AT413588B

AT413588B - Systeme für die landgestützte verteilung mittels fahrzeugen von flüssigerdgas

Info

Publication number: AT413588B
Application number: AT0907998A
Authority: AT
Original assignee: Exxonmobil Upstream Res Co
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2006-04-15
Also published as: AU733528B2; KR100358828B1; TW359736B; MY114594A; NO996358L; NO996358D0; NZ502043A; SE525401C2; JP2001508857A; TR199903174T2; SE9904633L; AR013105A1; AU7978898A; PL187287B1; IL133332A0; CH694327A5; CN1261924A; GB2344415B; DK199901822A; ID24059A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von Flüssigerdgas unter Druck (PLNG), und genauer gesagt derartige Systeme, welche Behälter enthalten, die aus einem ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl konstruiert sind, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 Mpa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist.

In der folgenden Beschreibung sind verschiedene Begriffe definiert. Zur Vereinfachung ist unmittelbar vor den Patentansprüchen ein Glossar von Begriffen vorgesehen.

Viele Erdgasquellen finden sich in entfernten Gegenden, in großer Entfernung von irgendwelchen Handelsmärkten für das Gas. Manchmal ist eine Pipeline zum Transport erzeugten Erdgases zu einem Handelsmarkt verfügbar. Wenn der Pipelinetransport zu einem Handelsmarkt nicht durchführbar ist, wird erzeugtes Erdgas häufig zu LNG verarbeitet, für den Transport zum Markt. Das LNG wird typischerweise mit speziell konstruierten Tankschiffen transportiert, und dann an einem Importterminal in der Nähe des Marktes gespeichert und rückverdampft. Die zum Verflüssigen, Transportieren, Speichern und Rückverdampfen von Erdgas verwendeten Einrichtungen sind im allgemeinen recht teuer; und ein typisches, herkömmliches LNG-Projekt kann von 5 Mrd. Dollar bis 10 Mrd. Dollar kosten, einschließlich der Felderschließungskosten. Ein typisches LNG-Projekt "auf der grünen Wiese" erfordert einen minimalen Erdgasvorrat von etwa 280 Gm3 (10 TCF (Billionen Kubikfuß)), und die LNG-Kunden sind üblicherweise große Energieversorgungsunternehmen. Häufig sind Erdgasvorräte, die in entfernten Gegenden entdeckt werden, kleiner als 280 Gm3 (10 TCF). Selbst für Erdgasvorräte, welche die Minimalanforderung von 280 Gm3 (10 TCF) erfüllen, sind zeitlich sehr lange Verpflichtungen über 20 Jahre oder mehr von allen Beteiligten erforderlich, nämlich dem LNG-Versorger, dem LNG-Verlader, und dem LNG-Kunden in Gestalt eines großen Energieversorgers, um kostengünstig das Erdgas als LNG zu verarbeiten, zu speichern, und zu transportieren. Wenn für potentielle LNG-Kunden eine alternative Gasquelle vorhanden ist, beispielsweise Pipelinegas, ist die herkömmliche LNG-Lieferkette häufig unter Kostengesichtspunkten nicht wettbewerbsfähig.

Eine herkömmliche LNG-Anlage erzeugt LNG bei Temperaturen von etwa -162 °C (-260 °F) und bei Atmosphärendruck. Ein typischer Erdgasstrom gelangt in eine herkömmliche LNG-Anlage bei Drucken von etwa 4830 kPa (700 psia) bis etwa 7600 kPa (1100 psia) und Temperaturen von etwa 21 °C (70 °F) bis etwa 38 °C (100 °F) hinein. Bis zu etwa 350000 Kühlungs-Horsepower wird benötigt, um die Temperatur des Erdgases auf die sehr niedrige Auslasstemperatur von etwa -162 °C (-260 °F) in einer herkömmlichen LNG-Anlage mit zwei Zweigen zu verringern. Wasser, Kohlendioxyd, schwefelhaltige Verbindungen wie beispielsweise Schwefelwasserstoff, andere saure Gase, n-Pentan und höhere Kohlenwasserstoffe einschließlich Benzol, müssen im wesentlichen von dem Erdgas während der herkömmlichen LNG-Verarbeitung entfernt werden, herunter bis zu Niveaus von Teilen pro Million (ppm), da anderenfalls diese Verbindungen ausfrieren, und zu Verstopfungsproblemen in den Prozesseinrichtungen führen. Bei einer herkömmlichen LNG-Anlage ist eine Gasbehandlungseinrichtung erforderlich, um das Kohlendioxyd und saure Gase zu entfernen. Die Gasbehandlungseinrichtung verwendet typischerweise ein chemisches und/oder physikalisches Verfahren mit Lösungsmittelrückgewinnung, und erfordert eine signifikante Investition von Kapital. Darüber hinaus sind die Betriebskosten hoch, in Beziehung zu jenen für andere Einrichtungen in der Anlage. Trockenbettentwässerungsmittel, beispielsweise Molekularsiebe, sind zum Entfernen des Wasserdampfs erforderlich. Die Absorptionskolonnen- und Fraktionierungseinrichtungen werden dafür verwendet, die Kohlenwasserstoffe zu entfernen, die zum Hervorrufen von Verstopfungsproblemen neigen. Quecksilber wird ebenfalls in einer herkömmlichen LNG-Anlage entfernt, da es zu Ausfällen bei Einrichtungen führen kann, die aus Aluminium konstruiert sind. Darüber hinaus wird ein großer Anteil des Stickstoffs, der in Erdgas vorhanden sein kann, nach der Verarbeitung entfernt, da Stickstoff während des Transports von herkömmlichem LNG nicht in der flüssigen Phase verbleibt, und es unerwünscht ist, Stickstoffdämpfe in LNG-Behältern am Punkt der Lieferung zu haben. 3

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Behälter, Rohre und andere Einrichtungen, die in einer herkömmlichen LNG-Anlage eingesetzt werden, sind typischenweise zumindest teilweise aus Aluminium oder nickelhaltigem Stahl konstruiert (beispielsweise 9 Gew.% Nickel), um die erforderliche Bruchzähigkeit bei den extrem tiefen Verarbeitungstemperaturen bereitzustellen. Teuere Materialien mit guter Bruchzähigkeit 5 bei niedrigen Temperaturen, einschließlich Aluminium und handelsüblicher nickelhaltiger Stahl (beispielsweise 9 Gew.% Nickel), werden typischerweise dazu eingesetzt, das LNG in den LNG-Schiffen und an den Importterminals aufzubewahren, zusätzlich zu ihrem Einsatz in der herkömmlichen Anlage. io Ein typisches, herkömmliches LNG-Schiff verwendet große kugelförmige Behälter, die als Moss-Kugeln bekannt sind, um das LNG während des Transports zu speichern. Diese Schiffe kosten momentan mehr als jeweils etwa 230 Mio. Dollar. Ein typisches, herkömmliches Projekt zu Erzeugung von LNG im Mittleren Osten und dessen Transport zum Fernen Osten kann sieben bis acht dieser Schiffe mit Gesamtkosten von etwa 1.6 Mrd. Dollar bis 2.0 Mrd. Dollar 15 erfordern.

Wie aus der voranstehenden Diskussion deutlich wird, besteht das Bedürfnis nach einem kostengünstigeren System zum Verarbeiten, Speichern und Transportieren von LNG zu kommerziellen Märkten, damit entfernte Erdgasvorräte gegenüber alternativen Energieversorgungen 20 wettbewerbsfähiger werden. Darüber hinaus ist ein System erforderlich, um kleinere, entfernte Erdgasvorräte zu vermarkten, bei denen sich anderenfalls aus Kostengesichtspunkten eine Erschließung verbieten würde. Darüber hinaus ist ein kostengünstigeres Vergasungs- und Verteilungssystem erforderlich, so dass LNG auch für kleinere Kunden unter Kostengesichtspunkten attraktiv wird. 25

Die Hauptziele der vorliegenden Erfindung bestehen daher in der Bereitstellung eines kostengünstigeren Systems zum Verarbeiten, Speichern und Transportieren von LNG von entfernten Quellen zu Handelsmärkten, und zur wesentlichen Verringerung der Schwellengröße sowohl der Reserven als auch des Markts, die dazu erforderlich ist, damit ein LNG-Projekt unter Kos-30 tengesichtspunkten durchführbar wird. Eine Vorgehensweise, um diese Ziele zu erreichen, würde darin bestehen, das LNG bei höheren Drucken und Temperaturen zu verarbeiten, als dies in einer herkömmlichen LNG-Anlage erfolgt, also bei Drucken oberhalb von Atmosphärendruck und Temperaturen oberhalb von -162 °C (-260 °F). Zwar wurde das allgemeine Konzept der Verarbeitung, des Speicherns und des Transports von LNG bei erhöhten Drucken und 35 Temperaturen in Industrieveröffentlichungen diskutiert, jedoch diskutieren diese Veröffentlichungen im Allgemeinen die Konstruktion von Transportbehältern aus nickelhaltigem Stahl (beispielsweise 9 Gew.% Nickel) oder Aluminium, die beide die konstruktiven Anforderungen erfüllen können, jedoch sehr teure Materialien darstellen. Beispielsweise diskutiert auf den Seiten 162-164 seines Buches NATURAL GAS BY SEA, The Development ofa New Technolo-40 gy, veröffentlicht von Witherby & Co. Ltd., erste Ausgabe 1979, zweite Ausgabe 1993, Roger Ffooks die Umwandlung des Liberty Schiffes Sigalpha, damit es entweder MLG (verflüssigtes Gas unter mittleren Bedingungen) bei 1380 kPa (200 psig) und -115 °C (-175 °F) befördern kann, oder CNG (Erdgas unter Druck), das bei 7935 kPa (1150 psig) und -60 °C (-75 °F) verarbeitet wurde. Herr Ffooks gibt an, dass die beiden Konzepte zwar technisch durchführbar sind, 45 jedoch keines von beiden "Käufer" gefunden hat - hauptsächlich infolge der hohen Speicherkosten. Wie aus einer Veröffentlichung zu diesem Thema hervorgeht, die von Herrn Ffooks erwähnt wird, stellte für den CNG-Einsatz, also bei -60 °C (-75 °F), das Ziel des Entwurfs ein niedrig legierter, schweißbarer, vergüteter Stahl mit guter Festigkeit (760 Mpa (110 ksi)) und guter Bruchzähigkeit bei Betriebsbedingungen dar. (Vgl. "A new process for the transportation of so natural gas", von R.J. Broeker, International LNG Conference, Chicago, 1968). Diese Veröffentlichung gibt ebenfalls an, dass eine Aluminiumlegierung die kostengünstigste Legierung für den MLG-Einsatz darstellte, also bei der erheblich niedrigeren Temperatur von -115 °C (-175 °F). Weiterhin diskutiert Herr Ffooks auf Seite 164 den Entwurf "Ocean Phoenix Transport", bei welchem auf einem erheblich niedrigeren Druck von etwa 414 kPa (60 psig) gearbeitet wird, mit 55 Tanks, die aus Stahl mit 9 % Nickel oder einer Aluminiumlegierung konstruiert werden konnten; 4

AT 413 588 B und gibt erneut an, dass dieses Konzept nicht ausreichende technische oder finanzielle Vorteile zur Verfügung zu stellen schien, um praktisch verwirklicht zu werden. Vergleiche ebenfalls: (i) US-Patent 3 298 805, welches den Einsatz eines Stahls mit 9 % Nickelgehalt oder einer hochfesten Aluminiumlegierung zur Herstellung von Behältern für den Transport eines Erdgases 5 unter Druck diskutiert: und (ii) US-Patent 4 182 254, welches Tanks aus Stahl mit 9 % Nickel oder aus ähnlichem Stahl für den Transport von LNG diskutiert, bei Temperaturen von -100 °C (-148 °F) bis -140 °C (-220 °F) und Drucken von 5 bis 10 Atmosphären (also von 407 kPa (59 psia) bis 1014 kPa (147 psia)); (iii) US-Patent 3 232 725, welches den Transport eines Erdgases im Zustand eines einzigen Fluids in dichter Phase bei einer Temperatur diskutiert, die io so niedrig wie -62 °C (-80 °F) ist, oder in einigen Fällen -68 °C (-90 °F) beträgt, und bei Drucken, die zumindest 345 kPa (50 psi) über dem Siededruck des Gases bei Betriebstemperaturen liegen, unter Verwendung von Behältern, die aus Materialien wie beispielsweise einem Stahl mit 1 bis 2 Prozent Nickel konstruiert sind, der vergütet wurde, um eine endgültige Zugfestigkeit sicherzustellen, die sich an den Wert von 120000 psi annähert; und (iv) "Marine 15 Transportation of LNG at Intermediate Temperature", CME März 1979, von C. P. Bennett, der eine Fallstudie des Transports von LNG bei einem Druck von 3,1 MPa (450 psi) und einer Temperatur von -100 °C (-140 °F) diskutiert, unter Verwendung eines Speichertanks, der aus einem Stahl mit 9 % Nickel oder mit 3 Ά % Nickel konstruiert ist, der vergütet wurde, und Wände mit einer Dicke von 91/2 Zoll aufweist. 20

Obwohl diese Konzepte in Industrieveröffentlichungen diskutiert werden, wird nach unserer Kenntnis LNG momentan nicht kommerziell verarbeitet, gespeichert und transportiert bei Drucken, die wesentlich höher als Atmosphärendruck sind, und bei Temperaturen, die wesentliche höher sind als -162 °C (-260 °F). Dies liegt hauptsächlich an der Tatsache, dass ein kosten-25 günstiges System zum Verarbeiten, Speichern, Transportieren und Verteilen von LNG bei derartigen Drucken und Temperaturen, sowohl über See als auch über Land, bislang nicht kommerziell nutzbar zur Verfügung gestellt wurde.

Nickelhaltige Stähle, die herkömmlich für Tieftemperaturbauanwendungen eingesetzt werden, 30 beispielsweise Stähle mit Nickelgehalten von mehr als etwa 3 Gew.%, weisen niedrige DBTTs auf (ein Maß für die Zähigkeit, wie hier definiert), weisen jedoch ebenfalls relativ niedrige Zugfestigkeiten auf. Typische, im Handel erhältliche Stähle mit 3,5 Gew.% Nickel, 5,5 Gew.% Nickel bzw. 9 Gew.% Nickel weisen eine DBTT von etwa -100 °C (-150 °F) auf, beziehungsweise -155 °C (-250 °F), beziehungsweise -175 °C (-280 °F), und eine Zugfestigkeit von bis zu etwa 35 485 MPa (70 ksi), beziehungsweise 620 MPa (90 ksi), beziehungsweise 830 MPa (120 ksi). Um diese Kombinationen von Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen, wird mit diesen Stählen im Allgemeinen eine kostenaufwendige Verarbeitung durchgeführt, beispielsweise eine Doppelanlassbehandlung. Im Falle von Tieftemperaturanwendungen verwendet die Industrie momentan diese im Handel erhältlichen, nickelhaltigen Stähle, infolge ihrer guten Zähigkeit bei niedrigen 40 Temperaturen, muss jedoch konstruktive Vorkehrungen wegen ihrer relativ niedrigen Zugfestigkeiten treffen. Die Konstruktionen erfordern übermäßige Dicken des Stahls für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen, bei denen Lasten getragen werden. Die Verwendung dieser nickelhaltigen Stähle bei Anwendungen mit niedrigen Temperaturen, bei denen Lasten getragen werden, ist daher normalerweise teuer, infolge der hohen Kosten des Stahls und gleichzeitig 45 der erforderlichen Stahldicken. Fünf gleichzeitig anhängige, provisorische US-Patentanmeldungen (die "PLNG-Patent-anmeldungen"), die jeweils den Titel aufweisen "Improved System for Processing, Storing, and Transporting Liquefied Natural Gas", beschreiben Behälter und Tankschiffe zum Speichern und so den Seetransport von Flüssigerdgas unter Druck (PLNG) bei einem Druck im weiten Bereich von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und bei einer Temperatur im breiten Bereich von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F). Die jüngste der PLNG-Patentanmeldungen hat ein Prioritätsdatum vom 14. Mai 1998, wird von den Anmeldern und dem Aktenzeichen Nr. 97006P4 geführt, und vom Patent- und Markenamt der Vereinigten 55 Staaten ("USPTO") unter der Anmeldenummer 60/085467. Die erste der PLNG-Patent- 5

AT 413 588 B anmeldungen hat ein Prioritätsdatum vom 20. Juni 1997 und wird von dem USPTO unter der Anmeldungsnummer 60/050280 geführt. Die zweite der PLNG-Patentanmeldungen hat ein Prioritätsdatum vom 28. Juli 1997 und wird von dem USPTO unter der Anmeldungsnummer 60/053966 geführt. Die dritte der PLNG-Patentanmeldungen hat ein Prioritätsdatum vom 5 19. Dezember 1997 und wird von dem USPTO unter der Anmeldungsnummer 60/068226 ge führt. Die vierte der PLNG-Patentanmeldungen hat ein Prioritätsdatum vom 30. März 1998, und wird von dem USPTO unter der Anmeldungsnummer 60/079904 geführt. Die PLNG-Patentanmeldungen beschreiben jedoch keine Systeme für die landgestützte Verteilung von PLNG mittels Fahrzeugen. Hierbei ist mit "landgestützte Verteilung von PLNG mittels Fahrzeu-io gen" die Verteilung von PLNG von zentralen Verarbeitungs- oder Speichereinrichtungen zu Endbenutzer- oder Speichereinrichtungen hauptsächlich über Land gemeint, beispielsweise mittels Lastkraftwagen, Schienenfahrzeugen, oder Schuten, über vorhandene Straßensysteme, Schienensysteme und Wassersysteme über Land. 15 LNG wird normalerweise von zentralen Verarbeitungs- oder Speichereinrichtungen an Endbenutzerorte durch Lastkraftwagen, Schienenfahrzeuge, oder Schuten verteilt, über vorhandene Straßensysteme, Schienensysteme, und an Land befindliche Wassersysteme. Andere Tieftemperaturfluide, beispielsweise flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff, und flüssiges Helium werden ebenfalls routinemäßig auf diese Art und Weise verteilt. Insbesondere der Markt für 20 LNG hat in den letzten Jahren zugenommen, infolge der reinen Verbrennung von Erdgas. Um diesen zunehmenden Marktanforderungen zu begegnen, kann das Liefern von erzeugtem Erdgas in Form von PLNG, im Vergleich zu LNG, für den Endbenutzer vorteilhaft sein, da das PLNG kostengünstiger verarbeitet wird, unter der Voraussetzung, dass eine kostengünstige Vorrichtung für den Transport und das Liefern des PLNG zur Verfügung gestellt wird. Im Ver-25 gleich zu CNG führt darüber hinaus die höhere Flüssigkeitsdichte von PLNG zu einer höheren Produktmasse oder Energie für ein vorgegebenes Volumen.

