KR20220012294A - 저장 탱크를 위한 밀봉된 멤브레인 - Google Patents

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KR20220012294A
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샬롯 칼크
니콜라스 로레인
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

본 발명은 액화 가스 저장 탱크용 밀봉된 멤브레인에 관한 것으로, 상기 밀봉된 멤브레인은 다음을 포함하는 질량 화학 조성을 갖는 등급의 오스테나이트계 스테인리스강을 상기 탱크의 적어도 하부에 포함한다:
16.0% ≤ Cr ≤ 28.0%;
10.0% ≤ Ni ≤ 27.0%; and
2.0% ≤ Mo ≤ 8.0%.

Description

저장 탱크를 위한 밀봉된 멤브레인
본 발명은 멤브레인이 있는 밀봉된 및 단열 탱크 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예를 들어 -50°C와 0°C 사이의 온도를 갖는 액화 석유 가스(LPG로도 알려짐)의 운송을 위한 탱크와 같은, 저온의 액체 또는 액화 가스의 저장 및/또는 운송을 위한 밀봉된 탱크 분야에 관한 것이다. 이 탱크는 육지나 부유식 구조물에 설치할 수 있다. 부유식 구조물의 경우, 탱크는 액화 가스의 운송을 위해 의도되거나 부유식 구조물의 추진을 위한 연료 역할을 하는 액화 가스를 수용하도록 의도될 수 있다.
본 출원인은 액화 가스 저장 탱크의 밀봉된 멤브레인을 구성하는 금속 시트가 공식 부식 반점을 나타내기 쉽다는 것을 관찰했다. 이것은 탱크가 해수 교환기가 장착된 재액화 시스템과 연관되어 있고 상기 교환기의 밀봉이 실패할 때 특히 발생할 가능성이 높다.
특허출원 FR1537850은 사용 조건하에서 내식성 및 기계적 강도 면에서 우수한 특성을 갖는 탱크를 위한 밀봉된 멤브레인을 기재하고 있다. 멤브레인은 0.03% 이하의 탄소 함량, 18% 이하의 크롬 함량, 10% 이하의 니켈 함량, 및 0.12%에서 0.25% 사이의 질소 함량을 포함하는 오스테나이트계 스테인리스 강판(austenitic stainless steel sheet)으로 구성된다. 대안적으로, 오스테나이트계 스테인리스강은 0.03% 이하의 탄소 함량, 17.5% 이하의 크롬 함량, 13% 이하의 니켈 함량, 2.8% 이하의 몰리브덴 함량, 및 0.12%에서 0.25% 사이의 질소 함량을 포함할 수 있다. 이 멤브레인은 액화 가스 수송 탱크에 사용될 수 있다.
그러나, 이러한 밀봉된 멤브레인의 습윤 내식성은 특히 해수 잔류물이 있는 경우 완전히 만족스럽지 못하다.
본 발명의 기초를 형성하는 아이디어는 특히 탱크 내부에 해수 잔류물이 있는 경우 습식(wet corrosion)에 영향을 받지 않는 밀봉되고 단열된 탱크용 밀봉 멤브레인을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 한 목적은 밀봉된 멤브레인이 부식되는 것을 방지하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 액화 가스 저장 탱크를 위한 밀봉된 멤브레인에 관한 것으로서, 상기 밀봉된 멤브레인은, 적어도 상기 탱크의 하부에서, 다음을 포함하는 질량 화학 조성(chemical composition by mass)을 갖는 등급(grade)의 오스테나이트계 스테인리스강을 포함한다:
- 16.0 ≤ Cr ≤ 28.0%
- 10.0 ≤ Ni ≤ 27.0%
- 2.0 ≤ Mo ≤ 8.0%.
따라서 이러한 밀봉된 멤브레인은 전술한 문헌의 멤브레인보다 우수한 내식성을 갖는다. 특히, 전술한 비율의 몰리브덴의 존재는 특히 해수에 존재하는 염화물 이온과 같은 할로겐화물에 대한 습윤 내식성을 개선하는 것을 가능하게 한다.
