JP2005529286A - 加圧流体を収容するために強化繊維を用いた改良容器及び方法、並びにその製造方法 - Google Patents
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発明の名称を、"Improved System for Processing, Storing, and Transporting Liquefied Natural Gas"とする、米国特許第6,085,528号(“PLNG特許”と称する。)は、圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの広範囲にわたり、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの広範囲にわたるような、加圧液化天然ガス(PLNG)を貯蔵して海上輸送するための容器と輸送船とを開示している。PLNG特許に開示されている容器は、9重量%未満のニッケルを含み、830MPa(120ksi)を越える引張強度と、約−73℃(−100°F)よりも低温であるDBTT(用語集に定義している強靭性の基準である。)とを有するような、超高強度低合金鋼から構成されている。PLNG特許に記載されているように、同発明における好ましい運転圧力及び温度においては、PLNGプラントの処理配管及び設備における最も低温の運転領域に約3.5重量%のニッケル鋼を使用することができるが、これに対して、従来のLNGプラント(すなわち、大気圧圧力で約−162℃(−260°F)の温度であるLNGを処理するプラント)における同様な設備には、より高価な9重量%のニッケル鋼又はアルミニウムが必要になるのが通例である。従来のLNGプラントに勝る経済的な利点を提供するためには、PLNGプラントの運転条件下において適当な強度と破壊靭性とをもつような高強度低合金鋼を使用して、PLNGプラントにおける配管や、関連する構成要素(例えばフランジ、バルブ、取付具など)、及びその他の設備を構成することが好ましい。発明の名称を、"Process Components, Containers, and Pipes Suitable For Containing and Transporting Cryogenic Temperature Fluids"とする、米国特許第6,212,891号(“プロセス要素特許”と称する。)は、極低温の流体を収容及び輸送するために適している、プロセス要素、容器、及び配管を開示している。より詳しくは、プロセス要素特許は、9重量%未満のニッケルを含み、830MPa(120ksi)を越える引張強度と、約−73℃(−100°F)よりも低温であるDBTTとを有するような、超高強度低合金鋼から構成されてなるプロセス要素、容器、及び配管を開示している。発明の名称を、"Systems And Methods For Producing And Storing Pressurized Liquefied Natural Gas"とする、米国特許第6,460,721号(“非荷重支持ライナー容器の特許”と称する。)は、圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの広範囲にわたり、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの広範囲にわたるような、加圧液化天然ガス(PLNG)を貯蔵して海上輸送するための容器と輸送船とを開示している。非荷重支持ライナー容器の特許に開示されている容器は、(a)複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適しているような荷重支持容器と、(b)前記容器に接触している、実質的に荷重を支持しないライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記ライナーと、から構成されている。
上述したような技術の進歩によって、加圧液化天然ガス(PLNG)を生産及び貯蔵する装置及び方法が提供されているにもかかわらず、PLNGを貯蔵及び輸送するための改良された容器及び方法が求められる。
第2に、いくつかの革新的な設計上のアプローチを提供することで、金属製のライナーと複合材との間におけるCTEの相違による問題点を解決する。ひとつの実施形態においては、ライナーとの境界面においてはライナーのCTEと実質的に同一であるCTEを有し、ライナーからの距離が大きくなるにつれてCTEが徐々に小さくなるような母材繊維素材を介在させることによって、CTEの相違を階層的に配列する。ひとつの実施形態においては、最も外側にある包被層は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されて、クリープ性能を向上させる。母材繊維素材のデザインは、炭素繊維とガラス繊維とが層(又はトウ)に混合されてなる、層内ハイブリッド混合繊維から構成される。これは、複合材の圧縮密度を良好にするという有益な効果を追加的に有する。このハイブリッドのアプローチの変形例として、異なった繊維を用いた層を交互に配列した層内混合を用いても良い。第3の変形例として、層における樹脂率を変化させても良く、ライナーに隣接する層には、ライナーから離れている層に比べて、大きな樹脂率をもたせるようにして、ライナーからの距離が大きくなるにつれて、ライナーから離れた層の樹脂率を徐々に減少させることもできる。あつらえたCTE特性になるように樹脂を特別に処方して、複合材ないし積層物における各層の性能を高める。アルミニウムのライナーを使用する場合には、このアプローチはアルミニウムと炭素繊維との間における比較的大きなCTEの相違を受け入れるが、このデザインにおいては、クリープ性能が良好であることとアルミニウムとガラス繊維とではCTEの相違が比較的小さいことから、ガラス繊維が好ましい。本願において、“クリープ”という用語は、応力によって引き起こされる時間依存性の歪を意味している。