Kohlenstoffhaltige Stähle, die üblicherweise für die Konstruktion im Handel erhältlicher Behälter für Fluide verwendet werden, weisen keine ausreichende Bruchzähigkeit bei tiefen Temperatu-30 ren auf, also Temperaturen unterhalb von etwa -40 °C (-40 °F). Andere Materialien mit besserer Tieftemperatur-Bruchzähigkeit als kohlenstoffhaltiger Stahl also handelsübliche nickelhaltige Stähle (3 1/2 Gew.% Ni bis 9 Gew.% Ni) mit Zugfestigkeiten von bis zu etwa 830 MPa (120 ksi), Aluminium (AI-5083 oder AI-5085), oder Edelstahl werden herkömmlich dazu verwendet, im Handel erhältliche Behälter zu konstruieren, bei denen Tieftemperaturbedingungen herrschen. 35 Darüber hinaus werden manchmal spezielle Materialien eingesetzt, etwa Titanlegierungen und spezielle Verbundwerkstoffe aus mit Epoxyharz imprägniertem gewebten Fiberglas. Behälter, die aus diesen Materialien konstruiert sind, weisen häufig keine ausreichende Festigkeit bei traditionellen Wanddicken auf, beispielsweise etwa 2,5 cm (1 Zoll), um Tieftemperaturfluide unter Druck festzuhalten, so dass die Wanddicken derartiger Behälter vergrößert werden müs-40 sen, um zusätzliche Festigkeit bereitzustellen. Dieses Gewicht ist dann zusätzlich bei den Behältern vorhanden, und muss zusätzlich gehaltert und transportiert werden, was häufig zu signifikanten Zusatzkosten bei einem Projekt führt. Darüber hinaus sind diese Materialien normalerweise teurer als übliche kohlenstoffhaltige Stähle. Die zusätzlichen Kosten zum Haltern und Transportieren der dickwandigen Behälter, zusammen mit den erhöhten Kosten des Materials 45 zur Konstruktion, können häufig dazu führen, dass Projekte unter Kostengesichtspunkten nicht mehr attraktiv sind. Diese Nachteile führen dazu, dass momentan im Handel erhältliche Materialien unter Kostengesichtspunkten unattraktiv sind, um Behälter und Systeme für die landgestützte Verteilung von PLNG mit Fahrzeugen zu konstruieren. Die Entdeckung von Behältern, die für den Wassertransport von PLNG geeignet sind, wie dies in den PLNG-50 Patentanmeldungen diskutiert wird, kombiniert mit momentanen Möglichkeiten zur Verarbeitung von PLNG, verdeutlicht das Bedürfnis nach Systemen für unter Kostengesichtspunkten attraktive, landgestützte Verteilung von PLNG mittels Fahrzeugen. Einen signifikanten Anteil der Kosten für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen stellen die Kapitalkosten dar, die beim Entwurf und der Herstellung der Fahrzeugbehälter auftreten. Eine signifikante Kostenersparnis 55 bei den Kosten der Fahrzeugbehälter würde schließlich zu einer Gesamtverbesserung der 6

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Kostensituation bei dem landgestützten Transport von PLNG mittels Fahrzeugen führen, und ebenso entsprechend für LNG und andere Tieftemperaturfluide.

Die Verfügbarkeit einer kostengünstigeren Quelle für Erdgas, das in Form einer Flüssigkeit 5 transportiert und verteilt wird, würde zu einem signifikanten Fortschritt in bezug auf die Fähigkeit führen, Erdgas als Brennstoffquelle zu nutzen. Nachstehend erfolgt eine kurze Beschreibung vorhandener und sich entwickelnder Anwendungen, die Erdgas für Energieerzeugungszwecke einsetzen, und die wesentlich von der Verfügbarkeit eines kostengünstigeren Systems für den Transport und die Verteilung von Erdgas in Form von PLNG profitieren würden. 10

Normalerweise wird LNG mit Lastkraftfahrzeugen befördert, um Brennstoffanforderungen an entfernten Orten zu erfüllen, an denen die Infrastruktur für eine Erdgasverteilung nicht vorhanden ist. Lokale Bedingungen führen immer mehr dazu, dass transportiertes LNG eine unter Kostengesichtspunkten wettbewerbsfähige Alternative zu Gaspipelines ist, für verschiedene 15 größere Energieprojekte. Eine Gasgesellschaft in Alaska hat ein Projekt von 200 Mio. Dollar für entfernte LNG Basislastsysteme in siebzehn Orten im südöstlichen Alaska vorgeschlagen. Weiterhin erwartet die Gesellschaft, LNG mit Lastkraftfahrzeugen über eine Strecke von 300 Meilen von einer Verflüssigungsanlage am Cook Inlet nach Fairbanks zu befördern, beginnend im November 1997. Im östlichen Arizona hat eine kürzlich durchgeführte Durchführbar-20 keitsstudie ergeben, dass entfernte Basislast-LNG-Versorgungseinrichtungen eine alternative, kostengünstigere Energielösung für eine Anzahl isolierter Orte ohne momentanen Zugriff auf Gaspipelines darstellen könnten. Zusätzlich zu Lastkraftfahrzeugen und Schuten können auch Schienenfahrzeuge für den Transport von LNG eingesetzt werden. Diese stellen einen neuen Trend in bezug auf den Transport und den Einsatz großer Volumina von LNG dar, mit dem 25 Potential für wesentliches Wachstum. Die sich entwickelnde PLNG-Technik könnte dazu führen, dass unter Kostengesichtspunkten der Einsatz von PLNG als Brennstoff bei diesen und anderen entsprechenden, landgestützten Einsätzen durchführbar wird, falls eine kostengünstigere Vorrichtung für die landgestützte Verteilung von PLNG mittels Fahrzeugen verfügbar wäre. 30 Zweitens ist auch der Transport von LNG mittels Lastkraftfahrzeugen, um die Brennstoffanforderungen bestimmter Herstellungsanlagen zu erfüllen, zu einer unter Kostengesichtspunkten wettbewerbsfähigen Alternative geworden. Das jüngste Beispiel ist eine Gesellschaft in Hamp-ton, New Hampshire, die von einem Gasversorgungsvertrag mit Propan als Reserve auf die exklusive Verwendung von LNG umgeschaltet hat, um eine Maschine mit 4000 Horsepowers 35 zur Erzeugung elektrischer Energie zu betreiben, und zwei Prozesskessel mit verdampften LNG zu betreiben. Wiederum würden weitere Verbesserungen in bezug auf die Verteilungskosten wahrscheinlich zu einer erhöhten Anzahl ähnlicher Einsätze führen.

Darüber hinaus gibt es ein zunehmendes Wachstum in bezug auf den Einsatz von Systemen 40 mit "tragbarer Pipeline", nämlich transportierbaren LNG-Verdampfern, um eine kontinuierliche, ununterbrochene Gasversorgung sicherzustellen. Dies dient dazu, Gasgesellschaften darin zu unterstützen, eine Versorgungsunterbrechung zu vermeiden, und den Fluss von Erdgas zu Kunden während Zeiträumen mit Spitzenverbrauch fortzusetzen, beispielsweise an kalten Wintertagen, bei Notfällen infolge eines beschädigten Erdrohres, bei Wartung bei einem Gassys-45 tem, usw. Abhängig von dem speziellen Einsatzzweck kann ein LNG-Verdampfer an einem strategischen Punkt in dem Erdgasverteilungssystem installiert oder angeordnet werden, und wenn die Betriebsbedingungen dies erfordern, werden LNG-Tanklastkraftfahrzeuge eingesetzt, um das LNG zur Verfügung zu stellen, welches verdampft wird. Momentan gibt es nach unserer Kenntnis keine kommerziellen Tanklastkraftfahrzeuge für den Transport von PLNG, statt von so LNG, zu einem derartigen Verdampfer, um zusätzliches Gas während Spitzenanforderungen zur Verfügung zu stellen.

Weiterhin gibt es Überlegungen, dass einige der momentanen und zukünftigen Haupt-LNG-Importeure in Asien das größte Potential für den Einsatz von LNG als Fahrzeugkraftstoff dar-55 stellen (bis zu 20 % der Importe). Der Transport mittels Lastkraftfahrzeugen von LNG zu den 7

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Tankstellen kann die attraktivste Option unter Kostengesichtspunkten sein, abhängig von lokalen Bedingungen. Insbesondere kann das Nichtvorhandensein einer vorhandenen Infrastruktur für die Gasverteilung dazu führen, dass ein kostengünstiger Entwurf von Tankfahrzeugen dazu führt, dass die Verteilung von PLNG (mittels Lastkraftfahrzeug, Schienenfahrzeug, oder Schute 5 über vorhandene Straßensysteme, Schienensysteme, und an Land befindliche Wassersysteme) zu einer attraktiveren und kostengünstigeren Alternative wird.

Es besteht das Bedürfnis nach kostengünstigen Systemen für die landgestützte Verteilung von PLNG mittels Fahrzeugen, damit entfernte Erdgasvorräte in wirksameren Wettbewerb mit alter-io nativen Energieversorgungen treten können. Darüber hinaus ist ein Bedürfnis nach kostengünstigeren Systemen für die landgestützte Verteilung von LNG mittels Fahrzeugen vorhanden, und von anderen Tieftemperaturfluiden. Nachstehend soll der Begriff "Tanklastkraftfahrzeug" jede Vorrichtung für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von PLNG, LNG, oder anderen Tieftemperaturfluiden umfassen, einschließlich - ohne Einschränkung - Tankauflieger, Schie-15 nenfahrzeuge, und Schuten.

Ein spezielles Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung kostengünstiger Systeme für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von LNG bei wesentlich erhöhten Drucken und Temperaturen, verglichen mit herkömmlichen LNG-Systemen. Ein weiteres 20 Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung derartiger Systeme, die Speicherbehälter und andere Bauteile aufweisen, die aus Materialien konstruiert sind, die ausreichende Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten.

Entsprechend den voranstehend angegebenen Zielen der vorliegenden Erfindung werden 25 Systeme bereitgestellt für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von Flüssigerdgas unter Druck (PLNG) bei einem Druck im Bereich von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und einer Temperatur im Bereich von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F). Die Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung weisen Behälter und andere Bauteile auf, die aus Materialien konstruiert sind, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten 30 Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und ausreichende Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweist, um das Flüssigerdgas unter Gas festzuhalten. Der Stahl weist eine ultrahohe Festigkeit auf, beispielsweise Zugfestigkeit (wie hier definiert), die größer ist als 830 MPa (120 ksi), und eine DBTT (wie hier definiert) die niedriger als etwa -72 °C (-100 °F) ist. 35 Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich noch besser unter Bezugnahme auf die folgende, detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verstehen, wobei:

Fig. 1 einen Tanklastkraftfahrzeug-Speicher- und Transportbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 40 Fig. 2 ein Aufhängungssystem für einen Tanklastkraftfahrzeug-Speicher- und Transportbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3A eine Infrastruktur für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von PLNG gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3B eine Infrastruktur für landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von PLNG gemäß der 45 vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4A ein Diagramm der kritischen Fehlstellentiefe, für eine vorgegebene Fehlstellenlänge, in Abhängigkeit von der CTOD-Bruchzähigkeit und der Restspannung ist; und Fig. 4B die Geometrie (Länge und Tiefe) einer Fehlstelle zeigt. so Zwar wird die Erfindung im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Im Gegensatz soll die Erfindung sämtliche Alternativen, Multiplikationen und Äquivalente umfassen, die innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung liegen, wie durch die beigefügten Patentansprüche definiert. 55 8

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Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von PLNG. Es werden Systeme zur Verfügung gestellt, um Flüssigerdgas unter Druck (PLNG) bei einem Druck von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und einer Temperatur von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F) zu verteilen, wobei die Systeme 5 Behälter und andere Bauteile aufweisen, die aus Materialien konstruiert sind, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfähigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist. Weiterhin werden Systeme zur Verfügung gestellt, um Flüssigerdgas unter Druck zu verteilen, bei einem Druck von etwa 1725 kPa (250 psia) bis etwa 4830 kPa (700 psia) io und bei einer Temperatur von etwa -112 eC (-170 °F) bis etwa -79 °C (-110 °F), wobei die Systeme Behälter und andere Bauteile aufweisen, welche (i) aus Materialien konstruiert sind, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und (ii) ausreichende Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten. Weiterhin wird ein Tanklastkraftfahrzeug für den Transport von PLNG 15 zur Verfügung gestellt, wobei das Tanklastkraftfahrzeug zumindest einen Speicherbehälter aufweist, der aus Materialien konstruiert ist, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist, oder zumindest einen Speicherbehälter, welcher (i) aus Materialien konstruiert ist, die einen ultrahochfes-20 ten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und (ii) ausreichende Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweist, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten.

Behälter

25 Der Schlüssel zum Erzielen der Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in Behältern, die zum Einsatz in einem Tanklastkraftfahrzeug zum Transport von PLNG geeignet sind, bei einem Druck von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia), und einer Temperatur von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F). Bevorzugt wird PLNG erzeugt und transportiert bei einem Druck im Bereich von etwa 1725 kPa (250 psia) bis etwa 7590 kPa 30 (1100 psia), und bei einer Temperatur im Bereich von etwa -112 °C (-170 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F). Besonders bevorzugt wird PLNG erzeugt und transportiert bei einem Druck im Bereich von etwa 2415 kPa (350 psia) bis etwa 4830 kPa (700 psia), und bei einer Temperatur im Bereich von etwa -101 °C (-150 ÖF) bis etwa -79 °C (-110 °F). Noch weiter bevorzugt liegen die unteren Enden des Druck- bzw. Temperaturbereiches für PLNG bei etwa 2760 kPa (400 psia) 35 bzw. bei etwa -96 °C (-140 °F). Es wird ein Behälter zum Speichern und Transportieren der PLNG zur Verfügung gestellt, wobei der Behälter aus einem Material konstruiert ist, welches einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfasst, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) aufweist und eine DBTT, die niedriger ist als etwa -73 °C (-100 °F). 40