"액화 가스"는 상압 및 온도 조건에서 증기 상태이고 온도를 낮추거나 및/또는 압력을 증가시켜 액체 상태가 된 모든 물체를 의미한다.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 더 포함한다:
- 0 < Mn ≤ 4%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 더 포함한다:
- 0 < Cu ≤ 2%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다:
- 16.0% ≤ Cr ≤ 19.0%
- 10.0% ≤ Ni ≤ 15.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0% < N ≤ 0.11%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다:
- 16.0% ≤ Cr ≤ 18.5%
- 10.0% ≤ Ni ≤ 14.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0% < N ≤ 0.11%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다:
- 17.0% ≤ Cr ≤ 19.0%
- 12.5% ≤ Ni ≤ 15.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0% < N ≤ 0.11%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다:
- 16.5% ≤ Cr ≤ 18.5%
- 12.5% ≤ Ni ≤ 14.5%
- 4.00% ≤ Mo ≤ 5.00%
- 0.12% ≤ N ≤ 0.22%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다:
- 24.0% ≤ Cr ≤ 26.0%
- 21.0% ≤ Ni ≤ 23.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 2.50%
- 0.10% ≤ N ≤ 0.16%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다:
- 16.5% ≤ Cr ≤ 18.5%
- 11.0% ≤ Ni ≤ 14.0%
- 2.5% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0.12% ≤ N ≤ 0.22%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다
- 16.5% ≤ Cr ≤ 19.5%
- 10.5% ≤ Ni ≤ 14.0%
- 3.0% ≤ Mo ≤ 4.0%
- 0.1% ≤ N ≤ 0.2%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다
- 24.0% ≤ Cr ≤ 26.0%
- 24.0% ≤ Ni ≤ 27.0%
- 4.7% ≤ Mo ≤ 5.7%
- 0.17% ≤ N ≤ 0.25%
- 0% < Mn ≤ 2.0%
- 1.00% ≤ Cu ≤ 2.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 다음을 포함한다
- 19.5% ≤ Cr ≤ 20.5%
- 17.5% ≤ Ni ≤ 18.5%
- 6.0% ≤ Mo ≤ 7.0%
- 0.18% ≤ N ≤ 0.25%
- 0% < Mn ≤ 1.00%
- 0.5% ≤ Cu ≤ 1.00%.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 화학 조성은 다음을 포함한다
- 19.0% ≤ Cr ≤ 21.0%
- 24.0% ≤ Ni ≤ 26.0%
- 6.0% ≤ Mo ≤ 7.0%
- 0.15% ≤ N ≤ 0.25%
- 0% < Mn ≤ 1.00%
- 0.5% ≤ Cu ≤ 1.50%.
일 실시예에 따르면, 탄소 내 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 0.03% 이하이다.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강은 220 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는다 .
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강의 탄성 한계는 340 MPa 미만 , 예를 들어 245 내지 305 MPa이다.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 강철은 24 이상의 피팅 저항 등가 수(Pitting Resistance Equivalent Number, PREN) 를 갖는다. PREN은 화학 조성에 따라 국부 공식(pitting corrosion)에 대한 스테인리스강의 저항의 예측 측정치이다. PREN 값이 높을수록 스테인리스강은 염화물에 의한 국부적인 공식에 대한 내성이 높아진다. 강철 등급의 PREN을 계산하는 데 사용되는 공식은 다음과 같다:
PREN = 1 x %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N.
일 실시예에 따르면, 상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강은 1등급 강철이며, 상기 멤브레인은 탱크의 상부에 2등급 강철을 더 포함한다.
따라서, 멤브레인은 이러한 현상을 받기 쉬운 영역, 즉 탱크의 하부 영역에서 공식 내식성(pitting corrosion resistance)을 제공하는 강철 등급을 포함하는 반면, 탱크의 상부는 덜 비싼 및/또는 더 나은 기계적 특성을 갖는 2등급 강철로 만들어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철은 다음을 포함하는 질량 화학 조성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스강이다:
- 15% ≤ Cr ≤ 20%
- 1% ≤ Ni ≤ 12%
- 0 < Mn ≤ 10%.