本発明の利点については、添付図面及び以下の詳細な説明によって良く理解できるだろう。
本発明について、好ましい実施形態に関連させて説明するけれども、本発明はそれらに限定されるものではない。逆に、本発明は、特許請求の範囲に定められた発明の精神及び範囲内に含まれるような、あらゆる変形例、応用例、均等物を包含することを意図している。
本発明による容器における複合材の包被は好ましくは、運転荷重に対する主要な構造的支持を提供する。複合材の包被は、極低温の運転が可能であるような、樹脂母材にハイパフォーマンスの繊維を含有する素材であることが好ましい。本願において、“極低温”とは、約−62℃(−80°F)又はこれ以下の任意の温度を意味している。そうした樹脂の例としては、CTD 525というエポキシ極低温樹脂がある。本発明では、2つに部類の素材組織をデザインした。
本発明による容器における金属製ライナーは好ましくは3つの主要な機能を有していて、それらは(i)収容された流体に対して不透過である障壁を提供すること、(ii)ライナーに繊維が巻き付けられるとき、繊維の張力を支えるための主たる構造的支持を提供すること、及び(iii)運転荷重に対する少なくとも部分的な構造的支持を提供することである。さらに、ライナーは、PLNGの内圧に起因する運転荷重に対して少なくとも部分的な構造的支持を提供すると共に、船の動きなどに起因する外的荷重に対しても構造的支持を提供する。
ライナーの素材 − アルミニウム合金5083−0番
降伏強度 − 約190MPa(28000psi)
平均厚 − 約45mm(1.77インチ)
27℃〜−95℃(80°F〜−140°F)における単位熱収縮(“UTC”:Unit Thermal Contraction) − 約0.256%、すなわち2.56mm/m(2.56×10-3in/in)
再び図2A〜図2Cを参照すると、本発明による変形例による実施形態は、4つの球体形の容器24を船22に搭載していて、約200,000立方メートル(7,062,891立方フィート)の製品を運搬するものであるが、下記の幾何学的なパラメータによるライナーが、船及び積荷についての要求条件とライナーについての前述した機能的な要求条件とを満足することが見い出された。
ライナーの素材 − INVAR−36(36%ニッケル含有の鉄合金)
降伏強度 − 約236.7MPa(34.8ksi)
限界強度 − 約432.7MPa(63.6ksi)
平均厚 − 約35mm(1.38インチ)
27℃〜−162℃(80°F〜−260°F)における単位熱収縮(“UTC”:Unit Thermal Contraction) − 約0.03%、すなわち0.3mm/m(3.0×10-4in/in)
この変形例による実施形態は、上述した炭素−繊維−エポキシ組織などの基礎になる素材組織に対するCTEの不釣り合いを最小にすべくデザインされている。
さらに別の変形例による実施形態では、下記の幾何学的なパラメータによるライナーが、船及び積荷についての要求条件とライナーについての前述した機能的な要求条件とを満足することが見い出された。
ライナーの素材 − 本願記載による高降伏強度の鋼
降伏強度 − 約120,000psi(816MPa)
平均厚 − 約25.4mm(1インチ)
27℃〜−95℃(80°F〜−140°F)における単位熱収縮(“UTC”:Unit Thermal Contraction) − 約0.128%、すなわち1.28mm/m(1.28×10-3in/in)
球体形の形状に代えて、変形例による本実施形態は、測地線等張形の半球を円筒部分に取り付けた形状になっている。測地線等張形の輪郭とは、測地線の経路上にフィラメントが配置され、圧力荷重の下において、フィラメントがその長さにわたって均一な張力を呈するような、ドーム状の輪郭である。測地線の経路とは、表面上の2点間を結ぶ最短距離である。この結果、かかる形状によれば、球体形の形状に比べて、繊維についての要求条件が緩和(約30%)される。さらに、測地線等張形の半球を備えた円筒形は、空間利用的に見ると、球体形に比べて、効果的な形状である。図4を参照すると、容器40は、測地線等張形の半球41を比較的短い円筒部分45に取り付けられて有していて、自己支持式のライナー43と複合材の包被42とを備えている。容器40はノズル44を有している。次に、図3を参照すると、容器30は、偏平回転楕円の形状を有していて、自己支持式のライナー33と複合材の包被32とを備えている。容器30はノズル34を有している。
米国特許第6,066,212号(国際公開WO/9932671号に対応。)に開示しているように、微小構造を有する超高強度をもった二重相鋼板の調製方法であって、実質的に100体積%(実質的に純粋であるか“実質的な”)のうち、約10体積%〜約40体積%であるフェライトの第一相と、約60体積%〜約90体積%の主として微粒子ラスマルテンサイト、微粒子下位ベイナイト、又はこれらの混合物からなる第二相とを含み、かかる方法が(a)鋼スラブを充分に高い再加熱温度に加熱して、(i)鋼スラブを実質的に均質にし、(ii)鋼スラブ中に含まれるニオブ及びバナジウムの炭化物及び浸炭窒化物の実質的に全てを溶解し、及び(iii)鋼スラブ中に微細な初期オーステナイト粒子を確立する段階と、(b)オーステナイトが再結晶する第1の温度範囲において、1又は複数の熱間圧延に通過させて、鋼スラブを還元させて鋼板を形成する段階と、(c)約Tnr温度未満で約Ar3変態温度を越える第2の温度範囲において、さらに1又は複数の熱間圧延に通過させて、鋼板を還元させる段階と、(d)約Ar3変態温度未満で約Ar1変態温度を越える第3の温度範囲(即ち、臨界間温度範囲)において、さらに1又は複数の熱間圧延に通過させて、鋼板を還元させる段階と、(e)前記鋼板を、約10℃/秒〜約40℃/秒(18°F/秒〜72°F/秒)の冷却速度にて、好ましくは約Ms変態温度+200℃(360°F)以下の温度である急冷停止温度(QST)にまで急冷する段階と、(f)前記急冷を停止する工程を含むような前記超高強度の二重相鋼板の調製方法が提供される。かかる鋼の別の実施態様においては、好ましくはQSTは約Ms変態温度+100℃(180°F)未満であり、さらに好ましくは約350℃(662°F)未満である。かかる鋼のひとつの実施形態においては、鋼板が段階(f)の後に常温にまで空冷される。この工程は、鋼板の微小構造が変態して、約10体積%〜約40体積%のフェライトの第一相と、約60体積%〜約90体積%の主として微粒子ラスマルテンサイト、微粒子下位ベイナイト、又はこれらの混合物となる過程を促進する(Tnr温度、並びにAr3変態温度及びAr1変態温度の定義について用語解説を参照されたい。)。