Vorzugsweise ist der Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, dass Wärmelecks in das gespeicherte PLNG hineinminimiert werden, also die Verdampfung des gespeicherten PLNG minimiert wird, so dass der Hauptanteil des gespeicherten PLNG für die Lieferung im flüssigen Zustand verbleibt. Bei einer Ausführung, welche das Dewar-Konzept verwendet, 45 besteht der Behälter aus einem inneren Gefäß, das innerhalb eines äußeren Gefäßes aufgehängt ist, und von dem äußeren Gefäß durch einen Raum getrennt ist, der evakuiert ist, oder eine Isolierung enthält. Wie aus Figur 1 hervorgeht, weist der Behälter 10 gemäß dieser Ausführungsform ein inneres Gefäß 11 auf, welches PLNG 12 enthält, und von einem äußeren Gefäß 13 umschlossen wird. Der Raum 14 zwischen dem inneren Gefäß 11 und dem äußeren Gefäß so 13 wird am Anfang evakuiert, und vorzugsweise unter Vakuum gehalten, um Wärmelecks infolge von Konvektion zu minimieren. Das Vakuum wird hauptsächlich dadurch aufrecht erhalten, dass Leckdichtigkeit vorgesehen wird, unter Verwendung von Fachleuten bekannten Verfahren. Eine Beschichtung mit hohem Emissionsvermögen, oder eine andere Oberflächenbehandlung, ist auf der Aussenoberfläche 15 des inneren Gefäßes 11 vorgesehen, um Strahlungswärme-55 Übertragung in das innere Gefäß 11 zu minimieren. Nur als Beispiel, ohne hierdurch die vorlie- θ ΑΤ 413 588 Β gende Erfindung einzuschränken, kann die äußere Oberfläche 15 mit einer einschichtigen Umhüllung von aluminisiertem Mylar abgedeckt sein, um Strahlungswärmeübertragung in das innere Gefäß 11 hineinzuminimieren. Alternativ kann der Raum 14 mit einer Füllung aus einer mehrschichtigen Isolierung (nicht in Fig. 1 gezeigt) gefüllt sein, um sowohl Strahlungs- als auch 5 Konvektionswärmeübertragung in das innere Gefäß 11 zu minimieren. Zusätzlich werden Wärmeleitungslecks minimiert, vorzugsweise durch (i) Minimieren der Anzahl an Eindringstellen in das innere Gefäß 11, und daher der Anzahl an Wärmeleitungspfaden, (ii) durch Verwendung hochisolierender Materialien, und (iii) durch sorgfältigen Entwurf von Halterungsaufhängungssystemteilen. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Minimum von zwei Eindringstellen in das innere io Gefäß 11 erforderlich. Eine Füll- und Ablassleitung 17 und eine Öffnung 16 für diese, sind zum Einbringen und Ausbringen eines flüssigen Produkts in das innere Gefäß 11 bzw. aus diesem erforderlich. Eine Belüftungsleitung 19, und eine Öffnung 18 für diese, sind dazu erforderlich, Dampf freizugeben, der sich infolge von Wärmelecks in das innere Gefäß 11 bildet. Diese Öffnungen 16 und 18, die Füll- und Ablassleitung 17, und die Belüftungsleitung 19 stellen Quellen 15 von Wärmelecks in das innere Gefäß 11 dar. Um Wärmeleitungslecks zu minimieren, sind die Füll- und Ablassleitung 17 und die Belüftungsleitung 19 vorzugsweise so ausgelegt, dass die Wanddicke minimiert und die Längen maximiert werden. Ein Zugangsmannloch 20 in das innere Gefäß 11 ist für Inspektions- und Wartungszwecke vorgesehen. Das Zugangsmannloch 20 ist vorzugsweise durch einen sicher verbolzten Deckel 20a abgedeckt. Vorzugsweise wird der 20 Raum 14 zwischen dem inneren Gefäß und dem äußeren Gefäß 13 minimiert. Jedoch wird die Wand des inneren Gefäßes 11 vorzugsweise gegenüber der Wand des äußeren Gefäßes 13 isoliert, so dass die Wände nicht miteinander in Berührung stehen. Ein Verfahren zur Bereitstellung dieser Isolierung besteht darin, Abstandsstücke 14a, vorzugsweise Isolierabstandsstücke, zwischen der Wand des inneren Gefäßes 11 und der Wand des äußeren Gefäßes 13 anzubrin-25 gen. Bei einer Ausführungsform wird die gewünschte Länge der Belüftungsleitung 19 dadurch erzielt, dass ein Ständer 23 am äußeren Gefäß 13 vorgesehen wird, um den Raum 14 um die Belüftungsleitung 19 herum zu vergrößern. Alternativ kann eine entsprechende Biegung in der Belüftungsleitung 19 dazu ausreichend sein, die Länge der Belüftungsleitung 19 zu vergrößern, und ein entsprechendes Zusammenziehen beim Abkühlen zuzulassen. Schwappschutzeinrich-30 tungen (in Fig. 1 nicht gezeigt) sind vorzugsweise zu dem Zweck vorgesehen, die Bewegung des PLNG 12 beim Fahren zu dämpfen.

Aufhängungssystem 35 Zusätzlich zu dem voranstehend geschilderten Speicherbehältern zum Aufbewahren und Transportieren von PLNG besteht eine weitere, wünschenswerte Komponente der Tanklastkraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Aufhängungssystem. Vorzugsweise stellt das Aufhängungssystem die Halterung des inneren Gefäßes und von dessen Inhalt gegen statische Belastung zur Verfügung, wenn sich das Tanklastkraftfahrzeug nicht bewegt, und 40 gegen dynamische Belastungen, wenn sich das Tanklastkraftfahrzeug bewegt. Typische Beschleunigungsbelastungen, die für den Entwurf von Aufhängungssystemen für groß Tieftemperaturspeicherbehälter auf einem Auflieger oder Tanklastkraftfahrzeug festgelegt werden, sind: ein g für Richtung vertikal nach oben, vier g für Richtung vertikal nach unten, zwei g für die Querrichtung, und vier g für die Längsrichtung (wobei g die lokale Erdanziehung bezeichnet). 45 Eine Vorgehensweise, um die Festigkeit zur Verfügung zu stellen, die zum Haltern derartiger Lasten benötigt wird, besteht in der Vergrößerung der Querschnittsfläche der Halterungsbauteile; die Erhöhung der Querschnittsfläche führt jedoch typischerweise zu einer unerwünschten Erhöhung der Wärmeleitungsrate zu dem inneren Gefäß. Daher ist ein sorgfältiger Entwurf des Halterungssystems zum Minimieren von Wärmeleitungslecks zu dem inneren Gefäß kritisch. 50

In Fig. 2, ohne hierdurch die vorliegende Erfindung einzuschränken, zeigt ein Beispiel für ein Aufhängungssystem für den Behälter 10 die Verwendung von Halterungsstangen 21 unter Zugbeanspruchung. Bei diesem speziellen Beispiel werden Materialien mit niedrigem Wärmeleitvermögen, jedoch hoher Festigkeit (beispielsweise G-10-Kunststoffe) dazu verwendet, die 55 Halterungsstangen 21 zum Haltern des inneren Gefäßes 11 herzustellen, und werden Vorzugs- 10

AT 413 588 B weise nur Zugbelastungen ausgesetzt. Halterungsringe 22 sind zu dem Zweck vorgesehen, die Halterungsstangen 21 an der Außenwand des inneren Gefäßes 11 und an der Innenwand des äußeren Gefäßes 13 anzubringen. Bei einer Ausführungsform werden Kunststoffunterlegscheiben (nicht in Fig. 2 gezeigt), die zur Wärmeisolierung ausgelegt sind, zusammen mit den Halte-5 rungsringen 22 eingesetzt, um eine Wärmeisolierung zur Verfügung zu stellen, wenn das Wärmeleitvermögen der Halterungsstangen 21 zu hoch ist, um Wärmelecks in das innere Gefäß 11 hinein zu minimieren, oder um zumindest Wärmelecks in das innere Gefäß 11 hinein so zu begrenzen, dass sie nicht höher als ein Zielwert sind. Verfahren zur Bestimmung des Zielwertes für Wärmelecks, und zur Begrenzung von Wärmelecks auf nicht mehr als den Zielwert, können io von Fachleuten auf der Grundlage der vorliegenden Beschreibung und von Standardindustrieveröffentlichungen bestimmt werden. Für typische Transportauflieger für große Behälter ist es wahrscheinlich, dass die dynamischen Belastungen der Halterungsstangen 21 sich ändern, und beträchtlich sind. Diese Faktoren, und ebenso andere Faktoren, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind, werden vorzugsweise beim Entwurf eines Speicherbehälters gemäß der 15 vorliegenden Erfindung berücksichtigt.

Sicherheitssysteme

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht, sind vorzugsweise Sicherheitsgeräte beim Speicherbehäl-20 ter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden. Typischerweise ist ein Druckentlastungsventil 24 des inneren Gefäßes 11 und eine Berstscheibenanordnung 25 entlang der Belüftungsleitung 19 vorgesehen. Eine Berstscheibenanordnung (in Fig. 1 nicht gezeigt) kann ebenfalls für den Raum 14 zwischen dem inneren Gefäß 11 und dem äußeren Gefäß 13 vorgesehen sein. 25 Lade- und Entladevorgänge

Ursprüngliche Füllvorgänge:

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht, wird die Füll- und Ablassleitung 17 dazu verwendet, das 30 innere Gefäß 11 des Behälters 10 mit PLNG zu füllen. Vor dem ursprünglichen Füllen befindet sich das innere Gefäß 11 des Behälters 10 typischerweise auf Atmosphärendruck und Umgebungstemperatur. Die Anfangsfüllung des inneren Gefäßes 11 wird vorzugsweise nach einem vorgeschriebenen Ablauf durchgeführt, damit das innere Gefäß 11 bei der gewünschten PLNG-Speichertemperatur ein Wärmegleichgewicht erreicht. Bei einer Ausführungsform umfasst die 35 vorgeschriebene Abfolge die folgenden Schritte in der nachstehend angegebenen Reihenfolge. Zuerst lässt man in einem Abkühlzyklus für das innere Gefäß 11 PLNG-Dampf in das innere Gefäß 11 hineinfließen, von der PLNG-Quelle über eine Dampfübertragungsleitung (nicht in Fig. 1 gezeigt), die an die Entlüftungsleitung 19 angeschlossen ist. Ein Gasverteilungskopf 27 ist zu dem Zweck vorgesehen, den PLNG-Dampf zu verteilen, der in das innere Gefäß 11 fließt, 40 und das Auftreffen des PLNG-Dampfes gegen die Wand des inneren Gefäßes 11 zu minimieren. Dieser Fluss dampfförmigen PLNGs wird fortgesetzt, bis die Temperatur im inneren Gefäß 11 einen vorbestimmten Temperaturwert erreicht. Der vorbestimmte Temperaturwert wird hauptsächlich auf der Grundlage der Abkühlkurve und der Wärmekontraktionseigenschaften des Materials bestimmt, aus welchem das innere Gefäß 11 besteht, und kann von Fachleuten 45 auf diesem Gebiet unter Bezugnahme auf Standardindustrieveröffentlichungen bestimmt werden. Der Druck im inneren Gefäß 11 baut sich gleichzeitig durch den Fluss des gasförmigen PLNG auf. Daraufhin lässt man flüssiges PLNG in das innere Gefäß 11 für die endgültige Phase des Abkühlzyklus hineinfließen. Eine Flüssigkeitsübertragungsleitung (in Fig. 1 nicht gezeigt) von der PLNG-Quelle wird an die Füll- und Ablassleitung 17 angeschlossen. Bei einer Ausfüh-50 rungsform der vorliegenden Erfindung wird zumindest eine Kryopumpe (in Fig. 1 nicht gezeigt) an der PLNG-Quelle dazu verwendet, flüssiges PLNG in das innere Gefäß 11 des Behälters 10 hineinzupumpen, vorzugsweise mit niedriger Flussrate, bevorzugt beträchtlich geringer als etwa 0,76 Kubikmeter pro Minute (200 Gallonen pro Minute). Wenn das flüssige PLNG das innere Gefäß 11 weiter abkühlt, verdampft das flüssige PLNG, und trägt zu dem Druckaufbau bei. Der 55 Fluss des dampfförmigen PLNG kehrt sich durch die Entlüftungsleitung 19 zu der PLNG-Quelle 1 1

AT 413 588 B um, nachdem der Druck einen vorbestimmten Druckwert erreicht, auf der Grundlage des Druckunterschiedes zwischen den inneren Gefäß 11 und der PLNG-Quelle. Wenn die Temperatur im Behälter 10 einen vorbestimmten Betriebstemperaturwert erreicht, also wenn der Abkühlzyklus beendet ist, wird flüssiges PLNG in das innere Gefäß 11 des Behälters 10 von der 5 PLNG-Quelle aus hineingepumpt, vorzugsweise mit einer Flussrate von zumindest etwa 0,76 Kubikmeter pro Minute (200 Gallonen pro Minute), wodurch ein im wesentlichen gleiches Volumen an dampfförmigem PLNG von dem inneren Gefäß 11 zurück in die PLNG-Quelle verdrängt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform dauert das Pumpen von flüssigem PLNG und die Verdrängung von dampfförmigem PLNG an, bis das flüssige PLNG in dem inneren io Gefäß 11 eine vorbestimmte Menge oder ein vorbestimmtes Volumen erreicht hat, beispielsweise durch einen Flüssigkeitspegelsensor bestimmt, etwa ein abgestimmtes Densitometer (in den Zeichnungen nicht dargestellt), und zu diesem Zeitpunkt werden folgende Operationen in jeder sinnvollen Reihenfolge durchgeführt: (i) das Pumpen von flüssigem PLNG wird angehalten, (ii) der Fluss des flüssigen PLNG durch die Füll- und Ablassleitung hört auf, bei-15 spielsweise durch das Schließen eines Ventils (nicht in Fig. 1 gezeigt) in der Füll- und Ablassleitung 17, (iii) die Füll- und Ablassleitung 17 wird von der Flüssigkeitsübertragungsleitung getrennt, (iv) der Fluss von dampfförmigem PLNG durch die Belüftungsleitung 19 wird unterbrochen, beispielsweise durch Schließen eines Ventils (nicht in Fig. 1 gezeigt) in der Belüftungsleitung 19, und (v) die Belüftungsleitung 19 wird von der Dampfübertragungsleitung getrennt. Wie 20 üblich bei Speicherbehältern für Tieftemperaturfluide, ist vorzugsweise ein Minimum von etwa 10 % Dampfraum in dem Behälter 10 verfügbar, während des Beladens, und nach dessen Beendigung, wie dies Fachleuten auf dem Gebiet der Speicherung von Tieftemperaturfluiden bekannt ist. 25 Nachfüll/Entladungsvorgänge:

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht, wird die Füll- und Ablassleitung 17 zum Füllen des Behälters 10 mit PLNG verwendet. Eine Flüssigkeitsübertragungsleitung (nicht in Fig. 1 gezeigt) von der PLNG-Quelle wird an die Füll- und Ablassleitung 17 angeschlossen. Bei einer Ausführungs-30 form der vorliegenden Erfindung wird zumindest eine Kryopumpe (nicht in Fig. 1 gezeigt) an der PLNG-Quelle dazu verwendet, flüssiges PLNG in das innere Gefäß 11 des Behälters 10 zu pumpen, vorzugsweise mit einer Flussrate von zumindest etwa 0,76 Kubikmeter pro Minute (200 Gallonen pro Minute). Dampfförmiges PLNG von dem inneren Gefäß 11 kehrt zu der PLNG-Quelle über eine Dampfübertragungsleitung (in Fig. 1 nicht gezeigt) zurück, die an die 35 Belüftungsleitung 19 angeschlossen ist. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform zum Entladen von flüssigem PLNG von dem inneren Gefäß 11 zumindest eine Kryopumpe an der Entladeeinrichtung (nicht in Fig. 1 gezeigt) vorgesehen, um flüssiges PLNG durch die Füll- und Ablassleitung 17 zu pumpen, während dampfförmiges PLNG zum inneren Gefäß 11 durch die Belüftungsleitung 19 zurückkehrt. Das Druckgleichgewicht wird durch die direkte Verbindung der 40 flüssigen und dampfförmigen Phasen im inneren Gefäß 11 und in der Entladeeinrichtung beibehalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform geht das Pumpen von flüssigem PLNG und die Verschiebung von dampfförmigem PLNG weiter, bis flüssiges PLNG in dem Speicherbehälter an der Entladeeinrichtung eine vorbestimmte Menge oder ein vorbestimmtes Volumen erreicht hat, beispielsweise durch einen Pegelsensor detektiert, und zu diesem Zeitpunkt werden die 45 folgenden Operationen in jeder sinnvollen Reihenfolge durchgeführt: (i) das Pumpen von flüssigem PLNG wird angehalten, (ii) der Fluss von flüssigem PLNG durch die Füll- und Ablassleitung 17 wird beendet, beispielsweise durch das Schließen eines Ventils (nicht in Figur 1 gezeigt) in der Füll- und Ablassleitung 17, (iii) die Füll- und Ablassleitung 17 wird von der Flüssigkeitsübertragungsleitung getrennt, (iv) der Fluss von dampfförmigem PLNG durch die Belüftungsleitung so 19 wird unterbrochen, beispielsweise durch das Schließen eines Ventils (nicht in Fig. 1 gezeigt) in der Belüftungsleitung 19, und (v) die Belüftungsleitung 19 wird von der Dampfübertragungsleitung getrennt.

Das voranstehend geschilderte Entladungsschema wird für Anwendungen eingesetzt, bei wel-55 ehern das Entladen von PLNG von dem Tanklastkraftfahrzeug in einen PLNG-Speicherbehälter 12

AT 413 588 B oder mehrere Behälter erfolgt. Diese Anwendungen umfassen beispielsweise, ohne hierdurch die vorliegende Erfindung einzuschränken, den Einsatz von PLNG als Fahrzeugkraftstoff, die Speicherung an einer entfernten Einrichtung zum nachfolgenden Einsatz als Brennstoff, oder das Speichern in einer Herstellungseinrichtung zur nachfolgenden Verwendung entweder als 5 Kraftstoff oder als Rohstoff. Bei Anwendungen, bei welchen die Speicherung als Flüssigkeit nicht verfügbar ist, wird das PLNG beispielsweise verdampft, ohne hierdurch die vorliegende Erfindung einzuschränken, um direkt einen Brennstoffbedarf zu befriedigen, oder um als Gas gespeichert zu werden, oder zur Versorgung einer Pipeline. In derartigen Fällen ist vorzugsweise ein Verdampfungssystem am Entladungsort vorgesehen. Ein typisches Verdampfungssys-io tem am Empfangs- und Entladeort enthält Kryopumpen zum Entladen von PLNG von dem Tanklastkraftfahrzeug, und zum Pumpen der Flüssigkeit auf den erforderlichen Lieferdruck, falls erforderlich, sowie ein Verdampfungssystem zur Umwandlung der Flüssigkeit in Dampf. Dies sind Standardgegenstände, die jedem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind. 15 Stahl für die Konstruktion von Behältern und anderen Bauteilen

Zur Konstruktion der Behälter und anderen Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung kann jeder ultrahochfeste, niedrig legierte Stahl, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine ausreichende Zähigkeit zum Aufnehmen von Tieftemperaturfluiden aufweist, beispielsweise 20 PLNG, bei Betriebsbedingungen, verwendet werden, entsprechend den bekannten Prinzipien der Bruchmechanik, wie sie hier beschrieben werden. Ein Beispiel für Stahl zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung, ohne hierdurch die Erfindung einzuschränken, ist ein schweißbarer, ultrahochfester, niedriglegierter Stahl, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine ausreichende Zähigkeit aufweist, um das Ein-25 leiten eines Bruches zu verhindern, also einen Ausfall, bei Betriebsbedingungen mit tiefen Temperaturen. Ein weiteres Beispiel für einen Stahl zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung, ohne hierdurch die Erfindung einzuschränken, ist ein schweißbarer, ultrahochfester, niedriglegierter Stahl, der weniger als etwa 3 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von zumindest etwa 1000 MPa (145 ksi) und ausreichende Zähigkeit aufweist, um das Einleiten 30 eines Bruchs zu verhindern, also einen Ausfall, bei Betriebsbedingungen mit tiefen Temperaturen. Vorzugsweise weisen diese Beispiele für Stähle DBTTs von weniger als etwa -73°C (-100°F) auf.

