冷冻液化气体罐式集装箱应变强化设计

ASME 锅炉及压力容器规范 Ⅷ Div.1 《国际海运危险货物规则》IMDG-CODE 《系列 1 ：液体、气体及加压干散货罐式集装箱技术要求 和试验方法》ISO1496-3 《1972 年国际集装箱安全公约》CSC 《一九七二年集装箱关务公约》CCC 2.2 设计参数（例）
主要技术参数见表 1。 表1 主要技术参数
Cold Stretch Design for Portable Tank of Refrigerated Liquefied Gases
Fu Jun-bo，Zhu Chang-hao，Gu Hao，Wei Guo-xing
Abstract ：Austenitic stainless steel has good plasticity.Through normal temperature cold stretch technology，the austenitic stainless steel vessel is subjected to over pressure treatment，which improves the yield strength of austenitic stainless steel and improves the allowable stress.This can obviously reduce the thickness of the material and reduce the weight of the container，so as to realize the lightweight design of the refrigerated liquefied gas portable tank，and achieve the purpose of saving energy and reducing consumption.
由 于 罐 式 集 装 箱 运 输 的 特 殊 性， 需 要 进 行 水 路、 公 路、 铁路及这几种方式的联运，因此涉及到的标准比较多，主要 需要遵循的标准如下 ：
收稿日期 ：2019-03-06 作者简介 ：傅军波（1980—），男，江苏宿迁人，工程师，主要研究
方向为冷冻液化气体罐式集装箱设计开发。
实际应用中，通过室温下用水对奥氏体不锈钢容器进行超 压处理，使其产生一定的塑性变形，然后再进行泄压，提高 了奥氏体不锈钢容器的屈服强度，从而提高了许用应力。这 样可以明显地减小材料的厚度，降低容器的自重，实现冷冻 液化气体罐式集装箱的轻量化设计，达到了节能降耗的目的。 2 冷冻液化气体罐式集装箱设计标准与设计参数 2.1 设计标准
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
新材料与新技术
New Material and New Technology
第45卷第6期
2019年6月
冷冻液化气体罐式集装箱应变强化设计
傅军波1，朱长浩2，顾 昊1，魏国星1 （1.中国船级社质量认证公司南京分公司，江苏南京 2100ห้องสมุดไป่ตู้0； 2.查特深冷工程系统（常州）有限公司，江苏常州 213000）
Key words ：tank container ；strain strengthening ；refrigerated liquefied gas
随着国际贸易的高速发展，罐式集装箱作为一种先进的 运输方式，正在越来越多地用于国际间的水路、公路、铁路 运输以及这些方式的联运。冷冻液化气体罐式集装箱是罐式 集装箱的一种，相对于之前普遍采用的传统运输方式，冷冻 液化气体罐式集装箱具有安全可靠、运输灵活、快捷方便、 经济实用、绿色环保等优势。在运输过程中，运输设备的重 容比越小，越有利于降低运输成本、提高运输效率，同时为 了响应国家节能减排政策降低企业成本，轻型化成为了冷冻 液化气体罐式集装箱的发展趋势。低温容器目前普遍采用奥 氏体不锈钢作为内容器材料，而采用室温应变强化技术可以 极大提高奥氏体不锈钢的屈服强度，减薄容器壁厚，所以采 用应变强化技术的冷冻液化气体罐式集装箱应运而生。 1 室温应变强化技术简介
项目
内容器
外容器
设计压力 MPa
1.16
-0.1
最大允许工作压力 MPa
1.0
-0.1
最高设计金属温度℃
50
50
最低设计金属温度℃
-196
-40
充装介质
液氧、液氩、液氮、液化天然气 绝热材料
主体材料
SA-240M 304
SA-240M 304
框架主要材料
Q345D
腐蚀裕量 mm
0
0
名义厚度 mm 全容积 m3
室温应变强化技术最早出现在 20 世纪中叶的欧洲，距今 已有 50 多年的历史，近十年来，随着成功使用的案例和使用 中积累的工程经验越来越多，英国标准学会、美国机械工程 学会等一些权威标准机构相继采纳应变强化技术设计制造奥 氏体不锈钢压力容器，但对使用的壁厚进行了限制，且只限 定在低温环境下使用。
奥氏体不锈钢材料具有良好的塑性，传统的设计方法将 最大应力限定在弹性范围内，只利用了材料的弹性承载能力。 而这对于具有较高抗拉强度和良好塑性，但屈服强度比较低 的奥氏体不锈钢来说，并没有充分发挥其塑性承载能力。通 过室温下把奥氏体不锈钢拉伸到塑性变形，然后再进行卸载， 当再次加载时，应力应变将沿卸载路径保持弹性增长，材料 的屈服强度得到提高，而塑性下降。直观的说，也就是牺牲 了材料的部分塑性储备，而换取了较高的屈服强度，这就是 室温应变强化的基本原理。
6
3.5
20.1
6.2
冷拉伸试验
最小
1.74
/
压力 MPa
摘 要 ：奥氏体不锈钢材料具有良好的塑性，通过室温应变强化技术对奥氏体不锈钢容器进行超压处理，提高了奥氏体不 锈钢容器的屈服强度，从而提高了许用应力。这样可以明显地减小材料的厚度，降低容器的自重，实现冷冻液化气体罐式集装 箱的轻量化设计，达到了节能降耗的目的。
关键词 ：罐式集装箱 ；应变强化 ；冷冻液化气体 中图分类号 ：U695.28 文献标志码 ：B 文章编号 ：1003-6490（2019）06-0045-03