液化天然气储罐用高锰钢超低温韧性的提升方法

张鑫宇 亢淑梅 杜青林

摘 要：本文从高锰钢的结构出发，对高锰钢超低温韧性较低的原因进行分析，对提高其韧性的方法进行总结。主要介绍了固溶处理时的工艺和合金化处理这两个因素对高锰钢超低温韧性的影响，提出多种提高高锰钢超低温韧性的方法，推进高锰钢在液化天然气储罐上的应用。

关键词：液化天然气储罐;高锰钢;超低温韧性

中图分类号：TG156.9文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）01-0135-03

Abstract： Based on the structure of high manganese steel， this paper analyzed the reasons for the low ultra low temperature toughness of high manganese steel， and summarized the methods to improve its toughness. This paper mainly introduced the effects of solid solution treatment and alloying treatment on the ultra low temperature toughness of high manganese steel， and put forward a variety of methods to improve the ultra low temperature toughness of high manganese steel to promote the application of high manganese steel in LNG storage tanks.

Keywords： LNG storage tank;high manganese steel;ultra-low temperature toughness

1 研究背景

隨着能源消耗量的增加及环境问题逐渐严重，清洁能源在环境保护方面的优势逐渐凸显出来。在目前使用的所有清洁能源中，天然气凭借着无毒、无色、无味及无腐蚀性的优势，受到世界各国的喜爱。液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5 ℃）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5 ℃、0.1 MPa左右的低温储存罐内。但是，液化天然气对储罐的要求较高，即制作储罐的材料要有良好的拉伸强度和超低温冲击韧性。目前，LNG储罐大多数是用9Ni钢制作而成的，但Ni的价格较高且波动较大，极大限制了LNG储罐的发展[1]。因此，如何在保证LNG储罐性能要求的前提下减少Ni的含量成为新的研究重点。

经过长时间的试验，高锰钢受到各国的关注。高锰钢不仅强度满足LNG储罐的要求，而且其塑性、耐磨性都较为优良，其成本也仅相当于9Ni钢的70%～80%[2]，经济效益突出，是制作LNG储罐的理想材料。但是，高锰钢在低温时易发生晶间断裂，不能保证LNG储罐的使用安全性，这是限制高锰钢应用于LNG储罐的主要因素。……