Vor kurzem erzielte Fortschritte bei der Stahlherstellungstechnologie haben die Herstellung 35 neuer, ultrahochfester, niedriglegierter Stähle mit hervorragender Zähigkeit bei tiefen Temperaturen ermöglicht. Beispielsweise beschreiben drei US-Patente, die an Koo et al. erteilt wurden, mit den Nr. 5,531,842, 5,545,269 und 5,545,270, neue Stähle und Verfahren zur Verarbeitung dieser Stähle, um Stahlplatten mit Zugfestigkeiten von etwa 830 MPa (120 ksi), 965 MPa (140 ksi) oder mehr herzustellen. Die dort geschilderten Stähle und Verarbeitungsverfahren 40 wurden verbessert und abgeändert, um Kombinationen der chemischen Zusammensetzung von Stahl und der Verarbeitung bereitzustellen, damit ultrahochfeste, niedriglegierte Stähle mit hervorragender Zähigkeit bei tiefen Temperaturen hergestellt werden können, sowohl in dem eigentlichen Stahl als auch in der durch Wärme beeinflussten Zone (HAZ), wenn sie geschweißt werden. Dieser ultrahochfesten, niedriglegierten Stähle haben darüber hinaus die Zähigkeit 45 verbessert, im Vergleich mit üblichen, im Handel erhältlichen ultrahochfesten, niedriglegierten Stählen. Diese verbesserten Stähle sind in einer gleichzeitig anhängigen, provisorischen US-Patentanmeldung mit dem Titel "ULTRA-HIGH STRENGTH STEELS WITH EXCELLENT CRYOGENIC TEMPERATURE TOUGHNESS" beschrieben, die ein Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1997 hat, und von dem Patent- und Markenamt der Vereinigten Staaten ("USPSTO") so unter der Anmelde-Nr. 60/068194 geführt wird; in einer gleichzeitig anhängigen, provisorischen US-Patentanmeldung mit dem Titel: "ULTRA-HIGH STRENGTH AUSAGED STEELS WITH EXCELLENT CRYOGENIC TEMPERATURE TOUGHNESS", die ein Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1967 hat, und von dem USPTO unter der Anmelde-Nr. 60/068552 geführt wird; und in einer gleichzeitig anhängigen, provisorischen US-Patentanmeldung mit dem Titel: ULTRA-55 HIGH STRENGTH DUAL PHASE STEELS WITH EXCELLENT CRYOGENIC TEMPERATURE 1 3

AT 413 588 B TOUGNESS", die ein Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1997 hat, und von dem USPTO unter der Anmelde-Nr. 60/068816 geführt wird (zusammengefasst als die "Stahlpatent-Anmeldungen") bezeichnet. 5 Die neuen Stähle, die in den Stahlpatentanmeldungen beschrieben werden, und in den nachstehenden Beispielen weiter erläutert werden, sind besonders geeignet zum Konstruieren der Behälter zum Speichern und transportieren von PLNG gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar in der Hinsicht, dass die Stähle die folgenden Eigenschaften aufweisen, vorzugsweise bei Stahlplatten von etwa 2,5 cm (1 Zoll) und größer: (i) DBTT von weniger als etwa -73°C (-100°F), io vorzugsweise niedriger als etwa -107°C (-160°F), in dem eigentlichen Stahl und in der Schweiß-HAZ; (ii) eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi), vorzugsweise größer als etwa 860 MPa (125 ksi), und besonders bevorzugt größer als etwa 900 MPa (130 ksi); (iii) bessere Schweißbarkeit: (iv) eine Mikrostruktur und Eigenschaften, die im Wesentlichen über die gesamte Dicke gleichförmig sind; und (v) eine verbesserte Zähigkeit im Vergleich zu im Handel 15 erhältlichen, ultrahochfesten, niedriglegierten Standardstählen. Besonders bevorzugt weisen diese Stähle eine Zugfestigkeit von mehr als etwa 930 MPa (135 ksi) auf, oder von mehr als etwa 964 MPa (140 ksi), oder mehr als etwa 1000 MPa (145 ksi).

Erstes Stahlbeispiel 20

Wie voranstehend geschildert, stellt eine gleichzeitig anhängige, provisorische US-Patentan-meldung mit dem Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1997, mit dem Titel "Ultra-High Strength Stells With Excellent Cryogenic Temperature Toughness", die von dem USPTO unter der An-meldungs-Nr. 60/068194 geführt wird, eine Beschreibung von Stählen zur Verfügung, die zum 25 Einsatz bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Es wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, um eine ultrahochfeste Stahlplatte zu erzeugen, die eine Mikrostruktur aufweist, die im Wesentlichen aus getempertem, feinkörnigem Martensit besteht, aus getempertem, feinkörnigem niedrigerem Bainit, oder aus Mischungen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Erhitzen eines Stahlbarrens auf eine Wiedererhitzungstemperatur, die ausreichend hoch ist, 30 um (i) den Stahlbarren im Wesentlichen zu homogenisieren, (ii) im Wesentlichen sämtliche Karbide und Karbonitride von Niob und Vanadium in den Stahlbarren aufzulösen, und (iii) feine anfängliche Austenitkörnchen in dem Stahlbarren zu erzeugen; (b) Verkleinerung des Stahlbarrens, um eine Stahlplatte in einem oder mehreren Heißwalzdurchgängen in einem ersten Temperaturbereich auszubilden, in welchem Austenit rekristallisiert; (c) weiteres Verkleinern der 35 Stahlplatte in einem oder mehreren Heißwalzdurchgängen in einem zweiten Temperaturbereich, unterhalb der Tnr-Temperatur und oberhalb etwa der AR3-Transformationstemperatur; (d) Abschrecken der Stahlplatte mit einer Abkühlrate von etwa 10°C/sek. bis etwa 40°C/sek. (18°F/sek. bis 72°F/sek.), auf eine Abschreckstopptemperatur unterhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur + 200°C (360°F); (e) Stoppen des Abschreckens; und (f) Tem-40 pern der Stahlplatte bei einer Tempertemperatur von etwa 400°C (752°F) bis herauf zu etwa der AcrTransformationstemperatur, vorzugsweise bis kurz vor die Aci-Transformationstemperatur, für einen Zeitraum, der dazu ausreicht, das Ausfällen von Härtungsteilchen hervorzurufen, als ε-Kupfer, Mo2C, oder Karbide oder Karbonitride von Niob und Vanadium, entweder einzeln oder in Kombination. Der Zeitraum, der dazu ausreicht, das Ausfällen von Härtungsteilchen hervorzu-45 rufen, hängt hauptsächlich von der Dicke der Stahlplatte ab, der chemischen Zusammensetzung der Stahlplatte, und der Tempertemperatur, und kann von einem Fachmann auf diesem Gebiet bestimmt werden, (vgl. das Glossar für die Definitionen von überwiegend, von Härtungsteilchen, der Tnr-Temperatur, der Ar3, Ms- und Aci-Transformationstemperatur, und M02C.) so Um die Zähigkeit bei Umgebungstemperatur und Tiefentemperaturen sicherzustellen, weisen Stähle gemäß dem ersten Stahlbeispiel vorzugsweise eine Mikrostruktur auf, die hauptsächlich aus getempertem, feinkörnigem niedrigerem Bainit, getempertem, feinkörnigem Martensit, und deren Mischungen besteht. Es wird vorgezogen, im Wesentlichen die Ausbildung von Versprödungsbestandteilen zu minimieren, beispielsweise oberen Bainits, Zwillings-Martensit, und MA. 55 Bei diesem ersten Stahlbeispiel und in den Patentansprüchen bedeutet "überwiegend" zumin- 14

AT 413 588 B dest etwa 50 Vol.%. Besonders bevorzugt weist die Mikrostruktur zumindest etwa 60 Vol.% bis etwa 80 Vol.% getempertes, feinkörniges unteres Bainit auf, getempertes, feinkörniges Martensit, oder deren Mischungen. Noch weiter bevorzugt umfasst die Mikrostruktur zumindest etwa 90 Vol.% getempertes, feinkörniges, niedrigeres Bainit, getempertes, feinkörniges Martensit, 5 oder deren Mischungen. Ganz besonders bevorzugt weist die Mikrostruktur im Wesentliche 100 % getempertes, feinkörniges Martensit auf.

Ein Stahlbarren, der gemäß diesem ersten Stahlbeispiel verarbeitet wird, wird auf übliche Art und Weise hergestellt, und weist bei einer Ausführungsform Eisen und die folgenden Legie-io rungselemente auf, vorzugsweise in den Gewichtsbereichen, die in der nachstehenden Tabelle I angegeben sind.

Tabelle I 15 20 25

Legierungselement Bereich (Gew.%) Kohlenstoff (C) 0,04 - 0,12, bevorzugt 0,4 - 0,07 Mangan (Mn) 0,5 - 2,5, bevorzugt 1,0-1,8 Nickel (Ni) 1,0 - 3,0, bevorzugt 1,5- 2,5 Kupfer (Cu) 0,1 -1,5, bevorzugt 0,5 -1,0 Molybdän (Mo) 0,1 - 0,8, bevorzugt 0,2 - 0,5 Niob (Nb) 0,02 - 0,1, bevorzugt 0,03 - 0,05 Titan (Ti) 0,008 - 0,03 bevorzugt 0,01 - 0,02 Aluminium (AI) 0,001 - 0,05, bevorzugt 0,005 - 0,03 Stickstoff (N) 0,002 - 0,005, bevorzugt 0,002 - 0,003

Vanadium (V) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,10 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,02 bzw. etwa 0,05 Gew.%. 30 Chrom (Cr) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 1,0 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,2 Gew.% bis etwa 0,6 Gew.%.

Silizium (Si) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,5 Gew.%, bevorzugter etwa 0,01 Gew.% bis etwa 0,5 Gew.%, und ganz besonders bevorzugt etwa 35 0,05 Gew.% bis etwa 0,1 Gew.%.

Bor (B) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, bevorzugt bis zu etwa 0,0020 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,0006 Gew.% bis etwa 0,0010 Gew.%. 40 Der Stahl enthält vorzugsweise zumindest etwa 1 Gew.% Nickel. Der Nickelgehalt des Stahls kann auf mehr als etwa 3 Gew.% erhöht werden, wenn es erwünscht ist, die Leistung nach dem Schweißen zu verbessern. Von jeder Hinzufügung von Nickel um 1 Gew.% wird erwartet, dass dies die DBTT des Stahls um etwa 10°C (18°F) verringert. Der Nickelgehalt beträgt vorzugsweise weniger als 9 Gew.%, besonders bevorzugt weniger als etwa 6 Gew.%. Der Nickelgehalt 45 wird vorzugsweise minimiert, um die Kosten des Stahls zu minimieren. Wenn der Nickelgehalt auf mehr als etwa 3 Gew.% erhöht wird, kann der Mangangehalt auf unter etwa 0,5 Gew.% bis herunter zu 0,0 Gew.% verringert werden. Daher ist allgemein gesprochen vorzuziehen, bis zu etwa 2,5 Gew.% Mangan einzusetzen. so Darüber hinaus werden Restbestandteile vorzugsweise im Wesentlichen in dem Stahl minimiert. Der Gehalt an Phosphor (P) beträgt vorzugsweise wenige als etwa 0,01 Gew.%. Der Gehalt an Schwefel (S) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,004 Gew.%. Der Gehalt an Sauerstoff (O) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,002 Gew.%. 55 Um einige weitere Einzelheiten zu schildern, wird ein Stahl gemäß diesem ersten Stahlbeispiel 1 5

AT 413 588 B dadurch hergestellt, dass ein Barren mit der gewünschten Zusammensetzung, wie hier beschrieben, hergestellt wird; der Barren auf eine Temperatur von etwa 955°C bis etwa 1065°C (1750°F bis 1950°F) erhitzt wird; der Barren heißgewalzt wird, um eine Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen auszubilden, wobei eine Größenverringerung um etwa 30 % bis 5 etwa 70 % in einem ersten Temperaturbereich erfolgt, in welchem Austenit rekristallisiert, also oberhalb etwa der Tnr-Temperatur, und dann ein weiteres Heißwalzen der Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen erfolgt, mit einer Größenverringerung um etwa 40 % bis etwa 80 %, in einem zweiten Temperaturbereich, unterhalb etwa der Tnr-Temperatur und oberhalb etwa der Ar3-Transformationstemperatur. Die heißgewalzte Stahlplatte wird dann abgeschreckt, io mit einer Abkühlrate von etwa 10°C/sek. bis etwa 40°C/sek. (18°F/sek. bis 72°F/sek.), auf einen geeigneten QST (wie in dem Glossar definiert) unterhalb etwa der Ms-Transformations-temperatur + 200°C (360°F), wobei zu diesem Zeitpunkt das Abschrecken beendet wird. Bei einer Ausführungsform dieses ersten Stahlbeispiels wird die Stahlplatte dann mittels Luftkühlung auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Diese Verarbeitung wird eingesetzt, um eine Mikro-15 Struktur zu erzeugen, die vorzugsweise hauptsächlich feinkörniges Martensit, feinkörniges unteres Bainit, oder deren Mischungen enthält, oder besonders bevorzugt im Wesentlichen 100 % feinkörniges Martensit enthält.

Das auf diese Weise direkt abgeschreckte Martensit in Stählen gemäß diesem ersten Stahlbei-20 spiel weist eine hohe Festigkeit auf, jedoch kann seine Zähigkeit dadurch verbessert werden, sodass ein Tempervorgang bei einer geeigneten Temperatur erfolgt, von oberhalb etwa 400°C (752°F) bis herauf zu etwa der Aci-Transformationstemperatur. Das Tempern des Stahls innerhalb dieses Temperaturbereiches führt auch zu einer Verringerung der Abschreckspannungen, was wiederum zu einer verbesserten Zähigkeit führt. Zwar kann Tempern die Zähigkeit des 25 Stahls erhöhen, jedoch führt es normalerweise zu einem wesentlichen Festigkeitsverlust. Bei der vorliegenden Erfindung wird der übliche Festigkeitsverlust infolge des Temperns dadurch ausgeglichen, dass eine Ausfällungsdisperionshärtung hervorgerufen wird. Dispersionshärtung durch fein ausgefälltes Kupfer und gemischte Karbide und/oder Karbonitride wird dazu verwendet, die Festigkeit und Zähigkeit während des Temperns der martensitischen Anordnung zu 30 optimieren. Die einzigartige chemische Zusammensetzung der Stähle gemäß diesem ersten Stahlbeispiel gestattet ein Tempern innerhalb des weiten Bereiches von etwa 400°C bis 650°C (750°F bis 1200°F), ohne einen signifikanten Verlust der durch das Abschrecken erzielten Festigkeit. Die Stahlplatte wird vorzugsweise getempert bei einer Tempertemperatur von oberhalb etwa 400°C (752°F) bis unterhalb der Aci-Transformationstemperatur über einen Zeitraum, der 35 dazu ausreicht, das Ausfällen von Härtungsteilchen (wie hier definiert) hervorzurufen. Diese Verarbeitung erleichtert die Transformation der Mikrostruktur der Stahlplatte in überwiegend getempertes, feinkörniges Martensit, getempertes, feinkörniges niedrigeres Bainit, oder deren Mischungen. Wiederum hängt der Zeitraum, der zum Hervorrufen des Ausfällens von Härtungsteilchen erforderlich ist, hauptsächlich von der Dicke der Stahlplatte ab, der chemischen Zu-40 sammensetzung der Stahlplatte, und der Tempertemperatur, und kann von einem Fachmann auf diesem Gebiet bestimmt werden.