さらに若干詳しく説明すると、この実施例による鋼は、所望の組成のスラブを形成し、スラブを約955℃〜約1065℃(1750°F−1950°F)の温度に加熱し、スラブを熱間圧延に1又は複数回通過させて、オーステナイトが再結晶する第1の温度範囲、つまり約Tnr温度を越える温度にて約30%〜約70%の還元し、さらに、鋼板を約Tnr温度未満で約Ar3変態温度を越える第2の温度範囲において、1又は複数の熱間圧延に通過させて、約40%〜約80%の還元をし、鋼板を約Ar3変態温度未満で約Ar1変態温度を越える臨界間温度範囲において、1又は複数の仕上圧延に通過させて、約15%〜約50%の還元をすることによって調製される。次に、熱間圧延鋼板は、約10℃/秒〜約40℃/秒(18°F/秒〜72°F/秒)の冷却速度において、好ましくは約Ms変態温度+200℃(360°F)以下である好適なQSTにまで急冷され、その時点で急冷を停止する。この例の他の実施態様においては、QSTは約Ms変態温度+100℃(180°F)未満の温度であることが好ましく、さらに好ましくは約350℃(662°F)未満の温度である。この鋼の例のひとつの実施形態においては、急冷が停止された後に、鋼板は常温に空冷される。
この例示的な鋼においては、当業者が理解するように、再結晶範囲と非再結晶範囲の境界を形成する温度、Tnr温度は、鋼の化学組成、特に圧延前の再熱温度、炭素濃度及びニオブ濃度、及び圧延通過で得られる減少の量に依存する。当業者は、実験又はモデル計算によって、個別の鋼について、かかる温度を決定することができる。同様に、本願における、Ar1変態温度、Ar3変態温度及びMs変態温度は、実験又はモデル計算によって当業者が決定することができる。
当業者は、本願によって提供した情報を活用して、上記実施例によって製造される鋼板の厚みとは違った厚みをもった、本発明によるライナーを構成するために用いられる、適切な高強度と低温靭性とを有してなる超高強度低合金鋼板を製造する上で必要になる知識と技術とを有している。これ以外にも適当な鋼及び溶接技術が存在するかも知れないし、今後開発されることだろう。そうしたすべての鋼は本発明の範囲に含まれる。
当業者は、本願によって提供した情報を活用して、本発明によるライナーを構成するために用いられる、適切な高い強度及び破壊靭性を有してなる結合部を、超高強度低合金鋼板を溶接して製造する上で必要になる知識と技術とを有している。これ以外にも適当な結合ないし溶接方法が存在するかも知れないし、今後開発されることだろう。そうしたすべての結合ないし溶接方法は本発明の範囲に含まれる。
図8Bは、傷長さが315で傷深さが310であるような傷を示している。本発明による圧力容器ないしライナーに関して、以下のデザイン条件とした場合に基づいて、PD6493を使用して計算された限界傷サイズのプロット300の値を、図8A(横座標302はCTOD破壊靭性を単位mmにて示しており、縦座標301は限界傷深さを単位mmにて示している。)に示している。
容器の肉厚:25.4mm(1.00インチ)
設計圧力:3445kPa(500psi)
許容フープ応力:333MPa(48.3ksi)
この例示の目的として、100mm(4インチ)の表面傷長さ、例えばシーム溶接部中に存在する軸方向傷を評価する。図8Aを参照すると、プロット300は、降伏応力の15%(線303)、50%(線304)、及び100%(線305)の残留応力レベルについて、CTOD破壊靭性及び残留応力の関数としての限界傷深さの値を示している。残留応力は、製造及び溶接に起因して生じる場合があって、PD6493は、もしも溶接が例えば溶接後熱処理(PWHT)のような技術又は機械的応力除去法を用いて応力を除去していないとするならば、溶接部(溶接HAZを含む)中の降伏応力の100%の残留応力値を用いることを推奨している。
本発明は、PLNGの貯蔵及び輸送のために好適であるけれども、それに限定されるものではなく、本発明は、極低温流体、加圧流体、及び極低温の加圧流体を含むような、あらゆる流体の貯蔵及び輸送に適している。さらに、本発明について1又は複数の好ましい実施形態を参照して説明したけれども、特許請求の範囲に定められた発明の精神及び範囲から逸脱せずに、その他の変形例を実施することも可能である。
Ar1変態温度:冷却中にオーステナイトからフェライトへ又はフェライトとセメンタイトとの混合状態への変態が完了する温度。
Ar3変態温度:冷却中にオーステナイトからフェライトへの変態が開始する温度。
CNG:圧縮された天然ガス。
熱膨張収縮係数:単位体積の固体の一定圧力下での1゜の温度上昇に対する体積増加。
クリープ:応力によって引き起こされる時間依存性の歪。
極低温:約−62℃(−80゜F)又はこれ以下の任意の温度。
CTE:熱膨張収縮係数。
DBTT("Ductile to Brittle Transition Temperature"):構造鋼についての2つの破断様式を描写するもので、DBTT未満の温度にあっては低エネルギーの劈開(脆性)破断によって破損する傾向があるのに対して、DBTTを越える温度にあっては高エネルギーの延性破断によって破損する傾向がある。
ハイパフォーマンス:複合材又は繊維に関しては、約3410MPa(500ksi)を越える引張強度と、約136,054MPa(20msi)を越える弾性率を有していることを意味する。
