SE522458C2 - Processkomponenter, behållare och rör lämpade för att inrymma och transportera fluider av kryogen temperatur - Google Patents

Description

522 458 genom pumpning, vaporiseras och expanderas genom en arbete utförande turbin kopplad till en generator.

Det finns ett stort antal applikationer där pumpar används för att transportera kryogena vätskor i process och kylsystem där temperaturerna kan vara lägre än omkring -73°C (-100°F). Då dessutom brännbara fluider utsläpps i ett expansionssystem under processande, reduceras fluidtrycket, dvs. över en trycksäkerhetsventil. Detta tryckfall resulterar i samtidig reduktion av fluidens temperatur. Om tryckfallet är tillräckligt stort, kan den resulterande fluidtemperaturen vara tillräckligt låg så att segheten hos de traditionella kolstål som används i expansionssystem ej är adekvat. Kolstål kan typiskt spricka vid kryogena temperaturer.

I många industriella applikationer inryms och transporteras fluider vid höga tryck, dvs. som komprimerade gaser. Behållare för lagring och transport av komprimerade gaser är typiskt tillverkade av kommersiellt tillgängliga standard kolstål, eller av aluminium, för att ge den seghet som erfordras för fluidtransportbehållaren som ofta utsätts för hantering och där behållarens väggar måste vara relativt tjocka för att ge den styrka som erfordras för att inrymma den till högt tryck komprimerade gasen. Tryckgascylindrar används specifikt i omfattande utsträckning för lagra och transportera gaser såsom syre, kväve, acetylen, argon, helium och koldioxid, för att nämna några.

Alternativt kan fluidens temperatur sänkas för att ge en mättad vätska och även underkylas om så erfordras, så att fluiden kan inrymmas och transporteras som vätska. Fluider kan överföras till vätskeform vid kombinationer av tryck och temperaturer svarande mot bubbelpunktvillkoren för fluiderna. Beroende på fluidens egenskaper, kan det vara ekonomiskt fördelaktigt att inrymma och transportera fluiden vid trycksatt, kryogent temperaturtillstånd om det finns kostnadseffektiva medel för att inrymma och transportera den trycksatta fluiden av kryogen temperatur. Det flnns ett flertal sätt att transportera trycksatt fluid av kryogen temperatur, exempelvis tankbil, tankvagn eller marin transport. När trycksatta fluider av kryogen temperatur 522 458 3 skall användas av lokala distributörer i tillstånd av trycksatt kryogen temperatur är utöver de nämnda lagrings och transportbehåliarna, en alternativ transportmetod ett pipeline distributionssystem, dvs. rör mellan ett centralt lagringsområde, där man producerar stor mängd fluid av kryogen temperatur och/eller lägger denna på lager, till lokala distributörer. Alla dessa transportmetoder kräver användning av lagringsbehållare och/eller rör tillverkade av material som har adekvat seghet vid kryogen temperatur för att förhindra fallissemang och ge adekvat styrka för att inrymma fluiderna av höga tryck. Övergångstemperaturen seg till skör (DBTT) avgränsar de två frakturregimerna i strukturella stål. Vid temperaturer lägre än DBTT, tenderar fel i stål att uppkomma genom lågenergiklyvning (skör) fraktur, medan vid temperaturer över DBTT, tenderar fel i stål att uppkomma genom högenergiduktilitets fraktur. Svetsat stål som används vid tillverkning av processkomponenter och behållare för applikationer vid nämnda kryogena temperaturer och för andra lastbärande kryogena uppgifter måste ha DBTT väl under driftstemperaturen i både basstålet och HAZ för undvikande av fel på grund av lågenergiklyvningsfraktur.

Nickelinnehållande stål som vanligt används för applikationer för strukturer för kryogena temperaturer, dvs. stål med nickelinnehåll större än omkring 3 vikt%, har låga DBTT, men har även relativt låga sträckhållfastheter.