Zweites Stahlbeispiel 45 Wie voranstehend geschildert, stellt eine gleichzeitig anhängige, provisorische US-Patentan-meldung, die ein Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1997 aufweist, mit dem Titel "Ultra-High Strength Ausaged Steels With Excellent Cryogenic Temperature Toughness", und die von USPTO unter der Anmeldungs-Nr. 60/068552 geführt wird, eine Beschreibung anderer Stähle zur Verfügung, die zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Es wird ein Verso fahren zur Verfügung gestellt, um eine ultrahochfeste Stahlplatte zu erzeugen, welche eine Mikrolaminatmikrostruktur aufweist, bei welcher etwa 2 Vol.% bis etwa 10 Vol.% austenitische Filmschichten vorhanden sind, und etwa 90 Vol.% bis etwa 98 Vol.% überwiegend feinkörniges Martensit und feinkörniges, niedrigeres Bainit, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte umfasst: (a) Erhitzen eines Stahlbarrens auf eine Wiedererwärmungstemperatur, die ausrei-55 chend hoch ist, um (i) den Stahlbarren im Wesentlichen zu homogenisieren, (ii) im Wesentli- 1 6

AT 413 588 B chen sämtliche Karbide und Karbonitride von Niob und Vanadium in den Stahlbarren aufzulösen, und (iii) feine anfängliche Austenitkörnchen in dem Stahlbarren auszubilden; (b) Verkleinern des Stahlbarrens zur Ausbildung einer Stahlplatte in einem oder mehreren Heisswalzdurchgängen in einem ersten Temperaturbereich, in welchem Austenit rekristallisiert; (c) weite-5 res Verkleinern der Stahlplatte in einem oder mehreren Heißwalzdurchgängen in einem zweiten Temperaturbereich unterhalb etwa der Tnr-Temperatur und oberhalb etwa der Ar3-Transfor-mationstemperatur; (d) Abschrecken der Stahlplatte mit einer Abkühlrate von etwa 10°C/sek. bis etwa 40°C/sek. (18°F/sek. bis 72°F/sek.) bis zu einer Abschreckstopptemperatur (QST) unterhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur + 100°C (180°F) und oberhalb etwa der io Ms-Transformationstemperatur; und (e) Stoppen der Abschreckung. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren gemäß diesem zweiten Stahlbeispiel weiterhin den Schritt, dass sich die Stahlplatte mittels Luftkühlung von der QST auf Umgebungstemperatur abkühlt. Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren gemäß diesem zweiten Stahlbeispiel weiterhin den Schritt, die Stahlplatte im Wesentlichen isotherm auf der QST über bis zu 5 Minuten zu halten, 15 bevor sich die Stahlplatte mittels Luftkühlung auf Umgebungstemperatur abkühlen kann. Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren gemäß diesem zweiten Stahlbeispiel weiterhin den Schritt, die Stahlplatte von QST langsam abzukühlen, mit einer Rate, die niedriger als etwa 1,0°C/sek. (1,9°F/sek.) ist, für bis zu 5 Minuten, bevor sich die Stahlplatte mittels Luftkühlung auf Umgebungstemperatur abkühlen kann. Bei einer weiteren Ausführungsform um-20 fasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin den Schritt, die Stahlplatte von der aus QST aus mit einer Rate langsam abzukühlen, die niedriger als etwa 1,0eC/sek. (1,8°F/sek.) ist, über einen Zeitraum von bis zu etwa 5 Minuten, bevor sich die Stahlplatte mittels Luftkühlung auf Umgebungstemperatur abkühlen kann. Diese Verarbeitung erleichtert die Transformation der Mikrostruktur der Stahlplatte zu etwa 2 Vol.% bis etwa 10 Vol.% aus auste-25 nitischen Filmschichten und etwa 90 Vol.% bis etwa 98 Vol.% aus übenwiegend feinkörnigem Martensit und feinkörnigem niedrigerem Bainit. (vgl. das Glossar für die Definitionen der Tnr-Temperatur, und der Ar3- und Ms-Transformationstemperatur).

Um die Zähigkeit der Umgebungstemperatur und Tiefentemperaturen sicherzustellen, bestehen 30 die Bestandteile in der Mikrolaminatmikrostruktur vorzugsweise übenwiegend aus niedrigerem Bainit oder Martensit. Es ist vorzuziehen, im Wesentlichen die Ausbildung von Versprödungsbestandteilen zu minimieren, beispielsweise oberen Bainits, Zwillings-Martensits und MA. Bei diesem zweiten Stahlbeispiel und den Patentansprüchen bedeutet "überwiegend" zumindest etwa 50 Vol.%. Der Rest der Mikrostruktur kann zusätzlich als feinkörniges unteres Bainit ent-35 halten, zusätzliches feinkörniges Martensit, oder Ferrit. Besonders bevorzugt weist die Mikrostruktur zumindest etwa 60 Vol.% bis etwa 80 Vol.% an niedrigerem Bainit oder Martensit auf. Ganz besonders bevorzugt weist die Mikrostruktur zumindest etwa 90 Vol.% niedrigeres Bainit oder Martensit auf. 40 Ein Stahlbarren, der gemäß diesem zweiten Stahlbeispiel verarbeitet wird, wird auf übliche Art und Weise hergestellt, und weist bei einer Ausführungsform Eisen und die folgenden Legierungselemente auf, vorzugsweise in den Gewichtsbereichen, die in der folgenden Tabelle II angegeben sind. 45 Tabelle 2

Legierungselement Bereich (Gew.%) Kohlenstoff (C) 0,04 - 0,12, bevorzugt 0,4 - 0,07 Mangan (Mn) 0,5 - 2,5, bevorzugt 1,0-1,8 Nickel (Ni) 1,0 - 3,0, bevorzugt 1,5 - 2,5 Kupfer (Cu) 0,1 -1,0, bevorzugt 0,2 - 0,5 Molybdän (Mo) 0,1 - 0,8, bevorzugt 0,2 - 0,4 Niob (Nb) 0,02 - 0,1, bevorzugt 0,02 - 0,05 Titan (Ti) 0,008 - 0,03 bevorzugt 0,01 - 0,02 55 1 7

AT 413 588 B

Legierungselement Bereich (Gew.%) Aluminium (AI) 0,001 - 0,05, bevorzugt 0,005 - 0,03 Stickstoff (N) 0,002 - 0,005, bevorzugt 0,002 - 0,003 5

Chrom (Cr) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, bevorzugt bis zu etwa 1,0 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,2 Gew.% bis etwa 0,6 Gew.%.

Silizium (Si) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,5 Gew.%, io weiter bevorzugt etwa 0,01 Gew.% bis etwa 0,5 Gew.%, und ganz besonders bevorzugt etwa 0,05 Gew.% bis etwa 0,1 Gew.%.

Bor (B) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,0020 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,0006 Gew.% bis etwa 0,0010 Gew.%. 15

Der Stahl weist vorzugsweise zumindest etwa 1 Gew.% Nickel auf. Der Nickelgehalt des Stahls kann auf mehr als etwa 3 Gew.% erhöht werden, falls es erwünscht ist, die Leistung nach dem Schweißen zu verbessern. Von jeder Hinzufügung von Nickel um 1 Gew.% wird erwartet, dass die DBTT des Stahls um etwa 10°C (18°F) verringert wird. Der Nickelgehalt beträgt vorzugswei-20 se weniger als 9 Gew.%, besonders bevorzugt weniger als etwa 6 Gew.%. Der Nickelgehalt wird vorzugsweise minimiert, um die Kosten des Stahls zu minimieren. Wenn der Nickelgehalt auf mehr als etwa 3 Gew.% erhöht wird, kann der Mangangehalt verringert werden, auf unterhalb von etwa 0,5 Gew.% bis herunter zu 0,0 Gew.%. Allgemein gesprochen wird daher bis zu etwa 2,5 Gew.% Mangan herauf bevorzugt. 25

Weiterhin werden Restbestandteile vorzugsweise im Wesentlichen in dem Stahl minimiert. Der Gehalt an Phosphor (P) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,01 Gew.%. Der Gehalt an Schwefel (S) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,004 Gew.%. Der Gehalt an Sauerstoff (O) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,002 Gew.%. 30

Um einige weitere Einzelheiten zu schildern, wird ein Stahl gemäß diesem zweiten Stahlbeispiel dadurch hergestellt, dass ein Barren mit der gewünschten Zusammensetzung, wie hier beschrieben, ausgebildet wird; der Barren auf eine Temperatur zwischen etwa 955°C und etwa 1065°C (1750°F bis 1950°F) erhitzt wird; der Barren heißgewalzt wird, um eine Stahlplatte in 35 einem oder mehreren Durchgängen auszubilden, mit einer Größenverringerung von etwa 30 % bis etwa 70 % in einem ersten Temperaturbereich, in welchem Austenit rekristallisiert, also oberhalb etwa der Tnr-Temperatur, und weiteres Heißwalzen der Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen, die für eine Größenverringerung von etwa 40 % bis etwa 80 % sorgen, in einem zweiten Temperaturbereich unterhalb etwa der Tnr-Temperatur und oberhalb etwa der 40 Ar3-Transformationstemperatur. Die heißgewalzte Stahlplatte wird dann abgeschreckt, mit einer Abkühlrate von etwa 10°C/sek. bis etwa 40°C/sek. (18°F/sek. bis 72°F/sek.), auf eine geeignete QST unterhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur + 100°C (180°F) und oberhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur, und zu diesem Zeitpunkt wird die Abschreckung abgebrochen. Bei einer Ausführungsform dieses zweiten Stahlbeispiels wird nach Beendigung der Abschre-45 ckung die Stahlplatte mittels Luftkühlung von der QST herunter auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Bei einer anderen Ausführungsform dieses zweiten Stahlbeispiels wird nach Beendigung der Abschreckung die Stahlplatte auf der QST im Wesentlichen isotherm für einen Zeitraum gehalten, vorzugsweise bis zu etwa 5 Minuten, und dann durch Luftkühlung auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Stahlplatte langsam so abgekühlt, mit einer Rate, die geringer ist als jene der Luftkühlung, also mit einer Rate, die niedriger als etwa 1°C/sek. (1,8°F/sek.) ist, vorzugsweise bis zu etwa 5 Minuten. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Stahlplatte von der QST aus langsam abgekühlt, mit einer Rate, die langsamer ist als jene der Luftkühlung, also bei einer Rate, die geringer ist als etwa 1°C/sek. (1,8°F/sek.), vorzugsweise bis zu etwa 5 Minuten. Bei zumindest einer Ausführungs-55 form dieses zweiten Stahlbeispiels beträgt die Ms-Transformationstemperatur etwa 350°C 18

AT 413 588 B (662°F), und daher ist der Wert von der Ms-Transformationstemperatur + 100°C (180°F) gleich etwa 450°C (842°F).

Die Stahlplatte kann im Wesentlichen isotherm auf der QST durch jede geeignete Vorrichtung 5 gehalten werden, wie dies Fachleuten bekannt ist, zum Beispiel durch Anordnen eines Wärmemantels über der Stahlplatte. Die Stahlplatte kann nach dem Abschrecken durch jede geeignete Vorrichtung langsam abgekühlt werden, wie dies Fachleuten bekannt ist, z.B. durch Anordnen eines Isoliermantels über der Stahlplatte. io Drittes Stahlbeispiel

Wie voranstehend geschildert, stellt eine gleichzeitig anhängige, provisorische US-Patent-anmeldung, die ein Prioritätsdatum vom 19. Dezember 1997 aufweist, den Titel "Ultra-High Strength Dual Phase Steels With Excellent Cryogenic Temperature Toughness", und von dem 15 USPTO unter der Anmeldungs-Nr. 60/068816 geführt wird, eine Beschreibung anderer Stähle zur Verfügung, die zum Einsatz bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Es wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, um eine ultrahochfeste, Doppelphasenstahlplatte zur Verfügung zu stellen, die eine Mikrostruktur aufweist, bei welcher etwa 10 Vol.% bis etwa 40 Vol.% einer ersten Phase mit im Wesentlichen 100 Vol.% (also im Wesentlichen rein oder "im Wesentli-20 chen") Ferrit und etwa 60 Vol.% bis etwa 90 Vol.% einer zweiten Phase vorgesehen sind, die aus überwiegend feinkörnigem Martensit, feinkörnigem niedrigeren Bainit, oder deren Mischungen besteht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Erhitzung eines Stahlbarrens auf eine Wiedererwärmungstemperatur, die ausreichend hoch ist, um (i) den Stahlbarren im Wesentlichen zu homogenisieren, (ii) im Wesentlichen sämtliche Karbide und Karbonitride von 25 Niob und Vanadium in dem Stahlbarren aufzulösen, und (iii) feine anfängliche Austenitkörnchen im Stahlbarren zu erzeugen; (b) Verkleinerung des Stahlbarrens zur Ausbildung einer Stahlplatte in einem oder mehreren Heißwalzdurchgängen in einem ersten Temperaturbereich, in welchem Austenit rekristallisiert; (c) weiteres Verkleinern der Stahlplatte in einem oder mehreren Heißwalzdurchgängen in einem zweiten Temperaturbereich unterhalb etwa der Tnr-Temperatur 3o und oberhalb etwa der Ar3-Transformationstemperatur; (d) weiteres Verkleinern der Stahlplatte in einem oder mehreren Heizwalzdurchgängen in einem dritten Temperaturbereich unterhalb etwa der Ar3-Transformationstemperatur und oberhalb etwa der An-Transformationstemperatur (also dem interkritischen Temperaturbereich); (e).Abschrecken der Stahlplatte mit einer Abkühlrate von etwa 10°C/sek. bis etwa 40°C/sek. (18°F/sek. bis 72°F/sek.) auf eine Stopptemperatur 35 (QST), die vorzugsweise unterhalb etwa Ms-Transformationstemperatur + 200°C (360°F) liegt; und (f) Stoppen des Abschreckens. Bei einer anderen Ausführungsform dieses dritten Stahlbeispiels liegt die QST vorzugsweise unterhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur + 100°C (180°), und liegt besonders bevorzugt unterhalb von etwa 350°C (662°F). Bei einer Ausführungsform dieses dritten Stahlbeispiels lässt man die Stahlplatte mittels Luftkühlung sich auf 40 Umgebungstemperatur nach dem Schritt (f) abkühlen. Diese Verarbeitung erleichtert die Transformation der Mikrostruktur der Stahlplatte zu etwa 10 Vol.% bis etwa 40 Vol.% einer ersten Phase aus Ferrit und etwa 60 Vol.% bis etwa 90 Vol.% einer zweiten Phase aus überwiegend feinkörnigem Martensit, feinkörnigem niedrigerem Bainit, oder deren Mischungen (vgl. das Glossar für die Definitionen der Tnr-Temperatur, und der Ar3- und der Ari-Transformations-45 temperatur).

Um die Zähigkeit bei Umgebungstemperaturen und tiefen Temperaturen sicherzustellen, weist die Mikrostruktur der zweiten Phase in Stählen gemäß diesem dritten Stahlbeispiel überwiegend feinkörniges niedrigeres Bainit, feinkörniges Martensit, oder deren Mischungen auf. Es ist vor-50 zuziehen, die Ausbildung von Versprödungsbestandteilen im Wesentlichen zu minimieren, beispielsweise oberes Bainit, Zwillings-Martensit und MA, in der zweiten Phase. Bei diesem dritten Stahlbeispiel und in den Patentansprüchen bedeutet "übenwiegend" zumindest etwa 50 Vol.%. Der Rest der Mikrostruktur der zweiten Phase kann zusätzliches feinkörniges niedrigeres Bainit enthalten, zusätzliches feinkörniges Martensit oder Ferrit. Besonders bevorzugt 55 weist die Mikrostruktur der zweiten Phase zumindest etwa 60 Vol.% bis etwa 80 Vol.% feinkör- 19

AT 413 588 B niges niedrigeres Bainit, feinkörniges Martensit, oder deren Mischungen auf. Ganz besonders bevorzugt weist die Mikrostruktur der zweiten Phase zumindest etwa 90 Vol.% feinkörniges niedrigeres Bainit auf, feinkörniges Martensit, oder deren Mischungen. 5 Ein Stahlbarren, der entsprechend diesem dritten Stahlbeispiel verarbeitet wird, wird auf übliche Art und Weise hergestellt, und weist bei einer Ausführungsform Eisen und die folgenden Legierungselemente auf, vorzugsweise in den Gewichtsbereichen, die in der nachstehenden Tabelle III angegeben sind. io Tabelle 3

Legierungselement Bereich (Gew.%) Kohlenstoff (C) 0,04 - 0,12, bevorzugt 0,4 - 0,07 Mangan (Mn) 0,5 - 2,5, bevorzugt 1,0-1,8 Nickel (Ni) 1,0 - 3,0, bevorzugt 1,5 - 2,5 Niob (Nb) 0,02 - 0,1, bevorzugt 0,02 - 0,05 Titan (Ti) 0,008 - 0,03 bevorzugt 0,01 - 0,02 Aluminium (AI) 0,001 - 0,05, bevorzugt 0,005 - 0,03 Stickstoff (N) 0,002 - 0,005, bevorzugt 0,002 - 0,003

Chrom (Cr) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 1,0 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,2 Gew.% bis etwa 0,6 Gew.%. 25 Molybdän (MO) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,8 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,1 Gew.% bis etwa 0,3 Gew.%.

Silizium (Si) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,5 Gew.%, bevorzugter etwa 0,01 Gew.% bis etwa 0,5 Gew.%, und ganz besonders bevorzugt etwa 30 0,05 Gew.% bis etwa 0,1 Gew.%.

Kupfer (Cu) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 1,0 Gew.%, bevorzugter im Bereich von etwa 0,2 Gew.% bis etwa 0,4 Gew.%. 35

Bor (B) wird manchmal dem Stahl hinzugefügt, vorzugsweise bis zu etwa 0,0020 Gew.%, und besonders bevorzugt etwa 0,0006 Gew.% bis etwa 0,0010 Gew.%.