INVAR:実質的に鉄とニッケルとから構成されている材料。
ksi:1平方インチあたり1,000ポンド。
LNG:大気圧の圧力で約−162℃(−260゜F)の温度の液化天然ガス。
Ms変態温度:冷却中にオーステナイトからマルテンサイトへの変態が開始する温度。
msi:1平方インチあたり1,000,000ポンド。
非荷重支持ライナー容器の特許:米国特許第6,460,721号。
PLNG:加圧された液化天然ガスであって、圧力は約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの広範囲にわたり、温度は約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの広範囲にわたる。
PLNG特許:米国特許第6,085,528号。
プロセス要素特許:米国特許第6,212,891号。
psi:1平方インチあたり1ポンド。
自己支持式:ライナーに関しては、それ自体の重さを支えながら、構造的な完全性を維持できることを意味する。
船の方形係数:船の排水容積をV、船の垂直間長さをL、船幅をB、船の喫水をTとしたときの、V/(L)(B)(T)。
Tnr温度:その温度未満ではオーステナイトが再結晶化しない温度。
溶接部:(i)溶接金属と、(ii)熱影響領域(HAZ)と、(iii)HAZの“近傍”にある母材金属とを含む、溶接結合部である。HAZの“近傍”にあるとみなされ、従って溶接部の一部分であるとみなされる母材金属の部分は、当業者に知られている要因に応じて変化するもので、かかる要因を非限定的に例示すれば、溶接部の幅、溶接された部材のサイズ、部材の製造に必要な溶接の数、溶接間の距離などがある。
Claims (16)
- 圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までで、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までであるような加圧流体を貯蔵するのに適した容器であって、前記容器が、
(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、
(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、(i)前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、(ii)前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器と、
を備えていることを特徴とする容器。 - 前記荷重支持容器は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されてなる最外包被層を有していることを特徴とする請求項1に記載の容器。
- 請求項1に記載された構成要素(b)に代えて、
(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−123℃(−190°F)との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の容器。 - 前記自己支持式のライナーは本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、請求項1に記載された構成要素(b)に代えて、
(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、(i)炭素、(ii)ガラス、(iii)ケブラー、(iv)アラミド、及び(v)超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の容器。 - 前記自己支持式のライナーは本質的に、少なくとも約690MPa(100ksi)以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−62℃(−80°F)より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、請求項1に記載された構成要素(b)に代えて、
(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、(i)炭素、(ii)ガラス、(iii)ケブラー、(iv)アラミド、及び(v)超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の容器。 - 圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までで、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するのに適した容器であって、前記容器が、
(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、
(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器と、
を備えていることを特徴とする容器。 - 圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までで、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までであるような加圧流体を貯蔵するのに適した容器を製造する方法であって、前記方法が、
(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーを作製する段階と、
(b) 前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、(i)前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、(ii)前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器を形成する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。 - 請求項7に記載された段階(b)に代えて、