이 2등급 강철은 특히 -60°C에서 1등급 강철보다 우수한 기계적 특성을 나타낸다는 점에서 특히 유리하다. 특히, 2등급 강철은 탄성한계가 더 높아 탱크 내부의 액화 가스의 “슬로싱(sloshing)” 효과 하에 소성 변형을 일으키지 않는다. 더욱이, 이 2등급 강철은 또한 1등급보다 저렴하다.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철의 질량 조성은 다음을 포함한다
- 0 < Mo ≤ 1%.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철의 질량 조성은 다음을 포함한다
- 1% ≤ Ni ≤ 8%.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철의 질량 조성은 다음을 포함한다
- 2% ≤ Mn ≤ 10%.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철의 질량 조성은 다음을 포함한다:
- 0% < C ≤ 0.1%
- 8.5% ≤ Mn ≤ 10%
- 0% < N ≤ 0.2%
- 15.5% ≤ Cr ≤ 16.5%
- 1.5% ≤ Cu ≤ 2.0%
- 1.0% ≤ Ni ≤ 2.0%.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철의 질량 조성은 다음을 포함한다:
- 0% < C ≤ 0.030%
- 0% < Mn ≤ 2.0%
- 0.10% ≤ N ≤ 0.20%
- 16.5% ≤ Cr ≤ 18.5%
- 6.0% ≤ Ni ≤ 8.0%.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철의 질량 조성은 다음을 포함한다:
- 0% < C ≤ 0.030%
- 6.00% ≤ Mn ≤ 8.0%
- 0.15% ≤ N ≤ 0.20%
- 16.0% ≤ Cr ≤ 17.0%
- 3.5% ≤ Ni ≤ 5.5%
- 1.50% ≤ W ≤ 2.5%.
일 실시예에 따르면, 2등급 강철은 320 MPa 이상, 바람직하게는 370 MPa 이상, 유리하게는 400 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 멤브레인은 0.5 mm 내지 1.5 mm, 예를 들어 1.2 mm 정도의 두께를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 탱크는 벽을 갖고, 탱크의 각 벽은 두께 방향으로, 탱크의 외부로부터 내부로, 단열 장벽 및 단열 장벽에 의해 지지되는 전술한 밀봉된 멤브레인을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 탱크의 하부는 탱크의 바닥벽을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 탱크는 일반적으로 다면체 형상을 가지며, 바닥벽에 더하여, 제1 가로벽(first transverse wall), 제2 가로벽, 천장벽(second ceiling wall), 하부 모따기벽(lower chamfer walls) 및 측벽(side walls)을 포함하고; 제1 및 제2 가로벽은 바닥벽, 천장벽, 하부 모따기벽 및 측벽에 의해 서로 연결되고; 탱크의 하부는 하부 모따기벽을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 탱크의 하부는 제1 및 제2 가로벽의 바닥 부분을 포함하고, 상기 바닥 부분은 바닥벽과 하부 모따기벽의 상부 모서리 사이에서 연장된다.
일 실시예에 따르면, 탱크의 상부는 천장벽, 측벽, 및 제1 및 제2 가로벽의 적어도 상단 부분을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 단열 장벽은 1차 단열 장벽이고 밀봉된 멤브레인은 1차 밀봉된 멤브레인이다.
이러한 탱크는 예를 들어 LPG를 저장하기 위한 육상 저장 시설의 일부를 형성하거나, 부유 구조물, 연안 또는 심해, 특히 LPG 캐리어, 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU), 원격 부유식 생산 및 저장 장치(FPSO) 등에 설치된다. 이러한 탱크는 또한 모든 유형의 캐리어에서 연료 탱크로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 차가운 액체 또는 액화 가스의 운송을 위한 캐리어는 이중 선체 및 이중 선체에 배열된 전술한 바와 같은 탱크를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 차가운 액체 제품 또는 액화 가스가 절연 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 시설로부터 또는 그로, 캐리어의 탱크로 또는 그로부터 전달되는, 그러한 캐리어를 로딩 또는 언로딩하는 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 차가운 액체 제품 또는 액화 가스를 이송하기 위한 이송 시스템을 제공하며, 상기 시스템은 전술한 캐리어, 캐리어의 선체에 설치된 탱크를 부유 또는 육상 저장 시설에 연결하도록 배열된 절연 파이프라인, 및 절연 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 시설로부터 또는 그로, 캐리어의 탱크로 또는 그로부터 차가운 액체 제품 또는 액화 가스의 흐름을 펌핑하기 위한 펌프를 포함한다.
