JP4880582B2 - Ｌｎｇ貯蔵タンク等の計画および製造方法、およびその方法により製造されたアルミニュウム製のｌｎｇ貯蔵タンク - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前文に記載のＬＮＧ貯蔵タンクの製造方法、およびこの方法を適用した請求項７の前文に記載のＬＮＧ貯蔵タンクに関する。

船舶にて液化天然ガスを貯蔵し搬送するために、通常は、アルミニュウム、ステンレス鋼または９％ニッケル鋼で製造された、船体ハル構造で支持される薄板構造タンクや自立支持される球形または角柱形のタンクが一般に使用される。ＬＮＧを受入れる末端部では、さまざまな形式の、また異なる寸法の、９％ニッケル鋼またはステンレス鋼で形成された通常は円筒形の自立支持タンクや薄板構造タンクであることが通常好ましい。自立支持されるニッケル鋼製タンクは重量が大きいので、より薄い構造を使用して構造の最適化を図る傾向があり、これにより溶接性、特に溶接収縮が問題となる。実際には、角柱形タンクには内部支持構造を使用することが必要であり、構造が複雑化して費用が大きくなっている。既知の解決策を適用する場合は、作業の大部分が建設現場での現場仕事で行わなければならなくなり、製造をさらに困難となし、完成までの時間と製造費用の両方を大きくすることになる。

典型的にエチレン（ＬＥＧ）（−１０３゜Ｃ）または天然ガス（−１６３゜Ｃ）のような低温液化ガスの温度は非常に低いので、タンク製造において結合部の寸法精度および品質に関する要求が強調される。タンクの製造はさまざまな部品のための数多くの切断段階、組立て段階、溶接段階を含む。切断および組立ての各段階は、作業工程による独自の精度がある。形状誤差の累積は材料の形状歪みの時点から既に始まることが見出された。寸法偏差は各作業段階で累積的に形成される。切断作業の精度は機械を注意深く規則的に保守することで、またその品質の進展を監視することで或る程度改善できるが、その結果は機械の経年数および設計に加えて、使用される切断方法によって変わる。溶接では、アーク溶接で生じる熱入力が収縮を生じ、この熱収縮が、現在使用されている、特に熱伝導の大きいアルミニュウム構造の場合に使用されている方法によって、なり大きい寸法精度誤差および変形を生じる。

先行する作業段階で形成された高さの偏差は、変形修正作業で除去される。鋼構造における修正は、収縮を引き起こすことを基本としており、熱を使用して行われる。ＬＮＧタンクのような適用例に要求される使用材料の特性は熱処理で劣化し、したがって熱による修正は全て禁止されるか、注意深く決定された状態でのみ使用されることになる。局部的に生じた収縮は組立体全体に収縮の影響を及ぼし、制御できない寸法精度の損失を生じ、したがってかなりの誤差に基づく費用を生じることになる。アルミニュウム構造の変形は鋼に比べて雑多であり、回復は困難である。全体として、寸法精度の改善は生産性および収益性を改善することが最大で唯一の方法であることが見出された。

本発明の目的は、液化天然ガス（ＬＮＧ）または他の低温媒体用の新規な改良されたタンク製造方法を提供することであり、この方法においては、誤差に起因する費用の節減性ならびに構造の明瞭性および簡潔性を考慮することで有利な組立体となし、製造の全体時間の削減および安価な費用での興行生産を可能にする。この目的は特に大型タンク、例えばその容積が１０００００ｍ³ 以上のタンクに適した製造方法を提供することである。

本発明の目的は、請求項１に開示され、他の請求項にさらに詳細に記載されたようにして達成することができる。本発明によれば、タンクは少なくとも主として少数の異なる形式の事前形成された構造部材から製造されるのであり、タンクのカバー・パネルとして使用される平坦部材が製造される。それらの部材は、平坦部分と補強部分とを含む形状部材を機械的に押出し形成し、それらの形状部材を摩擦溶接により互いに溶接して製造される。このように製造された平坦部材は、形状部材を機械的に押出し形成し、摩擦溶接により互いに溶接されて製造された長手方向および（または）横方向の補強材を備え、また、このように製造された平坦部材は、少なくとも四つの側面を有する自立支持の容積ユニットとなるように、互いに対して、および（または）別個に製造された縁部材および（または）コーナー部材に対して連結される。

