CN113970062B - 一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，方法如下：（1）采用美标不锈钢材料SA‑240 304N制造内容器的两端封头和筒体，使得内容器能够轻量化；在内容器的筒体上设置一个用于给内容器中注水的注水管和一个三通管，三通管的一端与内容器内腔相连通，三通管的另外两端上分别设置有一个截止阀和一个用于检测内容器中压力的压力变送器；（2）对内容器进行应变强化。该方法将能在不降低安全性能和使用性能的前提下能降低冷冻液化气体罐式集装箱内容器的重量。

Description

一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法
技术领域
本发明涉及冷冻液化气体罐式集装箱领域，具体涉及一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法。
背景技术
在激烈的市场竞争环境下，在保证不降低产品安全性能和使用性能的前提下，如果能够突破现有技术，实现冷冻液化气体罐式集装箱整体重量的减轻，那么相应的液化气体装载量就会增加，这样就可以大大增加冷冻液化气体罐式集装箱竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种在不降低安全性能和使用性能的前提下能降低冷冻液化气体罐式集装箱内容器重量的冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其特征在于：方法如下：
（1） 采用美标不锈钢材料SA-240 304N制造内容器的两端封头和筒体，使得内容器能够轻量化；在内容器的筒体上设置一个用于给内容器中注水的注水管和一个三通管，三通管的一端与内容器内腔相连通，三通管的另外两端上分别设置有一个截止阀和一个用于检测内容器中压力的压力变送器；
（2）对内容器进行应变强化，应变强化步骤如下：1、将内容器平躺着放置于两个木制的鞍式支座上，并且转动筒体使筒体与三通管的连通处位于筒体的顶部，三通管上的截止阀打开；2、将注水管与水泵的出口相连，并且将压力变送器与中控器相通讯连接，中控器能控制水泵，为筒体的每个筒节均配备一个拉绳位移传感器和一根长条带子，每根长条带子以环绕超过一周着绕设于所对应的筒节的中间段外壁上，每根长条带子的一端与筒节中间段外壁相固定，每根长条带子的另一端与所对应的拉绳位移传感器的拉绳相连接，将每个拉绳位移传感器固定住，每个拉绳位移传感器均与中控器通讯连接；3、通过水泵向内容器中注水，在注水至三通管的一端向外溢水确保内容器被完全注满后，继续注水不低于15min，以便使内容器中的空气能被尽量排出；4、将截止阀关闭，并保持内容器外表面干燥，然后控制水泵对内容器进行注水，使得内容器中的压力能升高，中控器控制水泵的注水速度，使得在内容器内的压力到达内容器计算压力的1.4倍前以不超过0.5Mpa/min的速率进行加压，在内容器内的压力超过内容器计算压力的1.4倍后以不超过0.1Mpa/min的速率进行加压，直至内容器内的压力到达内容器计算压力的1.5倍后停止注水加压，内容器会由于注水加压而逐渐膨胀强化，筒节膨胀使中间段的周长变大后，长条带子会被撑开，此时由于长条带子的一端固定，使得长条带子的另一端能拉出拉绳位移传感器的拉绳，从而使拉绳位移传感器能用于监测筒节中间段处的周长增加量，每当内容器中的压力随着内容器膨胀而低于内容器计算压力的1.4倍时，中控器会控制水泵对内容器以不超过0.1Mpa/min的速率进行注水加压，直至内容器内的压力到达内容器计算压力的1.5倍后停止注水加压，从而使内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间；5、每个筒节中间段处的横截面是该筒节膨胀时的最大变形截面，中控器根据每个拉绳位移传感器监测的数据进行计算，从而来得到每个筒节的最大变形截面的实时周长应变率；6、当每个筒节的周长应变率小于0.1%/h后，筒体直径超过2m的内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间的时间不小于1h，筒体直径不超过2m的内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间的时间不小于30min，保压结束后，将内容器中的水排出，应变强化完成。