본 발명은 더 잘 이해될 것이고, 그의 다른 목적, 세부사항, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서만 제공되는 본 발명의 몇몇 특정 실시양태의 다음 설명으로부터 더 명확하게 나타날 것이다.
[도 1] 도 1은 제1 실시예에 따른 액화 가스를 수용하도록 의도된 밀봉된 단열 탱크의 부분 개략도이다.
[도 2] 도 2는 도 1의 지지벽에 의해 지지되는 밀봉된 단열 탱크의 벽의 일부가 절단된 사시도이다.
[도 3] 도 3은 제2 실시예에 따른 액화 가스를 수용하도록 의도된 밀봉된 단열 탱크의 부분 개략도이다.
[도 4] 도 4는 캐리어 상의 액화 가스 저장 시설과 액화 가스 저장 시설의 탱크를 선적/하역하기 위한 터미널을 일부 절단하여 개략적으로 도시한다.
관례에 따라, "상부" 및 "하부" 형용사는 지구의 중력장과 관련하여 한 요소의 상대적 위치를 정의하는 데 사용된다.
도 1을 참조하면, 이것은 액화 가스를 수용하도록 의도된 탱크(1)의 후방 부분을 도시한다. 탱크(1)는 이중 선체 캐리어의 내부 선체에 의해 형성된 지지 구조에 놓인다. 탱크(1)는 일반적으로 다면체(polyhedral) 또는 각주 형상(prismatic shape)을 갖는다. 탱크(1)는 제1 가로벽(2) 및 제2 가로벽(3)을 가지며, 이 경우에 8각형 형상이다. 도 1에서, 탱크(1)의 내부 공간을 노출시키기 위해 제1 가로벽(2)이 부분적으로만 도시되어 있다. 가로벽(2, 3)은 캐리어의 코퍼댐(cofferdam) 벽이고 캐리어의 종방향에 대해 횡방향으로 연장된다. 탱크(1)는 또한 천장벽(4), 바닥벽(5), 하부 모따기벽(6), 측벽(7) 및 상부 모따기벽(8)을 갖는다. 천장벽(4), 바닥벽(5), 하부 모따기벽(6), 측벽(7), 및 상부 모따기벽(8)은 캐리어의 종방향으로 연장되고, 모서리(9)에서 제1 및 제2 가로벽(2, 3)을 연결하고, 모서리(10)에서 만난다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 탱크(1)의 제1 가로벽(2)은 벽의 두께 방향으로 외부에서 내부로 연속적으로, 단열 요소(13)를 포함하는 단열 장벽(12), 단열 장벽(12)의 단열 요소에 놓인 밀봉된 멤브레인(14)을 갖는다. 밀봉된 멤브레인(14)은 탱크에 포함된 액화 가스, 예를 들어 부탄, 프로판, 프로펜 등을 포함하고 평형 온도가 -50°C와 0°C 사이인 액화 석유 가스와 접촉하도록 의도된다. 제1 가로벽에 대해 위에서 설명한 설명은 탱크의 다른 벽(3, 4, 5, 6, 7, 8)에도 유효하다.
밀봉된 멤브레인(14)은 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 도시된 예에서, 탱크(1)의 밀봉된 멤브레인(14)은 서로 병치된 복수의 금속판(15)을 포함한다. 이들 금속판(15)은 직사각형인 것이 바람직하다. 금속판(15)은 밀봉된 멤브레인(14)의 기밀성을 보장하기 위해 함께 중첩 용접된다. 바람직하게는, 금속판(15)은 스테인리스강으로 만들어진다. 금속판(15)은 3mm 미만, 유리하게는 0.5 내지 1.5mm, 예를 들어 1.2mm 정도의 두께를 갖는다.