本発明の方法では、事前製造される基本的な部品は可能な限り機械的に押出し形成することで製造され、これにより部品の寸法精度が最適化される。したがって、それらの部品を連結して大型の組立体とするためにできるだけ広く摩擦溶接を使用でき、これにより熱入力およびそれにより生じる熱張力は効果的に最小化することができる。

モジュール化されることにより、本発明によるタンク形式は工場等での生産工程に非常に適している。部品が段階を経て大型組立体として、さらに互いに取付けられる所望寸法の容積ユニットとして組立てられるので、優れた、より制御された状況にある工場でそれらを予め製造することができる。これは費用低減と、製造時間の改善とに適している。

アルミニュウム等で構造を製造することにより構造重量を低減でき、これは組立品を容易に搬送できるようにし、また基本的にユニットの費用を低減させる。予備的な寸法計算によれば、同様寸法の自立支持式アルミニュウム・タンクは９％ニッケル鋼またはステンレス鋼で作られた相応のタンクよりも約３０％計量となる。

市も寸法のタンクを形成するために一つ以上のユニットが選ばれ、それらのユニットは並べて配置されて互いに取付けられる。

実際には、好ましく構造された部材は正確な寸法に精度良く機械加工され、平坦部材および形状部材の端部は正確且つ精度の高い溶接溝を形成するようにベベル加工され、これはできるだけ高い寸法精度を達成するために鋭いカッターで機械加工されることが好ましい。

平坦部材の押出し加工された形状部材は平坦部分の垂直面に対して対称的とされ、それらの補強材が断面にてＴ形状となることが好ましい。したがって、形状部材を構造上のいずれかの位置に使用できることが好ましい。さらに、形状部材の寸法は、タンクでの配置を意図された平坦部材の位置に応じて変化される。

別個のコーナー部材および縁部材は、圧延プレートから所望の半径の形状および寸法に作られることが好ましい。

本発明の利点は、かなり大型の構造において最も明白となる。したがって、殻構造および散逸隔壁に使用される平坦部材は、機械加工および搬送の観点を考慮して、その寸法が約１６×１６メートルとなるように寸法決めされる。

大型の容積を有するタンクを製造するために容積ユニットが互いに連結されるならば、摩擦溶接を使用して押出し形状部材から突出形成される散逸隔壁はユニット間に配置される。この隔壁は多数の孔を含み、隣接する容積ユニットを連結する。

本発明はまた非常に低温、典型的には−１６３゜Ｃ程度のＬＮＧ等の媒体を貯蔵するのに適したアルミニュウム製タンク等にも関する。タンクの基本形態は四角柱に一致する。本発明によれば、タンクは少なくとも主として比較的少数の異なる形式の事前形成された構造部材から製造されるのであり、それらの部材は、アルミニュウム製形状部材等を機械的に押出し加工して製造されたタンクの殻部材として使用される平坦部材を含み、それらの部材は平坦部分と補強部分とを含み、平坦部材は摩擦溶接により平坦部分で互いに溶接して製造される。このように製造された平坦部材は長手方向および（または）横方向の補強材を備え、アルミニュウム製形状部材等を機械的に押出し形成して、摩擦溶接により互いに溶接されて製造される。補強材を有するこのように製造された平坦部材は、少なくとも四つの側面を有する自立支持の容積ユニットとなるように、互いに対して、および（または）別個に製造された縁部材および（または）コーナー部材に対して連結される。

所望寸法のタンクを形成するために、一つ以上の容積ユニットが並べて配置されて互いに連結される。タンクが多数の事前形成された自立支持式容積ユニットを並べて配置して形成されるとき、それらのユニットは散逸隔壁によって互いに分離されることが最も好ましい。タンクはさらに、例えばタンクの充填および排出のための既知のチューブ・タワーのような手段を備える。

