用以来，9％Ni钢就成为用于制造大型LNG储罐的主要材料之一。
钢的主要特点是高镍含量、高纯净度、较高强度、高的低温冲击韧性、良好焊接性能。
通过研发，钢材可以达到以下性能指标： 9%Ni 钢：ReH≥585MPa，Rm = 680～820MPa，A≥18%，-196℃，A Kv（T）≥150J，A Kv（T）≥80J（欧盟标准）。
1.9%Ni钢板标准双正火+回火(NNT)：899℃（第一次正火）+788℃（第二次正火）+566~607℃（回火）淬火+回火(QT)：866℃(淬火)+566~607℃(回火)两相区淬火(IHT)：800℃(空冷)+670℃(水淬)+550~580(回火)直接淬火(DQ-T)：Ar3+580℃(回火)合格的钢板金相中含有5~15%的稳定残余奥氏体组织（逆转奥氏体）。
含0.38%左右的钼，可以消除从奥氏体温度缓慢冷却时的脆化。
最优的焊接材料应具备的性能：Rep(0.2)≥400MPa，Rm≥700MPa,A≥35%,AKV(-196℃)≥60J。
4.优先选择的焊材（采购容易）4.1 SMAW优先选择的焊材型号是：ENiCrMo-3,ENiCrMo-4，以及ENiCrMo-6。
规格尺寸从直径2.5~5.0mm(立焊使用2.5~4.0mm)焊条应适于AC焊接。
4.2 GTAW/GMAW优先选择的焊材型号是：ERNiCrMo-3，ERNiCrMo-4。
规格尺寸从直径1.2~2.4mm（GMAW使用1.2mm直径焊丝）。
4.3 SAW优先选择的焊材型号是：ERNiCrMo-3，ERNiCrMo-4。
LNG储罐结构及9Ni钢介绍刘奉家一、前言我国LNG储罐用钢（内壁用钢板+外壁用钢筋）一直从国外进口。
LNG外罐罐壁的低温钢筋产品。
太钢通过863计划（2005—2007）首次开发出外壁用中厚板。
马钢技术中心于2011年开始研制内壁用混凝土钢筋，项目组利用马钢特钢生产工艺，于2013年自主开发出全规格系列低温钢筋淬火自回火控制技术，开发了“钒微合金化低温钢筋用钢及轧制工艺”，并申报了发明专利，并已获得安徽省质量技术监督局计量认证资质。
二、LNG特性液化天然气—Liquefied Natural Gas（缩写LNG）是在气田中自然开采出来的可）组成，约占80～99%，其次还含有乙烷、丙烷、总丁燃气体，主要成分由甲烷（CH4烷、总戊烷、以及二氧化碳、一氧化碳、硫化氢和水分等。
标准状态下,沸点－161.52℃；气态密度一般为640～750kg/m3；液态密度为0.420～0.46t/m3；着火点为650℃；气态热值38MJ/m3；液态热值50MJ/kg；爆炸范围：上限为15%，下限为5%。
在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。
三、LNG使用前景LNG是一种清洁、高效的能源。
由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。
很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。
液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。
为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。
国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务，LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。
中国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气只占到很小的比例，远远低于世界平均水平。
LNG储罐9%Ni钢应用实践作者：詹宇石来源：《现代企业文化·理论版》2016年第07期中图分类号：：TG422.1 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2016）04-000-01摘要进入新世纪后，我国经济获得较快发展，工业领域等中对钢材的需求持续上升，尤其是一些特种类型的钢材，9%Ni钢就是其中紧俏的钢材之一。
LNG储罐作为LNG接收站的核心设备，其结构复杂、设计与使用工况苛刻，照价高，建设周期长。
而9%Ni钢是建造大型LNG储罐的核心材料，笔者在本文中首先分析了LNG储罐9%Ni钢的特点，然后探讨了9%Ni 钢焊接时容易出现的问题以及解决焊接出现问题的相关措施，以期保障9%Ni科学的生产并有效提升生产质量和品质。
关键词9%Ni钢储罐LNG储运一、LNG储罐9%Ni钢特点唐山LNG接收站采用全包容式LNG储罐。
随着LNG储罐的大型化，要求材料具有较高的强度，以降低材料的消耗量，从而降低项目造价。
其次，要求材料在-163℃的深冷温度，因此对LNG储罐内罐材料要求非常高。
9%Ni钢是具有优异的超低温性能的LNG储罐用关键材料，能够在-196℃条件下使用。
9%Ni钢是目前普钢产品中技术难度最大、要求最高的尖端产品之一。
其难点有保证超低温韧性的合金设计；高合金冶炼、连铸工艺；保证超低温韧性的特殊热处理工艺；焊接工艺适应性；钢板表面质量控制技术；工业试制风险控制。
9%Ni钢在低温下具有很好的强韧性匹配。
与奥氏体不锈钢相比，在-196 ℃低温度条件下，不仅低温韧性优于奥氏体不锈钢，而且屈服强度高近一倍。
且钢的冷成形性、焊接性和抗裂纹扩展性等均很好，是制造LNG，液氩、液氮等储罐理想的专用材料。
二、9%Ni钢焊接技术特点9%Ni钢属于高强度钢种，焊接过程中容易产生焊接热裂纹，而且具有淬硬倾向，LNG储罐在外界温度变化下会发生膨胀和收缩，如果母料和焊接接头膨胀系数差别大，会导致焊接接头的损坏。