탱크가 받는 다양한 응력, 특히 탱크 내로 액화 가스의 로딩으로 인한 열 수축에 대한 응답으로 밀봉된 멤브레인의 변형을 허용하기 위해, 금속판(15)은 탱크 내부를 향하여 배향된 복수의 주름(corrugations, 16)을 포함한다. 보다 구체적으로, 탱크(1)의 밀봉된 멤브레인(14)은 규칙적인 직사각형 패턴을 형성하는 제1 일련의 주름(16) 및 제2 일련의 주름(16)을 포함한다. 바람직하게는, 주름(16)은 직사각형 금속판(15)의 모서리에 평행하게 연장된다. 일련의 주름 중 2개의 연속적인 주름(16) 사이의 거리는 300 내지 800mm , 예를 들어 600mm 정도이다.
이러한 탱크 벽은 특히 출원 WO17064426에 기재되어 있다.
제1 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인의 모든 금속판은 동일한 등급의 강철을 포함한다.
사용되는 상기 등급의 강철은 다음의 특성을 가져야 하는 합금이다:
- 낮은 선팽창 계수, 즉 주위 온도와 액화 가스의 액화 온도 TL 사이의 낮은 열팽창 계수를 가짐;
- 저장될 액화 가스의 온도보다 낮은 연성-취성 전이 온도, 즉 저장될 액화 가스가 액화 석유 가스인 경우 -50°C보다 낮음; 및
- 용접 가능함.
사용되는 상기 등급의 강철은 다음과 같은 것이 바람직하다:
- 17.10-6K-1이하, 바람직하게는 -200 내지 100℃ 에서 10.10-6K-1 내지 17.10-6K-1의 선팽창 계수;
- 220 MPa 이상의 탄성 한계로, 슬로싱의 영향으로 멤브레인의 변형 위험을 제한할 수 있음; 및
- 24 이상의 피팅 저항 등가 수.
바람직하게는, 사용되는 상기 등급의 강철은 다음의 질량 화학 조성을 갖는다:
- 16.0% ≤ Cr ≤ 19.0%
- 10.0% ≤ Ni ≤ 15.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0% < N ≤ 0.11%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
특히 흥미로운 등급의 강철은 316L, 번호 1.4432로, 다음의 질량 화학 조성을 갖는다:
- 16.0% ≤ Cr ≤ 18.5%
- 10.0% ≤ Ni ≤ 14.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0% < N ≤ 0.11%
- 0% < Mn ≤ 2.00%.
유리하게는, 220 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는 강철이 316L/1.4432 강철 중에서 선택된다. 이 등급의 강철은 할로겐화물 이온이 있는 경우에도 우수한 내식성을 나타낸다. 실제로, 상기 등급의 강철 316L은 24 이상의 피팅 저항 등가 수를 갖는다. 마지막으로, 이 등급의 강철은 16.10-6K-1의 선팽창 계수를 갖는다.
대안적으로, 상기 등급의 강철 316L, 번호 1.4435는 다음의 조성을 가질 수 있다:
- 17.0% ≤ Cr ≤ 19.0%
- 12.5% ≤ Ni ≤ 15.0%
- 2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
- 0% < N ≤ 0.11%
- 0% < Mn ≤ 2.00%
유리하게는, 220 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는 강철이 316L/1.4435 강철 중에서 선택된다. 이 등급의 강철은 할로겐화물 이온이 있는 경우에도 우수한 내식성을 나타낸다. 실제로, 상기 등급의 강철 316L은 25 이상의 피팅 저항 등가 수를 갖는다. 마지막으로, 이 등급의 강철은 16.10-6K-1의 선팽창 계수를 갖는다 .
탄성 한계와 함께, 316L 강철의 대안으로 사용할 수 있는 다른 등급의 강철이 표 1에 나열되어 있다.
도 3에 도시된 제2 실시예에 따르면, 밀봉된 멤브레인은 복합 재료로 만들어진다. 따라서, 바닥벽(5), 하부 모따기벽(6) 및 제1 및 제2 가로벽(2, 3)의 바닥 부분을 덮는 밀봉된 멤브레인의 부분은 1등급 강철을 갖는 금속판을 포함하고; 이 부분은 도 3에서 빗금 쳐져 있다. 밀봉된 멤브레인의 다른 영역, 즉 상부는 2등급 강철로 된 금속판으로 구성된다.