(b) 前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−123℃(−190°F)との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器を形成する段階、
を備えていることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 段階(a)における前記自己支持式のライナーは本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、請求項7に記載された段階(b)に代えて、
(b) 前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記複合素材は、(i)炭素、(ii)ガラス、(iii)ケブラー、(iv)アラミド、及び(v)超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器を形成する段階、
を備えていることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 段階(a)における前記自己支持式のライナーは本質的に、少なくとも約690MPa(100ksi)以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−62℃(−80°F)より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、請求項7に記載された段階(b)に代えて、
(b) 前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記複合素材は、(i)炭素、(ii)ガラス、(iii)ケブラー、(iv)アラミド、及び(v)超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器を形成する段階、
を備えていることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までで、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するのに適した容器を製造する方法であって、前記方法が、
(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーを作製する段階と、
(b) 前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器を形成する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。 - 圧力が約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までで、温度が約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するための方法であって、前記方法が、前記加圧液化天然ガスを少なくともひとつの容器に収容する段階であって、前記少なくともひとつの容器が、(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器と、を備えているような容器であることを特徴とする方法。
- 前記少なくともひとつの容器が、(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、(i)前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、(ii)前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記少なくともひとつの容器が、(a) 自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−123℃(−190°F)との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記少なくともひとつの容器が、(a) 自己支持式のライナーであって、本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、(i)炭素、(ii)ガラス、(iii)ケブラー、(iv)アラミド、及び(v)超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記少なくともひとつの容器が、(a) 自己支持式のライナーであって、本質的に、少なくとも約690MPa(100ksi)以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−62℃(−80°F)より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、(b) 前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約1035kPa(150psia)から約7590kPa(1100psia)までの圧力及び約−123℃(−190°F)から約−62℃(−80°F)までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、(i)炭素、(ii)ガラス、(iii)ケブラー、(iv)アラミド、及び(v)超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項12に記載の方法。
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