Der Stahl enthält vorzugsweise zumindest etwa 1 Gew.% Nickel. 40

Der Nickelgehalt des Stahls kann auf mehr als etwa 3 Gew.% erhöht werden, falls es erwünscht ist, die Leistung nach dem Schweißen zu verbessern. Von jeder Hinzufügung von Nickel um 1 Gew.% wird erwartet, dass hierdurch die DBTT des Stahls um etwa 10°C (18°F) verringert wird. Der Nickelgehalt beträgt vorzugsweise weniger als 9 Gew.%, besonders bevorzugt weni-45 ger als etwa 6 Gew.%. Der Nickelgehalt wird vorzugsweise minimiert, um die Kosten des Stahls zu minimieren. Wenn der Nickelgehalt auf mehr als etwa 3 Gew.% erhöht wird, kann der Man-gangehalt bis auf unterhalb etwa 0,5 Gew.% verringert werden, bis herunter zu 0,0 Gew.%. Allgemein gesprochen wird daher vorgezogen, bis zu etwa 2,5 Gew.% Mangan einzusetzen. so Darüber hinaus werden Restbestandteile vorzugsweise im Stahl im Wesentlichen minimiert. Der Gehalt an Phosphor (P) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,01 Gew.%. Der Gehalt an Schwefel (S) beträgt vorzugsweise weniger als etwa 0,004 Gew.%. Der Gehalt an Sauerstoff (O) beträgt vorzugsweise weniger als 0,002 Gew.%. 55 Um einige weitere Einzelheiten zu schildern, wird ein Stahl gemäß diesem dritten Stahlbeispiel 20

AT 413 588 B dadurch hergestellt, dass ein Barren mit der gewünschten Zusammensetzung, wie hier beschrieben, ausgebildet wird; der Barren auf eine Temperatur von etwa 955°C bis etwa 1065°C (1750°F bis 1950°F) erhitzt wird; der Barren heißgewalzt wird, um eine Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen auszubilden, mit einer Verkleinerung um etwa 30 % bis etwa 70 % 5 in einem ersten Temperaturbereich, in welchem Austenit rekristallisiert, also oberhalb der etwa Tnr-Temperatur, weiteres Heißwalzen der Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen, mit einer Verkleinerung von etwa 40 % bis etwa 80 %, in einem zweiten Temperaturbereich unterhalb etwa der Tnr-Temperatur und oberhalb etwa der AR3-Transformationstemperatur, und Fertigwalzen der Stahlplatte in einem oder mehreren Durchgängen, um eine Verkleinerung um io etwa 15 % bis etwa 50 % zur Verfügung zu stellen, in dem interkritischen Temperaturbereich unterhalb etwa der Ar-Transformationstemperatur und oberhalb etwa der ArrTransformations-temperatur. Die heißgewalzte Stahlplatte wird dann abgeschreckt, mit einer Kühlrate von etwa 10°C/sek. bis etwa 40°C/sek. (18°F/sek. bis 72°F/sek.), auf eine geeignete Abschreckstopptemperatur (QST), die vorzugsweise unterhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur +200°C 15 (360°F) liegt, und an diesem Zeitpunkt wird das Abschrecken beendet. Bei einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung liegt die QST vorzugsweise unterhalb etwa der Ms-Transformationstemperatur +100°C (180°F), und liegt besonders bevorzugt unterhalb etwa 350°C (662°F). Bei einer Ausführungsform dieses dritten Stahlbeispiels lässt man die Stahlplatte mittels Luftkühlung auf Umgebungstemperatur abkühlen, nachdem das Abschrecken beendet 20 ist. Bei den drei voranstehenden Beispielen für Stähle beträgt, da Ni ein teures Legierungselement darstellt, der Ni-Gehalt des Stahls vorzugsweise weniger als etwa 3 Gew.%, weiter bevorzugt weniger als etwa 2,5 Gew.%, besonders bevorzugt weniger als etwa 2,0 Gew.%, und ganz besonders bevorzugt weniger als etwa 1,8 Gew.%, um die Kosten des Stahls wesentlich zu minimieren. 25

Andere geeignete Stähle zum Einsatz in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sind in anderen Publikationen beschrieben, welche ultrahochfeste, niedriglegierte Stähle beschreiben, die weniger als etwa 1 Gew.% Nickel enthalten, Zugfestigkeiten von mehr 830 MPa (120 ksi) aufweisen, und eine hervorragende Tieftemperaturzähigkeit aufweisen. Zum Beispiel sind der-30 artige Stähle in einer europäischen Patentanmeldung beschrieben, die am 5. Februar 1997 veröffentlicht wurde, und die internationale Anmelde-Nr. PCT/JP96/00157 aufweist, und die internationale Veröffentlichungs-Nr. WO96/23909 (Amtsblatt 1996/36 vom 08.08.1996) (derartige Stähle weisen vorzugsweise einen Kupfergehalt von 0,1 Gew.% bis 1,2 Gew.% auf), und in einer anhängigen provisorischen US-Patentanmeldung mit einem Prioritätsdatum vom 28. Juli 35 1997, mit dem Titel "Ultra-High Strength, Weldable Steels with Excellent Ultra-Low Temperature

Toughness", die von dem USPTO unter der Anmelde-Nr. 60/053915 geführt wird.

Bei jedem der voranstehenden geschilderten Stähle, bezieht sich für Fachleute auf diesem Gebiet der hier verwendete Begriff "Prozentualverringerung der Dicke” auf die Prozentualverrin-40 gerung der Dicke des Stahlbarrens oder der Platte vor der betreffenden Verringerung. Um dies anhand eines Beispiels zu erläutern, ohne hierdurch die Erfindung einzuschränken, kann ein Stahlbarren mit einer Dicke von etwa 25,4 cm (10 Zoll) um etwa 50 % verkleinert werden (eine Verkleinerung um 50 %), in einem ersten Temperaturbereich, auf eine Dicke von etwa 12,7 cm (5 Zoll), und dann um etwa 80 % (eine Verkleinerung um 80 %) verkleinert werden, in einem 45 zweiten Temperaturbereich, auf eine Dicke von etwa 2,5 cm (1 Zoll). Als weiteres Beispiel, ohne hierdurch die Erfindung einzuschränken, kann ein Stahlbarren von etwa 25,4 cm (10 Zoll) um etwa 30 % verkleinert werden (eine 30%-ige Verkleinerung), in einem ersten Temperaturbereich, auf eine Dicke von etwa 17,8 cm (7 Zoll), dann um etwa 80 % (eine 80%-ige Verkleinerung) in einem zweiten Temperaturbereich auf eine Dicke von etwa 3,6 cm (1,4 Zoll) verkleinert so werden, und darauf um etwa 30 % verkleinert werden (eine 30%-ige Verkleinerung), in einem dritten Temperaturbereich, auf eine Dicke von etwa 2,5 cm (1 Zoll). Hierbei ist mit "Barren" ein Stahlstück mit beliebigen Abmessungen gemeint.

Bei jedem der voranstehend geschilderten Stähle wird, wie Fachleute auf diesem Gebiet wisse sen, der Stahlbarren vorzugsweise durch eine geeignete Vorrichtung zum Erhöhen der Tempe- 21

AT 413 588 B ratur im Wesentlichen des gesamten Barrens erneut erhitzt, vorzugsweise des gesamten Barrens, auf die gewünschte Wiedererwärmungstemperatur, beispielsweise dadurch, dass der Barren über eine bestimmte Zeit in einen Ofen verbracht wird. Die spezifische Wiedererwärmungstemperatur, die für jede der voranstehend geschilderten Stahlzusammensetzungen 5 verwendet werden sollte, kann von einem Fachmann auf dem Gebiet einfach bestimmt werden, entweder durch Versuche, oder durch Berechnungen unter Einsatz geeigneter Modelle. Darüber hinaus kann die Ofentemperatur und die Wiedererwärmungszeit, die dazu erforderlich sind, die Temperatur von im Wesentlichen dem gesamten Barren, vorzugsweise des gesamten Barrens, auf die gewünschte Wiedererwärmungstemperatur zu erhöhen, leicht von einem io Fachmann bestimmt werden, durch Bezugnahme aus Standard-Industrieveröffentlichungen.

Bei jedem der voranstehend geschilderten Stähle, wie dies Fachleuten wohlbekannt ist, hängt der Temperaturbereich, der die Grenze zwischen dem Rekristallisationsbereich und dem Nicht-Rekristallisationsbereich festlegt, nämlich die Tnr-Temperatur, von der chemischen Zusammen-15 Setzung des Stahls ab, und spezieller von der Wiedererwärmungstemperatur vor dem Walzen, der Kohlenstoffkonzentration, der Niobkonzentration, und dem Ausmaß der Verkleinerung, das bei den Walzdurchgängen erfolgt. Fachleute können diese Temperatur für jede Stahlzusammensetzung entweder durch Versuche oder durch Modellrechnungen bestimmen. Entsprechend können die Aci-, A^-, Ar3- und Ms-Transformationstemperaturen, die hier geschildert 20 wurden, von Fachleuten für jede Stahlzusammensetzung bestimmt werden, entweder durch Versuche oder durch Modellrechnungen.

Bei jedem der voranstehend geschilderten Stähle sind, wie dies Fachleute wissen, mit Ausnahme der Wiedererwärmungstemperatur, die im Wesentlichen den gesamten Barren betrifft, 25 nachfolgende Temperaturen, die zur Beschreibung der Verarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, Temperaturen, die an der Oberfläche des Stahls gemessen werden. Die Oberflächentemperatur von Stahl kann beispielsweise durch Einsatz eines optischen Pyrometers gemessen werden oder durch jedes andere Gerät, das zur Messung der Oberflächentemperatur von Stahl geeignet ist. Die hier angegebenen Abkühlraten sind 30 jene im Zentrum, oder im Wesentlichen im Zentrum, in Bezug auf die Dicke der Platte; und die Abschreckstopptemperatur (QST) ist die höchste, oder im Wesentlichen die höchste, Temperatur, die an der Oberfläche der Platte erreicht wird, nachdem mit dem Abschrecken aufgehört wurde, infolge der Wärme, die von dem Bereich in der Mitte der Platte übertragen wird. Zum Beispiel wird während der Verarbeitung von Versuchsstücken einer Stahlzusammensetzung 35 gemäß den hier dargestellten Beispielen ein Thermoelement im Zentrum oder im Wesentlichen im Zentrum der Dicke der Stahlplatte angebracht, um die Temperatur im Zentrum zu messen, während die Oberflächentemperatur durch Einsatz eines optischen Pyrometers gemessen wird. Es wird eine Korrelation zwischen der Zentrumstemperatur und der Oberflächentemperatur zur Verwendung während der späteren Verarbeitung derselben, oder im Wesentlichen derselben, 40 Stahlzusammensetzung entwickelt, so dass die Temperatur im Zentrum über eine direkte Messung der Oberflächentemperatur bestimmt werden kann. Weiterhin kann die erforderliche Temperatur und Flussrate des Abschreckfluids, um die gewünschte Beschleunigung der Abkühlrate zu erzielen, von einem Fachmann durch Bezugnahme auf Standard-Industrieveröffentlichungen bestimmt werden. 45

Ein Fachmann hat die erforderlichen Kenntnisse und Fähigkeiten, um die hier zur Verfügung gestellte Information dazu einzusetzen, ultrahochfeste, niedriglegierte Stahlplatten herzustellen, die eine geeignete hohe Festigkeit und Zähigkeit zur Verwendung bei der Konstruktion der Behälter und anderen Bauteile der vorliegenden Erfindung aufweisen. Andere geeignete Stähle so können vorhanden sein, oder später entwickelt werden. Alle derartigen Stähle liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.

Ein Fachmann weist die erforderlichen Kenntnisse und Fähigkeiten auf, die hier bereitgestellte Information dazu zu verwenden, um ultrahochfeste, niedriglegierte Stahlplatten herzustellen, die 55 modifizierte Dicken aufweisen, verglichen mit den Dicken jener Stahlplatten, die gemäß den hier 22

AT 413 588 B vorgestellten Beispielen hergestellt werden, und immer noch Stahlplatten herstellen, die eine geeignete hohe Festigkeit und eine geeignete Tieftemperaturzähigkeit zur Verwendung im System gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Beispielsweise kann ein Fachmann die hier bereitgestellte Information dazu einsetzen, eine Stahlplatte mit einer Dicke von etwa 5 2,54 cm (1 Zoll) und geeigneter hoher Festigkeit und geeigneter Tieftemperaturzähigkeit zur

Verwendung bei der Konstruktion der Behälter und anderen Bauteile der vorliegenden Erfindung herzustellen. Andere geeignete Stähle können vorhanden sein, oder später entwickelt werden. Alle derartigen Stähle liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. io Wenn ein Zweiphasenstahl bei der Konstruktion von Behältern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird der Zweiphasenstahl vorzugsweise auf solche Weise verarbeitet, dass der Zeitraum, in welchem der Stahl in dem interkritischen Temperaturbereich gehalten wird, um die Zweiphasenstruktur auszubilden, vor dem Schritt der beschleunigten Abkühlung oder Abschreckung liegt. Vorzugsweise wird die Verarbeitung so vorgenommen, dass die Zwei-15 phasenstruktur während der Abkühlung des Stahls ausgebildet wird, zwischen der Ar3-Trans-formationstemperatur und etwa ArrTransformationstemperatur. Weiterhin wird in Bezug auf Stähle, die bei der Konstruktion von Behältern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vorgezogen, dass der Stahl eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) aufweist, und eine DBTT von weniger als etwa -73°C (-100°F), nach Beendigung des Schrittes der 20 beschleunigten Abkühlung oder Abschreckung, also ohne irgend eine zusätzliche Verarbeitung, welche eine erneute Erwärmung des Stahls erfordert, beispielsweise Tempern. Besonders bevorzugt beträgt die Zugfestigkeit des Stahls nach Beendigung des Abschreck- oder Abkühlschrittes mehr als etwa 860 MPa (125 ksi), und besonders bevorzugt mehr als etwa 900 MPa (130 ksi). Bei einigen Anwendungen ist ein Stahl vorzuziehen, der eine Zugfestigkeit von mehr 25 als etwa 930 MPa (135 ksi) aufweist, oder mehr als etwa 965 MPa (140 ksi), oder mehr als etwa 1000 MPa (145 ksi), nach Beendigung des Abschreck- oder Abkühlschrittes.

Verbindungsverfahren für die Konstruktion von Behältern und anderen Bauteilen 30 Um die Behälter und anderen Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung zu konstruieren, ist ein geeignetes Verfahren zum Verbinden der Stahlplatten erforderlich. Jedes Verbindungsverfahren, welches Nähte mit geeigneter Festigkeit und Zähigkeit für die vorliegende Erfindung zur Verfügung stellt, wie dies voranstehend geschildert wurde, wird als geeignet angesehen. Vorzugsweise wird ein Schweißverfahren, welches dazu geeignet ist, die ausreichende Festigkeit 35 und Bruchzähigkeit zur Verfügung zu stellen, um das Fluid festzuhalten, welches aufgenommen oder transportiert wird, zum Konstruieren der Behälter und anderen Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Ein derartiges Schweißverfahren umfasst vorzugsweise ein geeignetes Drahtverbrauchsmaterial, ein geeignetes Verbrauchsgas, ein geeignetes Schweißverfahren, und eine geeignete Schweißprozedur. Beispielweise können sowohl Gasmetalllichtbo-40 genschweißen (GMAW) als auch Wolframinertgasschweißen (TIG), die beide in der Stahlherstellungsindustrie wohlbekannt sind, zur Verbindung der Stahlplatten eingesetzt werden, unter der Voraussetzung, dass eine geeignete Kombination aus Verbrauchsdraht und Gas eingesetzt wird. 45 Im ersten Beispiel für ein Schweißverfahren wird das Verfahren des Gasmetalllichtbogenschweißens (GMAW) dazu eingesetzt, eine chemische Schweißmetallzusammensetzung zu erzeugen, die Eisen und etwa 0,07 Gew.% Kohlenstoff, etwa 2,05 Gew.% Mangan, etwa 0,32 Gew.% Silizium, etwa 2,20 Gew.%, etwa 0,45 Gew.% Chrom, etwa 0,56 Gew.% Molybdän, weniger als etwa 110 ppm Phosphor, und weniger als etwa 50 ppm Schwefel enthält. Das so Schweißen erfolgt auf einem Stahl, beispielsweise einem der voranstehend geschilderten Stähle, unter Verwendung eines Schutzgases auf Argongrundlage, mit weniger als etwa 1 Gew.% Sauerstoff. Die zugeführte Schweißenergie liegt im Bereich von etwa 0,3 kJ/mm bis etwa 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/Zoll bis 38 kJ/Zoll). Das Schweißen mit diesem Verfahren stellt eine Schweißung (vgl. das Glossar) zur Verfügung, die eine Zugfestigkeit von mehr als etwa 900 MPa 55 (130 ksi) aufweist, bevorzugt mehr als etwa 930 MPa (135 ksi), noch bevorzugter mehr als etwa 23

AT 413 588 B 965 MPa (140 ksi), und ganz besonders bevorzugt zumindest etwa 1000 MPa (145 ksi). Weiterhin stellt das Schweißen diesem Verfahren ein Schweißmetall zur Verfügung, welches eine DBTT von unterhalb etwa -73°C (-100°F) aufweist, vorzugsweise unterhalb von etwa -96°C (-140°F), besonders bevorzugt unterhalb von etwa -106°C (-160°F), und ganz besonders be-5 vorzugt unterhalb von etwa -115°C (-175°F).