タンクの製造を考慮する限り、平坦部材の押出し加工された形状部材が断面において平坦部分の垂面に対して対称的であり、補強部分が断面においてＴ形またはＩ計となることが好ましい。

図面において、符号１はアルミニュウム等を押出し成形して製造される形状部材を示し、この部材は平坦部分１ａおよび補強部分１ｂを含んでいる。符号２はタンクのさまざまな側面における殻パネルとして使用される平坦パネルを示し、図２に示されるように多数の形状部材１を互いに摩擦溶接して製造される。

符号４は図１に示されるように平坦部材に対して長手方向または横方向に取付けられた補強材を示し、補強材は同様に図３に示されるように機械的に押出し形成して製造された他の形状部材３を互いに摩擦溶接することで製造される。これらの無地部材は同様にさまざまな補強部分を含む。補強材は、タンクにおいて殻パネル２が取付けられる位置に応じて垂直方向、水平方向または長手方向の補強材と称することができる。

符号５は縁部材を示し、符号６はコーナー部材を示す。実際に、これらの部材は圧延プレートをその形状となるように所望の半径寸法に曲げて形成される。

図１および図４に見られるように、容積ユニット７は基本部材で形成された第一の組立体である。したがって所望寸法のタンクを形成するために一つ以上の容積ユニット７が選ばれ、容積ユニットは並べて配置され、互いに結合される。タンクがさらに多くの容積ユニットを含む場合、押出し形成された形状部材を摩擦溶接して製造された多数の孔１０を含む散逸隔壁８が容積ユニット間に配置され、その隔壁は隣接する隔壁に連結される。散逸隔壁は補強材も備えていることが好ましい。

五つの側面を有する容積ユニット７がタンクのいずれかの端部に配置され、容積ユニットを受入れるために多数の平坦パネル２は必要な縁部材５およびコーナー部材６を備えている。さらに、少なくとも一つの容積ユニット７はタンクの充填および排出のための計量装置および階段を有するチューブ・タワー９またはチューブ・システムのような既知の手段を備えている。

図２から分かるように、平坦部材の押出し形成された形状部材１は平坦部分の垂直面に関して対称的に作られ、それらの補強材１ｂは横断面においてＴ形状をなすことがさらに好ましい。製造すべき平坦部材２のタンクにおける計画された取付け場所に応じて、形状部材１の寸法は横断面内で変化できることが好ましい。なぜなら、タンクの異なる部分に要求される強度は相応に変化するからである。

本発明によるタンクは、そのタンクが適当な固定基礎に取付けられるか、例えば船舶、艀等に搭載されるタンクのように、移動する基礎に取付けられるかにかかわらずに低温液体、特にＬＮＧを貯蔵するために使用できることは明白である。

本発明は本明細書に記載した実施例に限定されず、多くの変更例が特許請求の範囲内で考えることができる。

本発明によるＬＮＧタンクの基本的部材の製造および組立てを示す。 図１の部分的な拡大図ＩＩである。 図１の部分的な拡大図ＩＩＩである。 多数の事前に形成された容積ユニットから所望の寸法への組立てを示す。

符号の説明

１ 形状部材
１ａ 平坦部分
１ｂ 補強部分
２ 平坦パネル
３ 形状部材
４ 補強材
５ 縁部材
６ コーナー部材
７ 容積ユニット
８ 隔壁
９ チューブ・タワー
１０ 孔

Claims (13)