进一步的，前述的一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其中：注入内容器中的水的氯离子含量不超过25mg/L。
进一步的，前述的一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其中：长条带子为带刻度的卷尺。
进一步的，前述的一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其中：筒体内圈侧壁上焊接T型加强圈进行加强。
进一步的，前述的一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其中：将位于筒体底部的25～30%的T型加强圈在原有的高度上加高一倍。
本发明的优点为：美标不锈钢材料SA-240 304N相对于SA-240 304材料具有更高强度，同时具有足够的韧性，结合应变强化工艺后，可以进一步提升该材料的许用应力值至293MPa，所以能在原有箱型的基础上降低内容器壁厚，比如原来的内容器的壁厚为8mm，那么采用美标不锈钢材料SA-240 304N制造并结合应变强化工艺后，内容器的壁厚能减少至6mm，从而能大幅降低冷冻液化气体罐式集装箱的重量，降低运输成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，方法如下：
（1）采用美标不锈钢材料SA-240 304N制造内容器的两端封头和筒体，使得内容器能够轻量化；在内容器的筒体上设置一个用于给内容器中注水的注水管和一个三通管，三通管的一端与内容器内腔相连通，三通管的另外两端上分别设置有一个截止阀和一个用于检测内容器中压力的压力变送器；
（2）对内容器进行应变强化，应变强化步骤如下：1、将内容器平躺着放置于两个木制的鞍式支座上，并且转动筒体使筒体与三通管的连通处位于筒体的顶部，三通管上的截止阀打开；2、将注水管与水泵的出口相连，并且将压力变送器与中控器相通讯连接，中控器能控制水泵，为筒体的每个筒节均配备一个拉绳位移传感器和一根长条带子，拉绳位移传感器是一种现有的能买到的位移传感器，筒体通常由多个圆筒对拼焊接而成，每个圆筒称为一个筒节；每根长条带子以环绕超过一周着绕设于所对应的筒节的中间段外壁上，每根长条带子的一端与筒节中间段外壁相固定，每根长条带子的另一端与所对应的拉绳位移传感器的拉绳相连接，将每个拉绳位移传感器固定住，每个拉绳位移传感器均与中控器通讯连接；3、通过水泵向内容器中注水，在注水至三通管的一端向外溢水确保内容器被完全注满后，继续注水不低于15min，以便使内容器中的空气能被尽量排出；4、将截止阀关闭，并保持内容器外表面干燥，然后控制水泵对内容器进行注水，使得内容器中的压力能升高，中控器控制水泵的注水速度，使得在内容器内的压力到达内容器计算压力的1.4倍前以不超过0.5Mpa/min的速率进行加压，在内容器内的压力超过内容器计算压力的1.4倍后以不超过0.1Mpa/min的速率进行加压，直至内容器内的压力到达内容器计算压力的1.5倍后停止注水加压，内容器会由于注水加压而逐渐膨胀强化，筒节膨胀使中间段的周长变大后，长条带子会被撑开，此时由于长条带子的一端固定，使得长条带子的另一端能拉出拉绳位移传感器的拉绳，从而使拉绳位移传感器能用于监测筒节中间段处的周长增加量，每当内容器中的压力随着内容器膨胀而低于内容器计算压力的1.4倍时，中控器会控制水泵对内容器以不超过0.1Mpa/min的速率进行注水加压，直至内容器内的压力到达内容器计算压力的1.5倍后停止注水加压，从而使内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间；5、每个筒节中间段处的横截面是该筒节膨胀时的最大变形截面，中控器根据每个拉绳位移传感器监测的数据进行计算，从而来得到每个筒节的最大变形截面的实时周长应变率；6、当每个筒节的周长应变率小于0.1%/h后，筒体直径超过2m的内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间的时间不小于1h，筒体直径不超过2m的内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间的时间不小于30min，保压结束后，将内容器中的水排出，应变强化完成。
周长应变率=（L2-L1）/［L1*（t2-t1）］，时间为t1时，周长为L1，经过一段时间后，时间变为t2时，周长为L2。