Bei einem anderen Beispiel für das Schweißverfahren wird das GMAW-Verfahren dazu verwendet, eine chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls zu erzeugen, bei welcher Eisen und etwa 0,01 Gew.% Kohlenstoff vorhanden sind (vorzugsweise weniger als etwa io 0,10 Gew.% Kohlenstoff, besonders bevorzugt zwischen etwa 0,07 bis 0,08 Gew.% Kohlenstoff), etwa 1,60 Gew.% Mangan, etwa 0,25 Gew.% Silizium, etwa 1,9 Gew.% Nickel, etwa 0,87 Gew.% Chrom, etwa 0,51 Gew.% Molybdän, weniger als etwa 75 ppm Phosphor und weniger als etwa 100 ppm Schwefel. Die zugeführte Schweißenergie liegt im Bereich von etwa 0,3 kJ/mm bis etwa 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/Zoll bis 38 kJ/Zoll, und es wird eine Vorerwärmung von 15 etwa 100°C (212°F) eingesetzt. Das Schweißen erfolgt auf einem Stahl, beispielsweise einem der voranstehend geschilderten Stähle, unter Verwendung eines Schutzgases auf Argongrundlage mit weniger als etwa 1 Gew.% Sauerstoff. Das Schweißen mit diesem Verfahren stellt eine Schweißung mit einer Zugfestigkeit von mehr als etwa 900 MPa (130 ksi) zur Verfügung, bevorzugt von mehr als etwa 930 MPa (135 ksi), noch bevorzugter von etwas mehr als 965 MPa 20 (140 ksi), und ganz besonders bevorzugt von zumindest etwa 1000 MPa (145 ksi). Darüber hinaus stellt das Schweißen mit diesem Verfahren ein Schweißmetall mit einer DBTT zur Verfügung, die unterhalb von etwa -73°C (-100°F) liegt, vorzugsweise unterhalb von etwa -96°C (-140°F), besonders bevorzugt unterhalb von etwa -106°C (-160°F) bevorzugt unterhalb von etwa -115°C (-175°F). 25

Bei einem weiteren Beispiel für das Schweißverfahren wird das Wolframinertgasschweißverfahren (TIG-Verfahren) dazu eingesetzt, eine chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls zu erzeugen, bei welcher Eisen und etwa 0,07 Gew.% Kohlenstoff vorgesehen sind (vorzugsweise weniger als etwa 0,07 Gew.% Kohlenstoff), etwa 1,80 Gew.% Mangan, etwa 0,20 Gew.% 30 Silizium, etwa 4,00 Gew.% Nickel, etwa 0,5 Gew.% Chrom, etwa 0,40 Gew.% Molybdän, etwa 0,02 Gew.% Kupfer, etwa 0,2 Gew.% Aluminium, etwa 0,010 Gew.% Titan, etwa 0,015 Gew.% Zirkonium (Zr), weniger als etwa 50 ppm Phosphor, und weniger als etwa 30 ppm Schwefel. Die zugeführte Schweißenergie liegt im Bereich von etwa 0,3 kJ/mm bis etwa 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/Zoll bis 38 kJ/Zoll), und es wird eine Vorerwärmung von etwa 100°C (212°F) eingesetzt. Das 35 Schweißen erfolgt auf einem Stahl, beispielsweise einem der voranstehend geschilderten Stähle, unter Verwendung eines Schutzgases auf Argongrundlage mit weniger als etwa 1 Gew.% Sauerstoff. Das Schweißen mit diesem Verfahren stellt eine Schweißung zur Verfügung, die eine Zugfestigkeit von mehr als etwa 900 MPa (130 ksi) aufweist, vorzugsweise mehr als etwa 930 MPa (135 ksi), besonders bevorzugt mehr als etwa 965 MPa (140 ksi), und ganz beson-40 ders bevorzugt zumindest etwa 1000 MPa (145 ksi). Darüber hinaus stellt das Schweißen mit diesem Verfahren ein Schweißmetall zur Verfügung, welches eine DBTT unterhalb von etwa -73°C (-100T) aufweist, vorzugsweise unterhalb von etwa -96°C (-140°F), besonders bevorzugt unterhalb von etwa -106°C (160°F), und ganz besonders bevorzugt unterhalb von etwa -115°C (175°F). 45

Entsprechende chemische Zusammensetzungen des Schweißmetalls wie jene, die bei den Beispielen geschildert wurden, können unter Verwendung entweder des GMAW- oder des TIG-Schweißverfahrens hergestellt werden. Allerdings wird von TIG-Schweißungen angenommen, dass sie einen niedrigeren Gehalt an Verunreinigungen aufweisen, und eine stärker verfeinerte so Mikrostruktur als die GMAW-Schweißungen, und daher eine verbesserte Tieftemperaturzähigkeit.

Ein Fachmann hat die erforderlichen Kenntnisse und Fähigkeiten, die hier bereitgestellte Information dazu zu verwenden, um ultrahochfeste, niedriglegierte Stahlplatten so zu schweißen, 55 dass Schweißnähte erzeugt werden, die eine geeignete hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit zur 24

AT 413 588 B

Verwendung beim Konstruieren der Behälter und anderer Bauteile der vorliegenden Erfindung aufweisen. Andere geeignete Verbindungs- oder Schweißverfahren können existieren, oder später entwickelt werden. Alle derartigen Verbindungs- oder Schweißverfahren liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. 5

Konstruktion von Behältern und anderen Bauteilen

Ohne hierdurch die vorliegende Erfindung einzuschränken, werden zur Verfügung gestellt: Behälter und andere Bauteile, die (i) aus Materialien konstruiert sind, die ultrahochfeste, niedrig-io legierte Stähle ausweisen, die weniger als 9 Gew.% Nickel enthalten, und (ii) eine ausreichende Festigkeit und Tieftemperaturbruchzähigkeit aufweisen, um Tieftemperaturfluide aufzunehmen, insbesondere PLNG; darüber hinaus Behälter und andere Bauteile, die aus Materialien konstruiert sind, die ultrahochfeste, niedriglegierte Stähle umfassen, die weniger als 9 Gew.% Nickel enthalten, und eine Zugfestigkeit von mehr 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weni-15 ger als etwa -73°C (100°F) aufweisten; weiterhin Behälter und andere Bauteile, die (i) aus Materialien konstruiert sind, die ultrahochfeste, niedriglegierte Stähle umfassen, die weniger als etwa 3 Gew.% Nickel enthalten, und (ii) ausreichende Festigkeit und Tieftemperaturbruchzähigkeit aufweisen, um Tieftemperaturfluide aufzunehmen, insbesondere PLNG; und darüber hinaus Behälter und andere Bauteile, die (i) aus Materialien konstruiert sind, sind ultrahochfeste, nied-20 riglegierte Stähle umfassen, weniger als etwa 3 Gew.% Nickel enthalten, und (ii) Zugfestigkeiten aufweisen, die mehr als etwa 1000 MPa (145 ksi) betragen, sowie DBTTs, die niedriger sind als etwa -73°C (-100°F). Derartige Behälter und andere Bauteile werden vorzugsweise aus den hier beschriebenen ultrahochfesten, niedriglegierten Stählen mit hervorragender Tieftemperaturzähigkeit konstruiert. 25

Die Behälter und anderen Bauteile der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise aus diskreten Platten aus ultrahochfestem, niedriglegiertem Stahl mit hervorragender Tieftemperaturzähigkeit konstruiert. Soweit anwendbar, weisen die Nähte der Behälter und anderen Bauteile, soweit vorhanden, vorzugsweise etwa dieselbe Festigkeit und Zähigkeit auf, wie die ultrahoch-30 festen, niedriglegierten Stahlplatten. In einigen Fällen kann eine Unterschreitung der Festigkeit in der Größenordnung von etwa 5 % bis etwa 10 % für Orte mit geringeren Belastungen gerechtfertigt sein. Nähte mit den bevorzugten Eigenschaften können durch jedes geeignete Verbindungsverfahren hergestellt werden. Beispiele für Verbindungsverfahren sind hier beschrieben, unter dem Untertitel "Verbindungsverfahren zur Konstruktion von Behältern und 35 anderen Bauteilen".

Wie Fachleute wissen, kann der Charpy-V-Kerben-Test (CVN-Test) zum Zwecke der Beurteilung der Bruchzähigkeit und zur Bruchsteuerung bei der Konstruktion von Behältern zum Transport von Tieftemperaturfluiden unter Druck, beispielsweise PLNG, eingesetzt werden, insbe-40 sondere durch Einsatz der Duktil-Spröd-Übergangstemperatur (DBTT). Die DBTT unterteilt zwei Bruchbereiche in Baustählen. Bei Temperaturen unterhalb der DBTT tritt ein Ausfall in dem Charpy-V-Kerben-Test durch Bruch bei Spaltbildung (Versprödung) bei niedriger Energie auf, wogegen bei Temperaturen oberhalb der DBTT ein Ausfall durch einen duktilen Bruch bei hoher Energie auftritt. Behälter, die aus geschweißten Stählen hergestellt sind, für den Transport von 45 PLNG, und für andere Tieftemperatureinsätze unter Lastbeaufschlagung, müssen DBTTs aufweisen, bestimmt durch den Charpy-V-Kerben-Test, die deutlich unterhalb der Einsatztemperatur der Anordnung liegen, um einen Sprödbruch zu vermeiden. Abhängig von dem Entwurf, den Einsatzbedingungen, und/oder den Anforderungen der betreffenden Klassifikationsgesellschaft, kann sich die erforderliche DBTT-Temperatur um 5°C bis 30°C (9°F bis 54°F) unterhalb der so Einsatztemperatur verschieben.

Fachleuten auf diesem Gebiet ist es bekannt, dass die Betriebsbedingungen, die bei dem Entwurf von Behältern berücksichtigt werden, die aus geschweißtem Stahl konstruiert sind, und zum Transport von Tieftemperaturfluiden unter Druck dienen, beispielsweise PLNG, unter ande-55 rem den Betriebsdruck und die Betriebstemperatur umfassen, sowie zusätzliche Spannungen, 25

AT 413 588 B die auf den Stahl und die Schweißungen (vgl. das Glossar) einwirken können. Standardbruchmechanikmessungen, beispielsweise (i) der kritische Spannungsintensitätsfaktor (K|C), der ein Maß für die Verformungsbruchzähigkeit in der Ebene darstellt, und (ii) die Spaltspitzenöffnungsverschiebung (CTOD), die zur Messung der elastisch-plastischen Bruchzähigkeit verwendet 5 werden kann, und die beide Fachleuten bekannt sind, können dazu eingesetzt werden, die Bruchzähigkeit des Stahls und der Schweißungen zu bestimmen. Industrienormen, die allgemein für Stahlstrukturentwürfe akzeptiert werden, wie beispielsweise beschrieben in der BSI-Veröffentlichung "Guidance on methods for assessing the acceptbility of flaws in fusion welded structures", häufig bezeichnet als "PD6493: 1991”, können dazu verwendet werden, die maxi-io mal zulässigen Fehlstellengrößen für das Behälter zu bestimmen, auf der Grundlage der Bruchzähigkeit des Stahls und der Schweißung (einschließlich der HAZ) und der auf den Behälter einwirkenden Spannungen. Ein Fachmann kann ein Bruchsteuerprogramm entwickeln, um das Einleiten von Brüchen abzumildern, durch (i) geeigneten Behälterentwurf zum Minimieren einwirkender Spannungen, (ii) geeignete Herstellungsqualitätskontrolle zum Minimieren von Defek-15 ten, (iii) geeignete Kontrolle von Lebensdauerzyklusbelastungen und Drucken, die auf den Behälter einwirken, und (iv) ein geeignetes Inspektionsprogramm, um verlässlich Fehlstellen und Defekte in dem Behälter festzustellen. Eine bevorzugte Konstruktionsphilosophie für das System der vorliegenden Erfindung ist "Leck vor dem Ausfall", wie dies Fachleuten bekannt ist. Diese Überlegungen werden hier allgemein als "bekannte Prinzipien der Bruchmechanik" be-20 zeichnet.

Nachstehend erfolgt ein nicht einschränkendes Beispiel für den Einsatz dieser bekannten Prinzipien der Bruchmechanik bei einer Prozedur zur Berechnung der kritischen Fehlstellentiefe für eine vorgegebene Fehlstellenlänge, zum Einsatz in einem Bruchkontrollplan, um die Einleitung 25 eines Bruchs in einem Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung zu verhindern.

Fig. 4B zeigt eine Fehlstelle mit einer Fehlstellenlänge 315 und einer Fehlstellentiefe 310. PD6493 wird zur Berechnung von Werten für das Diagramm 300 für die kritische Fehlstellengröße verwendet, das in Fig. 4A gezeigt ist, auf der Grundlage der folgenden Konstruktionsbe-30 dingungen für ein Druckgefäß oder einen Behälter:

Gefäßdurchmesser: 4,57 m (15 ft)

Gefäßwanddicke: 25,4 mm (1 Zoll)

Betriebsdruck: 3445 kPa (500 psi) 35 Umfangsspannung: 333 MPa (48,3 ksi). Für den Zweck des vorliegenden Beispiels wird eine Oberflächenfehlstellenlänge von 100 mm (4 Zoll) angenommen, beispielsweise eine Axialfehlstelle, die sich in einer Schweißnaht befindet. In Fig. 4A zeigt nunmehr das Diagramm 300 den Wert für die kritische Fehlstelltiefe als 40 Funktion der CTOD-Bruchzähigkeit und der Restspannung, für Restspannungspegel von 15, 15, 50, 75 und 100 % der Streckgrenze. Restspannungen können infolge der Herstellung und des Schweißens erzeugt werden; und PD6493 empfiehlt den Einsatz eines Restspannungswertes von 100 % der Streckgrenze in Schweißungen (einschließlich der Schweiß-HAZ), es sei denn, dass bei den Schweißungen eine Spannungsentlastung erfolgt, unter Einsatz von Verfah-45 ren, wie der Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) oder mechanischer Spannungsentlastung.

Auf der Grundlage der CTOD-Bruchzähigkeit des Stahls bei der minimalen Einsatztemperatur können die Behälterschweißprozeduren so eingestellt werden, dass die Restspannungen verso ringert werden, und kann ein Inspektionsprogramm eingerichtet werden (sowohl für ursprüngliche Inspektion als auch für Inspektion im Einsatz), um Fehlstellen festzustellen und zu messen, um sie mit der kritischen Fehlstellengröße zu vergleichen. Beim vorliegenden Beispiel, wenn der Stahl eine CTOD-Zähigkeit von 0,025 mm bei der minimalen Einsatztemperatur hat (gemessen unter Verwendung von Laborproben), und die Restspannungen auf 15 % der Stahles Ersatzstreckgrenze verringert werden, beträgt der Wert für die kritische Fehlstellentiefe annä- 26

AT 413 588 B hernd 4 mm (siehe Punkt 320 in Fig. 4A). Unter Durchführung entsprechender Berechnungsvorgänge, wie dies Fachleuten bekannt ist, können kritische Fehlstelltiefen für verschiedene Fehlstellenlängen und verschiedene Fehlstellengeometrien bestimmt werden. Unter Verwendung dieser Information kann ein Qualitätskontrollprogramm und Inspektionsprogramm (Verfah-5 ren, feststellbare Fehlstellenabmessungen, Häufigkeit) entwickelt werden, um sicherzustellen, dass Fehlstellen festgestellt und beseitigt werden, bevor die kritische Fehlstellentiefe erreicht wird, oder bevor die Nennbelastung einwirkt. Auf der Grundlage veröffentlichter, empirischer Korrelationen zwischen CVN, K|C und CTOD-Bruchzähigkeit, ist die CTOD-Zähigkeit von 0,025 mm im Allgemeinen mit einem CVN-Wert von etwa 37 J korreliert. Dieses Beispiel soll die io Erfindung nicht irgendwie einschränken.

Bei Behältern und anderen Bauteilen, bei denen das Biegen des Stahls erforderlich ist, beispielsweise in Zylinderform für einen Behälter oder in eine Rohrform für ein Rohr, wird der Stahl vorzugsweise in die gewünschte Form bei Umgebungstemperatur gebogen, um zu verhindern, 15 dass die hervorragende Tieftemperaturzähigkeit des Stahls negativ beeinflusst wird. Wenn der Stahl erwärmt werden muss, um die gewünschte Form nach dem Biegen zu erzielen, wird der Stahl vorzugsweise auf eine Temperatur erwärmt, die nicht höher ist als etwa 600°C (1112°F), um die vorteilhaften Auswirkungen der Stahl-Mikrostruktur beizubehalten, die voranstehend geschildert wurden. 20

Die einzigartigen Vorteile, die bei derartigen Behältern und anderen Bauteilen auftreten, sind nachstehend im Einzelnen angegeben.