1. 液化エチレン（ＬＥＧ）または液化天然ガス（ＬＮＧ）または同様媒体のような低温液体を貯蔵するのに適した四角柱の形態のアルミニュウム製タンクの製造方法であって、タンクを少なくとも主として少数の異なる形式の事前形成された構造部材から製造するようにし、平坦部分（１ａ）と、平坦部分（１ａ）から直角に延在して平坦部分（１ａ）と反対側に自由端を有する補強部分（１ｂ）とを含むように機械的に押出し加工された複数の第１の形状部材（１）を平坦部分（１ａ）の位置で互いに摩擦溶接することによって平坦部材（２）を製造し、前記平坦部材（２）に、機械的に押出し加工された複数の第２の形状部材（３）を互いに摩擦溶接して製造した長手方向および（または）横方向の補強材（４）を設け、前記補強材（４）を設けた前記平坦部材（２）を、互いに対して、および（または）別個に製造された縁部材（５）および（または）コーナー部材（６）に対して連結して少なくとも四つの側面を有する自立支持の容積ユニット（７）を形成し、前記補強材（４）が前記容積ユニット（７）の少なくとも四つの前記側面のうちの互いに対向する側面の間の内部空間を通して部分的にのみ延在するようにすることを特徴とする方法。
2. 所定寸法のタンクを形成するために一つまたは複数の容積ユニット（７）が選択され、複数の容積ユニットは並べて配置されて互いに連結されることを特徴とする請求項１に記載された方法。
3. 事前形成された構造部材が所定の寸法となるように機械加工されること、および平坦部材および第１の形状部材の端部が溶接溝を形成するようにベベル加工されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された方法。
4. 前記第１の形状部材（１）が平坦部分（１ａ）に垂直な面に対して対称的とされ、補強部分（１ｂ）が断面でＴ形またはＩ形にされることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された方法。
5. 前記第１の形状部材（１）の横断面寸法をタンクにおける平坦部材（２）の位置に応じて変化させることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された方法。
6. 縁部材（５）およびコーナー部材（６）が所定の半径の形状および寸法となるように圧延されたプレートから形成されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された方法。
7. 容積ユニット（７）が互いに連結されるときに、押出し加工した形状部材から形成された隔壁（８）が摩擦溶接によってそれらの容積ユニット間に取付けられ、該隔壁（８）が隣接する容積ユニットに連通する多数の孔を有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された方法。
8. 前記平坦部材（２）と、前記隔壁（８）に使用される平坦部材とが１６×１６メートルに寸法決めされることを特徴とする請求項７に記載された方法。
9. 液化エチレン（ＬＥＧ）または液化天然ガス（ＬＮＧ）または同様媒体のような低温液体を貯蔵するのに適した四角柱の形態のアルミニュウム製のタンクであって、タンクは少なくとも主として少数の異なる形式の事前形成された構造部材から製造されていて、前記構造部材は平坦部材（２）を含み、該平坦部材（２）は、平坦部分（１ａ）と、平坦部分（１ａ）から直角に延在して平坦部分（１ａ）と反対側に自由端を有する補強部分（１ｂ）とを含むように機械的に押出し加工された複数のアルミニュウム製の第１の形状部材（１）が平坦部分（１ａ）の位置で互いに摩擦溶接された構成になっており、また前記平坦部材（２）は、機械的に押出し加工されたアルミニュウム製の複数の第２の形状部材（３）が互いに摩擦溶接された構成の長手方向および（または）横方向の補強材（４）を備え、補強材（４）を備えた前記平坦部材（２）は、少なくとも四つの側面を有する自立支持の容積ユニット（７）となるように互いに対して、および（または）別個に製造された縁部材（５）および（または）コーナー部材（６）に対して連結され、前記補強材（４）は前記容積ユニット（７）の少なくとも四つの前記側面のうちの互いに対向する側面の間の内部空間を通して部分的にのみ延在することを特徴とするタンク。
10. 所定寸法のタンクを形成するために一つ以上の容積ユニット（７）が並べて配置され、互いに結合されることを特徴とする請求項９に記載されたタンク。
11. タンクが多数の事前形成された自立支持式の容積ユニット（７）を並べて配置して形成され、容積ユニット（７）は隔壁（８）で互いに分離され、該隔壁（８）が隣接する容積ユニットに連通する多数の孔を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載されたタンク。
12. タンクの充填および排出のための手段をタンクが備えていることを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載されたタンク。
13. 前記第１の形状部材（１）が平坦部分（１ａ）に垂直な面に対して対称的であり、また該第１の形状部材（１）の補強部分（１ｂ）が断面でＴ形またはＩ形であることを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載されたタンク。

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