美标不锈钢材料SA-240 304N相对于SA-240 304材料具有更高强度，同时具有足够的韧性，结合应变强化工艺后，可以进一步提升该材料的许用应力值至293MPa，所以能在原有箱型的基础上降低内容器壁厚，比如原来的内容器的壁厚为8mm，那么采用美标不锈钢材料SA-240 304N制造并结合应变强化工艺后，内容器的壁厚能减少至6mm，从而能大幅降低冷冻液化气体罐式集装箱的重量，降低运输成本。
在本实施例中，注入内容器中的水的氯离子含量不超过25mg/L，防止对奥氏体不锈钢产生氯离子腐蚀。长条带子为带刻度的卷尺，这样设置后工人能通过卷尺上的刻度来读出卷尺上与拉绳位移传感器相连的一端所移动的距离，该距离即为筒节中间段周长的增加量，从而使周长应变率也可以人工计算得到。由于内容器壁厚降低，担心玻璃钢支撑部位局部应力过大，在长时间运输过程中造成内容器开裂，所以筒体内圈侧壁上焊接加强效果更好的T型加强圈进行加强（原来的加强圈为角钢加强圈），并将位于筒体底部的28%的T型加强圈在原有的高度上加高一倍，以防止筒体底部受力严苛处开裂。

Claims (2)

1.一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其特征在于：方法如下：
（1）采用美标不锈钢材料SA-240 304N制造内容器的两端封头和筒体，使得内容器能够轻量化；在内容器的筒体上设置一个用于给内容器中注水的注水管和一个三通管，三通管的一端与内容器内腔相连通，三通管的另外两端上分别设置有一个截止阀和一个用于检测内容器中压力的压力变送器；筒体内圈侧壁上焊接T型加强圈进行加强，将位于筒体底部的25～30%的T型加强圈在原有的高度上加高一倍；
（2）对内容器进行应变强化，应变强化步骤如下：1、将内容器平躺着放置于两个木制的鞍式支座上，并且转动筒体使筒体与三通管的连通处位于筒体的顶部，三通管上的截止阀打开；2、将注水管与水泵的出口相连，并且将压力变送器与中控器相通讯连接，中控器能控制水泵，为筒体的每个筒节均配备一个拉绳位移传感器和一根长条带子，每根长条带子以环绕超过一周着绕设于所对应的筒节的中间段外壁上，每根长条带子的一端与筒节中间段外壁相固定，每根长条带子的另一端与所对应的拉绳位移传感器的拉绳相连接，将每个拉绳位移传感器固定住，每个拉绳位移传感器均与中控器通讯连接；3、通过水泵向内容器中注水，注入内容器中的水的氯离子含量不超过25mg/L，在注水至三通管的一端向外溢水确保内容器被完全注满后，继续注水不低于15min，以便使内容器中的空气能被尽量排出；4、将截止阀关闭，并保持内容器外表面干燥，然后控制水泵对内容器进行注水，使得内容器中的压力能升高，中控器控制水泵的注水速度，使得在内容器内的压力到达内容器计算压力的1.4倍前以不超过0.5Mpa/min的速率进行加压，在内容器内的压力超过内容器计算压力的1.4倍后以不超过0.1Mpa/min的速率进行加压，直至内容器内的压力到达内容器计算压力的1.5倍后停止注水加压，内容器会由于注水加压而逐渐膨胀强化，筒节膨胀使中间段的周长变大后，长条带子会被撑开，此时由于长条带子的一端固定，使得长条带子的另一端能拉出拉绳位移传感器的拉绳，从而使拉绳位移传感器能用于监测筒节中间段处的周长增加量，每当内容器中的压力随着内容器膨胀而低于内容器计算压力的1.4倍时，中控器会控制水泵对内容器以不超过0.1Mpa/min的速率进行注水加压，直至内容器内的压力到达内容器计算压力的1.5倍后停止注水加压，从而使内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间；5、每个筒节中间段处的横截面是该筒节膨胀时的最大变形截面，中控器根据每个拉绳位移传感器监测的数据进行计算，从而来得到每个筒节的最大变形截面的实时周长应变率；6、当每个筒节的周长应变率小于0.1%/h后，筒体直径超过2m的内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间的时间不小于1h，筒体直径不超过2m的内容器的压力保持在1.4～1.5倍的计算压力之间的时间不小于30min，保压结束后，将内容器中的水排出，应变强化完成。
2.根据权利要求1所述的一种冷冻液化气体罐式集装箱内容器的轻量强化方法，其特征在于：长条带子为带刻度的卷尺。
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