탱크 하부에 부식에 특히 강한 1등급 강철을 사용하는 것으로 충분하다. 구체적으로, 밀봉이 실패하면, 재액화 시스템의 교환기에서 나오는 해수가 LPG로 채워진 탱크로 흘러들어가 LPG와 접촉하면 얼음 덩어리를 형성하는 경향이 있다. LPG에 비해 고체 해수의 밀도가 높기 때문에 얼음 덩어리가 탱크 바닥으로 떨어진다. 따라서 탱크가 비었을 때 얼음 덩어리가 탱크 바닥에 남아 있다. 빈 탱크는 실온에 있기 때문에 얼음 덩어리가 녹는다. 액체 해수는 탱크 바닥의 밀봉된 멤브레인을 부식시킬 수 있다.
사용되는 2등급 강철은 다음의 특성을 갖는다:
- 열팽창 계수가 낮음;
- 저장될 액화 가스의 온도보다 낮은 연성-취성 전이 온도, 즉 저장될 액화 가스가 액화 석유 가스인 경우 -50°C보다 낮음; 및
- 용접 가능함.
사용되는 2등급 강철은 다음과 같은 것이 바람직하다.
- 17.10-6K-1 이하, 바람직하게는 -200 내지 100℃ 에서 10.10-6 내지 17.10-6K-1의 선팽창 계수; 및
- 320 MPa 이상, 바람직하게는 370 MPa 이상, 유리하게는 400 MPa 이상의 탄성 한계.
바람직하게는, 사용되는 2등급 강철은 204LN이고 다음의 질량 화학 조성을 갖는다:
- 0% < C ≤ 0.1%
- 8.5% ≤ Mn ≤ 10%
- 0% < N ≤ 0.2%
- 15.5% ≤ Cr ≤ 16.5%
- 1.5% ≤ Cu ≤ 2.0%
- 1.0% ≤ Ni ≤ 2.0%.
유리하게는, 380 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는 강철이 204LN 강철 중에서 선택된다. 이 탄성 한계는 강철 316L 등급보다 높다. 이것은 탱크 상부에 있는 멤브레인에 슬로싱의 정도가 매우 높을 수 있는 슬로싱에 대한 개선된 저항을 제공한다. 마지막으로, 이 등급의 강철은 10.10-6K-1의 선팽창 계수를 갖는다.
탄성 한계 및 선팽창 계수와 함께, 강철 204LN의 대안으로 사용될 수 있는 다른 등급의 강철이 표 2에 나열되어 있다.
상술한 제1 및 제2 실시예에 따른 밀봉된 멤브레인은 이중 멤브레인 액화 가스 저장탱크에서 1차 밀봉된 멤브레인으로 사용될 수도 있다. 이중 멤브레인 탱크 벽은 일반적으로 2차 단열 장벽, 2차 단열 장벽 위에 증착된 2차 밀봉된 멤브레인을 포함하고, 탱크 벽은 그 위에 배치된 1차 단열 장벽, 2차 밀봉된 멤브레인 및 상기 1차 단열 장벽에 의해 지지되는(carried) 1차 밀봉된 멤브레인을 더 포함한다.
도 4를 참조하여, 일부가 절단된 캐리어(70)의 도면은 캐리어의 이중 선체(72)에 장착된 일반적으로 각주 형상의 밀봉되고 절연된 탱크(71)를 도시한다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 포함된 LPG와 접촉하도록 의도된 1차 밀봉 장벽, 1차 밀봉 장벽과 캐리어의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 장벽, 및 1차 밀봉 장벽과 2차 밀봉 장벽, 그리고 2차 밀봉 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 절연 장벽을 포함한다.
그 자체로 알려진 방식으로, 캐리어의 상부 데크에 배열된 로딩/언로딩 파이프라인(73)은 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 LPG 화물을 이송하기 위한 해상 또는 항구 터미널에 적절한 커넥터에 의해 연결될 수 있다.