Systeme für die landgestützte Verteilung mittels Fahrzeugen von PLNG 25

In Fig. 3A ist eine Ausführungsform einer Infrastruktur für die landgestützte Verteilung mit Fahrzeugen von PLNG gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. PLNG wird in zumindest einem primären Speicherbehälter 30' gespeichert, und zu gewissen Zeiten von einem Tanklastkraftfahrzeug 3T, Schienenfahrzeug 32, oder einer Schute 33 an zumindest einen sekundären 30 Speicherbehälter 34 verteilt. Danach wird PLNG von dem Tanklastkraftfahrzeug 31' von dem sekundären Speicherbehälter 34 an einen Verteilungsort 35 verteilt, beispielsweise eine Tankstelle. Alternativ wird PLNG direkt von zumindest einem primären Speicherbehälter 30' an einen Verteilungsort 35 verteilt. Bei einer Ausführungsform wird PLNG dann über ein Kryopumpe 36 vom Verteilungsort 35 an verschiedene Fahrzeuge 37 gepumpt, um dort verbraucht zu werden. 35 Bei einer anderen Ausführungsform ist keine Pumpe erforderlich, infolge des hohen Drucks von PLNG am Verteilungsort 35. Fahrzeuge 37 umfassen beispielsweise, ohne hierdurch die vorliegende Erfindung einzuschränken, Flugzeuge, Busse, Kraftfahrzeuge, und Züge. Bei einem weiteren Beispiel, wie dies nunmehr in Figur 3B dargestellt ist, wird PLNG von zumindest einem primären Speicherbehälter 30" von einem Tanklastkraftfahrzeug 31" verteilt, mit einem an Bord 40 befindlichen Verdampfer (in Fig. 3B nicht dargestellt), direkt in eine Pipeline 38 oder eine Energieerzeugungsstation 39. Bei anderen Beispielen kann PLNG über eines der Systeme verteilt werden, die nachstehend geschildert sind. (1) Systeme zum Verteilen von PLNG, um die Forderung nach Brennstoffen entfernten Orten 45 zu erfüllen

Es werden Systeme zur Verfügung gestellt, um PLNG zu verteilen, damit das Erfordernis von Brennstoff an entfernten Orten erfüllt wird. Bei einer Ausführungsform umfasst, ohne hierdurch die vorliegende Erfindung einzuschränken, ein System zum Verteilen von PLNG, um die Anfor-50 derung nach Brennstoff an entfernten Orten zu erfüllen, zumindest ein Tanklastkraftfahrzeug, das zumindest einen Behälter mit einer Füll- und Ablassleitung und einer Belüftungsleitung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, zumindest einen Behälter mit einer Füll- und Ablassleitung und einer Belüftungsleitung gemäß der vorliegenden Erfindung an einem entfernten Ort, und zumindest eine Kryopumpe. 55 27

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Bei der einfachsten Ausführung eines derartigen Systems wird das gewünschte Volumen an flüssigem PLNG-Brennstoff von einer Kryopumpe in einem Behälter auf einem Tanklastkraftfahrzeug von einem PLNG-Brennstoffspeicherort über miteinander verbundene Füll- und Ablassleitungen gepumpt, von denen eine zum Behälter führt, und eine zu dem PLNG-5 Brennstoffspeicherort, während dampfförmiger PLNG-Brennstoff von dem Behälter zu dem PLNG-Brennstoffspeicherort fließt, über miteinander verbundene Dampfleitungen, um den Druck zwischen dem Behälter und dem PLNG-Brennstoffspeicherort auszugleichen. Wenn die Übertragung des PLNG-Brennstoffs beendet ist, transportiert das Tanklastkraftfahrzeug den PLNG-Brennstoff zu dem entfernten Ort. An dem entfernten Ort wird flüssiger PLNG-Brennstoff io von dem Behälter auf den Tanklastkraftfahrzeug zu einem Speicherbehälter an dem entfernten Ort übertragen, oder wird alternativ flüssiger PLNG-Brennstoff von dem Behälter auf den Tanklastkraftfahrzeug über einen Verdampfer übertragen, und in dampfförmigen PLNG-Brennstoff umgewandelt, der wiederum direkt zu einem Endbenutzerort übertragen wird. 15 (2) Systeme zum Verteilen von PLNG, um die Brennstoffanforderungen von Herstellungsanla gen zu erfüllen

Es werden Systeme bereitgestellt, um PLNG zu verteilen, um die Brennstoffanforderungen von Herstellungsanlagen zu erfüllen. Derartige Systeme entsprechen Systemen zum Verteilen von 20 PLNG, um Brennstoffanforderungen an entfernten Orten zu erfüllen, wobei es sich bei dem entfernten Ort um eine Herstellungsanlage handelt.

(3) Systeme für die Verteilung mit "tragbarer Pipeline" von PLNG 25 Es werden Systeme für die Verteilung entsprechend einer "tragbaren Pipeline" von PLNG zur Verfügung gestellt. Solche Systeme entsprechen Systemen zum Verteilen von PLNG, um Brennstoffanforderungen an entfernten Orten zu erfüllen, wobei es sich bei dem entfernten Ort um eine Gaseinlassverbindung zu einer Gaspipeline handelt, und der flüssige PLNG-Brennstoff von dem Behälter in einem Verdampfer verdampft wird, so dass verdampfter PLNG-Brennstoff 30 direkt in die Gaspipeline fließt. (4) Systeme zum Verteilen von PLNG für Fahrzeugtankstellen

Es werden Systeme für die Verteilung von PLNG für Fahrzeugtankstellen zur Verfügung ge-35 stellt. Derartige Systeme entsprechen Systemen zum Verteilen von PLNG, um Brennstoffanforderungen an entfernten Orten zu erfüllen, wobei es sich bei dem entfernten Ort um eine Fahrzeugtankstelle handelt.

Behälter und andere Bauteile des voranstehend geschilderten Systems für die landgestützte 40 Verteilung mittels Fahrzeugen von PLNG werden aus jedem geeigneten ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl wie voranstehend geschildert konstruiert, beispielsweise aus einem der Stähle, die voranstehend unter dem Untertitel "Stahl für die Konstruktion von Bauteilen und Behältern" geschildert wurden. Den Behältern und anderen Bauteilen werden Abmessungen entsprechend den Anforderungen des PLNG-Projekts gegeben, in welchem das System eingesetzt 45 wird. Ein Fachmann kann im Maschinenbau übliche Vorgehensweisen und in der Industrie verfügbare Nachschlagewerke einsetzen, um die erforderlichen Abmessungen, Wanddicken usw. für die Behälter und anderen Bauteile festzulegen.

Die Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung werden in vorteilhafter Weise zum Aufnehmen so und Verteilen/Transportieren von PLNG eingesetzt. Zusätzlich werden die Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt für (i) das Aufnehmen und Transportieren anderer Tieftemperaturfluide unter Druck, (ii) das Aufnehmen und Transportieren von Nicht-Tieftemperaturfluiden unter Druck, oder (iii) das Aufnehmen und Transportieren von Tieftempe-raturfluiden bei Atomosphärendruck. 55 28

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Ein Hauptvorteil der Verteilung von PLNG für den Verbrauch, der durch die Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, im Vergleich zur LNG-Verteilung, ist die erheblich höhere Temperatur von PLNG. Beispielsweise wird für eine identische mechanische Auslegung des Systems für PLNG im Vergleich zu LNG, Strahlungswärmelecks um über 10 % verringert, 5 Konvektionswärmelecks um über 30 %, und die dominanten Wärmeleitungslecks um mehr als 30 %. Dies führt zu einer Gesamtverbesserung der Kostensituation in bezug auf die Produktlieferung, entweder durch verringerte Produktverluste infolge einer niedrigen Verdampfungsverlustrate, oder durch verringerte Isolationskosten für eine feste Verdampfungsverlustrate. Insbesondere können bei den höheren Speichertemperaturen von PLNG, statt eine Vakuumisolie-io rung oder Mehrschichtisolierung einzusetzen, billigere, alternative Isoliermaterialien eingesetzt werden, beispielsweise expandierte Schäume, gasgefüllte Pulver und Fasermaterialien.

Zwar wurde die voranstehende Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, dass sich andere Modifikationen 15 vornehmen lassen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den nachstehenden Patentansprüchen angegeben ist.

Glossar von Begriffen: 20 Acr Transformationstemperatur: Die Temperatur, bei welcher sich während der Erwärmung Austenit zu bilden beginnt. Ac3-T ransformationstemperatur: Die Temperatur, bei welcher während der Erwärmung die Transformation von Ferrit in Austenit beendet ist. 25 ArrT ransformationstemperatur: Die Temperatur, bei welcher während der Abkühlung Transformation von Austenit zu Ferrit oder zu Ferrit + Zementit beendet ist; 30 Ar3-T ransformationstemperatur: Die Temperatur, bei welcher sich während der Abkühlung Austenit in Ferrit umzubilden beginnt; tiefe Temperaturen: Temperaturen, die niedriger sind als etwa -40°C (-40°F); CTOD: Spaltspitzenöffnungsverschiebung; CVN: Charpy-V-Kerbe; 35 DBTT (Duktil-Spröd- Unterteilt die beiden Bruchbereiche in Bau- Übergangstemperatur): stählen; bei Temperaturen unterhalb der DBTT tritt ein Ausfall durch einen Spaltbruch (Sprödigkeitsbruch) mit niedriger Energie auf, wogegen bei Temperaturen oberhalb der DBTT ein Ausfall 40 durch einen duktilen Bruch mit hoher Energie auftritt; im Wesentlichen: praktisch 100 Vol.%; Gm* Milliarden Kubikmeter; GMAW: Gasmetalllichtbogenschweißen 45 Härtungsteilchen: eine oder mehrere der Substanzen ε-Kupfer, Mo2C, oder der Karbide oder Karbonitride von Niob und Vanadium; HAZ: durch Wärme beeinflusste Zone; 50 interkritischer Temperaturbereich: von etwa der Aci-Transformationstemperatur zu etwa Ac3-Transformationstemperatur beim Erwärmen, und von etwa der Ar3-Transformationstemperatur zu etwa der Ar,-Transformationstemperatur beim Abkühlen; 55 Kic: kritischer Spannungsintensitätsfaktor;

AT 413 588 B kJ: Kilojoule; kPa: tausende Pascal; ksi: tausende Pfund pro Quadratzoll; niedrig legierter Stahl: ein Stahl, der Eisen und weniger als etwa 10 Gew.% insgesamt Legierungszusatzstoffe enthält; MA: Martensit-Austenit; maximale zulässige Fehlstellengröße: kritische Fehlstellenlänge und Tiefe; Mo2C: eine Form von Molybdänkarbid; MPa: Millionen Pascal; Ms-T ransformationstemperatur: die Temperatur, bei welcher die Transformation von Austenit in Martensit bei der Abkühlung beginnt; PLNG: Flüssigerdgas unter Druck; überwiegend: zumindest etwa 50 Vol.%; ppm: Teile pro Million; psia: Pfund pro Quadratzoll absolut; Abschrecken: beschleunigte Abkühlung durch jede Vorrichtung, bei welcher ein Fluid eingesetzt wird, das wegen seiner Neigung zur Erhöhung der Abkühlrate des Stahls ausgewählt wird, im Gegensatz zur Luftkühlung; Absch reck-( Abkü h I)- Rate: Abkühlrate Im Zentrum, oder im Wesentlichen im Zentrum, der Dicke der Platte; Abschreckstopptemperatur: Die höchste, oder im Wesentlichen höchste Temperatur, die an der Oberfläche der Platte erreicht wird, nachdem das Abschrecken beendet wurde, infolge von Wärme, die aus dem Bereich in der Mitte der Dicke der Platten übertragen wird; QST: Abschreckstopptemperatur; Barren: ein Stahlstück mit beliebigen Abmessungen; TCF: Billionen Kubikfuss; Zugfestigkeit: bei der Zugfestigkeitsuntersuchung, das Verhältnis der maximalen Belastung zur ursprünglichen Querschnittsfläche; TIG-Schweißen: Wolfram-Inertgas-Schweißen; Tnr-Temperatur: Temperatur, unterhalb derer Austenit nicht rekristallisiert; USPTO: Patent- und Markenamt der Vereinigten Staaten; Schweißung: eine geschweißte Verbindung oder Naht, welche umfasst: (i) das Schweißmetall, (ii) die durch Wärme beeinflusste Zone (HAZ), und (iii) das Basismetall in der "nahen Umgebung" der HAZ. Der Anteil des Basismetalls, der als innerhalb der "nahen Umgebung" der HAZ liegend angesehen wird, und daher als Teil der Schweißung, variiert in Abhängigkeit von Fachleuten bekannten Faktoren, beispielsweise, ohne Einschränkung, der Breite der Schweißung, der Größe des Gegenstandes, der geschweißt wurde, der Anzahl an Schweißungen, die zur Herstellung des Gegenstandes erforderlich ist, und der Entfernung zwischen Schweißungen.

Claims

30 AT 413 588 B Patentansprüche: 1. Behälter, der zum Einsatz in einem Tanklastkraftfahrzeug geeignet ist, um ein Flüssigerdgas unter Druck zu transportieren, bei einem Druck von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 5 7590 kPa (1100 psia) und einer Temperatur von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F), wobei der Behälter durch Verbindung mehrerer diskreter Platten aus Materialien konstruiert ist, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist, wobei Verbindungen zwischen den io diskreten Platten eine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit bei diesen Druck- und Tem peraturbedingungen aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten.
2. Behälter nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungen eine Festigkeit von zumindest etwa 90 % der Zugfestigkeit des ultrahochfesten, niedrig legierten Stahls aufweisen. 15
3. Behälter nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungen eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweisen.
4. Behälter nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungen durch Gasmetalllichtbogen- 20 schweißen ausgebildet sind.
5. Behälter nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungen durch Wolframinertgasschweißen ausgebildet sind.
6. Tanklastkraftfahrzeug zum Transport eines Flüssigerdgases unter Druck, bei einem Druck von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und einer Temperatur von etwa -123 eC (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F), wobei das Tanklastkraftfahrzeug zumindest einen Speicherbehälter aufweist, der durch Verbindung mehrerer diskreter Platten aus Materialien miteinander konstruiert ist, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl 30 umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist, wobei Verbindungen zwischen den diskreten Platten eine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit bei diesen Druck- und Temperaturbedingungen aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten. 35
7. Tanklastkraftfahrzeug nach Anspruch 6, welches an Bord eine Verdampfungseinrichtung zur Umwandlung des Flüssigerdgases unter Druck in ein Gas und zum Liefern des Gases an Pipelines oder Benutzereinrichtungen aufweist.
8. Verfahren zum Transport eines Flüssigerdgases unter Druck von einem Speicherort zu einem Zielort, wobei das Flüssigerdgas unter Druck einen Druck von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und eine Temperatur von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F) aufweist, und das Verfahren folgenden Schritt umfasst: (a) Transportieren des Flüssigerdgases unter Druck in einem Tanklastkraftfahrzeug, wobei das 45 Tanklastkraftfahrzeug zumindest einen Speicherbehälter aufweist, der dadurch konstruiert ist, dass miteinander mehrere diskrete Platten aus Materialien verbunden werden, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist, und wobei Verbindungen zwischen den diskreten Plat-50 ten eine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit bei diesen Druck- und Temperaturbedin gungen aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten.
9. Verfahren nach Anspruch 8, mit folgendem weiteren Schritt: (b) Liefern des Flüssigerdgases unter Druck an zumindest einen Endbenutzungsspeicher-55 behälter an dem Zielort, wobei der Endbenutzungsspeicherbehälter so konstruiert ist, dass 31 AT 413 588 B miteinander mehrere diskrete Platten aus Materialien verbunden sind, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist, und wobei Verbindungen zwischen den diskreten Platten eine ausrei-5 chende Festigkeit und Zähigkeit bei diesen Druck- und Temperaturbedingungen aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten.
10. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem das Tanklastkraftfahrzeug eine Verdampfungseinrichtung an Bord aufweist, um das Flüssigerdgas unter Druck in ein Gas umzuwandeln, io und das Gas an Pipelines oder Benutzereinrichtungen zu liefern.
11. Verfahren nach Anspruch 10, mit folgendem weiteren Schritt: (c) Liefern des Gases an eine Pipeline.
12. System zum Transportieren eines Flüssigerdgases unter Druck an einen Zielort, bei wel chem das Flüssigerdgas unter Druck einen Druck von etwa 1035 kPa (150 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und eine Temperatur von etwa -123 °C (-190 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F) aufweist, wobei das System zumindest ein Tanklastkraftfahrzeug aufweist, und das zumindest eine Tanklastkraftfahrzeug zumindest einen Speicherbehälter aufweist, der so 20 konstruiert ist, dass miteinander mehrere diskrete Platten aus Materialien verbunden sind, die einen ultrahochfesten, niedrig legierten Stahl umfassen, der weniger als 9 Gew.% Nickel enthält, und eine Zugfestigkeit von mehr als 830 MPa (120 ksi) und eine DBTT von weniger als etwa -73 °C (-100 °F) aufweist, und wobei Verbindungen zwischen den diskreten Platten eine adäquate Festigkeit und Zähigkeit bei diesen Druck- und Temperaturbe- 25 dingungen aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten.
13. System nach Anspruch 12, bei welchem das zumindest eine Tanklastkraftfahrzeug eine Verdampfungseinrichtung an Bord aufweist, um das Flüssigerdgas unter Druck in ein Gas umzuwandeln, und das Gas an Pipelines oder Benutzereinrichtungen zu liefern. 30
14. Behälter geeignet zur Verwendung in einem Tanklastkraftfahrzeug zum Transportieren von Flüssigerdgas unter Druck, bei einem Druck von etwa 1725 kPa (250 psia) bis etwa 7590 kPa (1100 psia) und einer Temperatur von etwa -105 °C (-170 °F) bis etwa -62 °C (-80 °F), wobei der Behälter so konstruiert ist, dass miteinander mehrere diskrete Platten 35 aus einem niedrig legiertem, hochfesten Stahl verbunden werden, der weniger als etwa 2 Gew.% Nickel enthält, und eine ausreichende Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweist, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten, wobei Verbindungen zwischen den diskreten Platten eine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit bei diesen Druck- und Temperaturbedingungen aufweisen, um das Flüssigerdgas unter Druck festzuhalten. 40 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 45 50 55