도 4는 로딩 및 언로딩 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 시설(77)을 포함하는 해상 터미널의 예를 도시한다. 로딩 및 언로딩 스테이션(75)은 이동식 암(74) 및 이동식 암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정식 해양 시설이다. 이동식 암(74)은 로딩/언로딩 파이프라인(73)에 연결될 수 있는 절연된 가요성 파이프(79)의 번들을 운반한다. 배향 가능한 이동식 암(74)은 모든 크기의 LPG 캐리어에 적합하도록 조정될 수 있다. 연결 파이프(도시되지 않음)는 타워(78) 내부로 연장된다. 로딩 및 언로딩 스테이션(75)은 육상 시설(77)로부터 또는 육상 시설(77)로 캐리어(70)의 로딩 및 언로딩을 허용한다. 이 시설은 액화 가스를 저장하기 위한 탱크(80) 및 수중 파이프(76)에 의해 로딩 및 언로딩 스테이션(75)으로 연결된 연결 파이프(81)를 포함한다. 수중 파이프(76)는 로딩 및 언로딩 스테이션(75)과 육상 시설(77) 사이의 액화 가스를 장거리, 예를 들어 5km에 걸쳐 이송하는 것을 가능하게 하며, 이는 로딩 및 언로딩 작업 중에 캐리어(70)를 해안으로부터 먼 거리에 유지하는 것을 가능하게 한다.
액화 가스를 이송하는 데 필요한 압력을 생성하기 위해 캐리어(70)에 탑재된 펌프 및/또는 육상 시설(77)에 장착된 펌프 및/또는 로딩 및 언로딩 스테이션(75)에 장착된 펌프를 사용한다.
본 발명이 몇몇 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것이 이에 제한되는 것은 아니며 본 발명의 범위 내에 속하는 경우, 설명된 수단의 모든 기술적 등가물 및 이들의 조합을 포함하는 것이 명백하다.
동사 "구성되다(comprise)" 또는 "포함하다(include)"의 사용 및 이의 활용형은 청구범위에 명시된 것 외에 다른 요소 또는 다른 단계의 존재를 배제하지 않는다.
청구 범위에서 괄호 안의 참조 기호는 청구 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
단일 밀봉된 멤브레인이 있는 탱크를 제조하기 위해 위에서 설명한 기술은 예를 들어 LPG 캐리어 등과 같은 부유 구조물에 또는 육상 시설에서 액화 석유 가스(LPG)용 이중 멤브레인 탱크를 구축하기 위해 다양한 유형의 저장 탱크에 사용될 수 있다. 이러한 맥락에서, 앞의 도면들에 도시된 밀봉된 멤브레인은 2차 밀봉된 멤브레인이고, 1차 밀봉된 멤브레인(미도시)과 함께 1차 절연 장벽이 여전히 이 2차 밀봉된 멤브레인에 추가되어야 하는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 방식으로, 이 기술은 복수의 중첩된(superimposed) 밀봉된 멤브레인 및 단열 장벽을 갖는 탱크에도 적용될 수 있다.
본 발명이 몇몇 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것이 이에 제한되는 것은 아니며 본 발명의 범위 내에 속하는 경우, 설명된 수단의 모든 기술적 등가물 및 이들의 조합을 포함하는 것이 명백하다.
동사 "구성되다(comprise)" 또는 "포함하다(include)"의 사용 및 이의 활용형은 청구범위에 명시된 것 외에 다른 요소 또는 다른 단계의 존재를 배제하지 않는다.
청구 범위에서 괄호 안의 참조 기호는 청구 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Figure pct00001
Figure pct00002

Claims (18)

  1. 액화 가스를 저장하기 위한 밀봉된 단열 탱크에 있어서, 상기 탱크는 벽을 가지며, 상기 탱크의 각 벽은 두께 방향으로, 상기 탱크 외부로부터 내부로, 단열 장벽(12) 및 상기 단열 장벽에 의해 지지되는 밀봉된 멤브레인(14)을 포함하고, 상기 탱크는 하부 및 상부를 가지며, 상기 상부는 상기 하부 위에 있으며, 상기 밀봉된 멤브레인(14)은 상기 탱크의 하부에서,
    16,0% ≤ Cr ≤ 28.0%;
    10.0% ≤ Ni ≤ 27.0%; 및
    2.0% ≤ Mo ≤ 8.0%,
    을 포함하는 질량 화학 조성을 갖는 등급의 오스테나이트계 스테인리스강을 포함하며,
    상기 등급의 오스테나이트계 스테인리스강은 1등급 강철이며, 상기 밀봉된 멤브레인(14)은 상기 탱크의 상부에 2등급 강철을 더 포함하고, 상기 2등급 강철은,
    15% ≤ Cr ≤ 20%
    1% ≤ Ni ≤ 12%
    0 < Mn ≤ 10%
    을 포함하는 질량 화학 조성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스강인, 밀봉된 멤브레인(14).
  2. 제1항에 있어서, 상기 1등급 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은,
    0 < Mn ≤ 4%
    을 더 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1등급 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은,
    0 < Cu ≤ 2%
    를 더 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1등급 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은,
    16.0 ≤ Cr ≤ 18.5%
    10.0% ≤ Ni ≤ 14.0%
    2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
    0 < N% ≤ 0.11%
    0 < Mn ≤ 2.00%
    을 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1등급 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은,
    17.0 ≤ Cr ≤ 19.0%
    12.5% ≤ Ni ≤ 15.0%
    2.00% ≤ Mo ≤ 3.00%
    0 < N% ≤ 0.11%
    0 < Mn ≤ 2.00%
    을 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 내 상기 1등급 오스테나이트계 스테인리스강의 질량 화학 조성은 0.03% 이하인, 밀봉된 멤브레인(14).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1등급 오스테나이트 스테인리스강은 220 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는, 밀봉된 멤브레인(14).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1등급 강철은 24 이상의 피팅 저항 등가 수를 갖는, 밀봉된 멤브레인(14).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2등급 강철의 질량 조성은,
    1% ≤ Ni ≤ 8%
    을 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2등급 강철의 질량 조성은,
    2 ≤ Mn ≤ 10%
    을 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2등급 강철의 질량 조성은,
    - 0% < C ≤ 0.1%
    - 8.5% ≤ Mn ≤ 10%
    - 0% < N ≤ 0.2%
    - 15.5% ≤ Cr ≤ 16.5%
    - 1.5% ≤ Cu ≤ 2.0%
    - 1.0% ≤ Ni ≤ 2.0%
    을 포함하는, 밀봉된 멤브레인(14).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2등급 강철은 320 MPa 이상, 바람직하게는 370 MPa 이상, 및 유리하게는 400 MPa 이상의 탄성 한계를 갖는, 밀봉된 멤브레인(14).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크의 하부는 상기 탱크의 바닥벽(5)을 포함하는, 탱크.
  14. 제13항에 있어서, 상기 탱크는 일반적으로 다면체 형상을 가지며, 바닥벽(5)에 추가하여 제1 가로벽(2), 제2 가로벽(3), 천장벽(4), 하부 모따기벽(6) 및 측벽(7,8)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 가로벽은 상기 바닥벽, 상기 천장벽, 상기 하부 모따기벽 및 상기 측벽에 의해 서로 연결되고, 상기 탱크의 하부는 상기 하부 모따기벽을 더 포함하는, 탱크.
  15. 제14항에 있어서, 상기 탱크의 상부는 상기 천장벽(4), 상기 측벽(7, 8), 및 상기 제1 및 제2 가로벽(2, 3)의 적어도 상단 부분를 포함하는, 탱크.
  16. 차가운 액체 제품의 운송을 위한 캐리어(70)에 있어서, 상기 캐리어는 선체(72) 및 상기 선체에 배치된 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 탱크를 포함하는, 캐리어.
  17. 차가운 액체 제품을 이송하기 위한 이송 시스템에 있어서, 제16항에 따른 캐리어(70), 상기 캐리어의 선체에 설치된 상기 탱크(71)를 부유식 또는 육상 저장 시설에 연결하도록 배열된 절연 파이프라인(73, 79, 76, 81) 및 상기 절연 파이프라인을 통해 상기 부유식 또는 육상 저장 시설로부터 또는 그로, 상기 캐리어의 탱크로 또는 그로부터 차가운 액체 제품의 흐름을 펌핑하기 위한 펌프를 포함하는, 이송 시스템.
  18. 제16항에 따른 캐리어(70)를 로딩 또는 언로딩하는 방법에 있어서, 차가운 액체 제품은 절연 파이프라인(73, 79, 76, 81)을 통해 부유식 또는 육상 저장 시설로부터 또는 그로, 상기 캐리어의 탱크로 또는 그로부터 전달되는, 방법.
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