Kommersiellt tillgängliga 3,5 vikt% Ni, 5,5 vikt% Ni och 9 vikt% Ni stål har typiskt DBTl' av omkring -100°C (-150°C), -155°C (-250°C) respektive -175°C (-280°C) och sträckhållfastheter upptill omkring 485 MPa (70 ksi), 620 MPa (90 ksi) respektive 830 MPa (120 ksi). För att få dessa kombinationer av hållfasthet och seghet, utsätts dessa stål vanligtvis för dyrbart processande, exempelvis dubbel härdningsbehandling. I fallet med applikationer vid kryogen temperatur, används för närvarande inom industrin dessa kommersiella nickelinnehållande stål beroende på deras goda seghet 522 4ss 4 vid låga temperaturer, men man måste konstruera omkring deras relativt låga sträckhållfastheter. Konstruktionerna kräver vanligtvis stora ståltjocklekar för lastbärande applikationer vid kryogen temperatur. Användning av dessa nickelinnehållande stål i lastbärande applikationer vid kryogen temperatur tenderar att bli dyrbart beroende på den höga kostnaden för stålet i kombination med de erforderliga ståltjocklekarna. Även om vissa kommersiellt tillgängliga kolstål har DBTT så låga som omkring -46°C (-50°F), har kolstål som vanligtvis används i konstruktioner för kommersiellt tillgängliga processkomponenter och behållare för kolväte och kemiska processer ej adekvat seghet för användning i tillstånd av kryogen temperatur. Material med bättre seghet vid kryogen temperatur än kolstål, exempelvis ovan nämnda kommersiella nickelinnehållande stål (3,5 vikt% Ni till 9 vikt% Ni), aluminium (Al-5083 eller Al-5085), eller rostfritt stål används traditionellt för att konstruera kommersiellt tillgängliga processkomponenter och behållare som utsätts för tillstånd av kryogen temperatur. Ibland används även specialmaterial såsom titanlegeringar och speciellt epoxy-impregnerat vävt fiberglas. Processkomponenter, behållare och/eller rör tillverkade av dessa material har emellertid ofta förhöjda väggtjocklekar för att ge den Detta adderar vikt till behållarna som måste uppbäras och/eller transporteras, ofta med avsevärt erforderliga hållfastheten. komponenterna och tillägg på kostnaden för ett projekt. Dessa material tenderar dessutom att vara dyrare än standard kolstål. Den tillkommande kostnaden för att uppbära och transportera komponenter och behållare med tjocka väggar i kombination med den ökade kostnaden för materialet i konstruktionen tenderar att reducera dessa projekts ekonomiska attraktivitet.

Behov föreligger för processkomponenter och behållare lämpade för att ekonomiskt inrymma och transportera fluider av kryogen temperatur. Behov föreligger även av rör lämpade för att ekonomiskt inrymma och transportera fluider av kryogen temperatur. 01 Huvudsyftet tillhandahålla processkomponenter och behållare lämpade för att ekonomisk inrymma och med uppfinningen är sålunda att transportera fluider av kryogen temperatur och att tillhandahålla rör lämpade för att ekonomisk inrymma och transportera fluider av kryogen temperatur.

Etta annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla sådana processkomponenter, behållare och rör som är tillverkade av material med både adekvat hållfasthet och frakturseghet för att inrymma trycksatta fluider av kryogen temperatur.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN l linje med ovan nämnda syften med föreliggande uppflnning, tillhandahålls processkomponenter, behållare och rör för att inrymma och transportera fluider av kryogen temperatur. Processkomponenterna, behållarna och rören enligt uppfinningen är tillverkade av material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel, företrädesvis mindre än omkring 7 vikt% nickel, helst mindre än omkring 5 vikt% nickel, och allra helst Stålet har en sträckhàllfasthet (enligt vad som definierats häri) högre än omkring 830 MPa innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel. (120 ksi), och DBTT (enligt vad som definierats häri) lägre än omkring -73°C (-100°F).

Dessa nya processkomponenter och behållare kan med fördel användas exempelvis i kryogena expansionsanläggningar för återvinning av flytande naturgaser, vid behandling av och överföringsprocesser till vätskeform av naturgas ("LNG") i den styrda frizonprocessen (”CFZ") framtagen av Exxon Production Research Company, i kryogena kylsystem, i system för generering av energi från låg temperatur och kryogena processer relaterade till framställning av etylen och propylen. Användning av dessa nya processkomponenter, behållare och rör reducerar på fördelaktigt sätt risken för kallsprödfraktur som normalt associeras med konventionella kolstàl vid 522 458 användning vid kryogen temperatur. Dessa processkomponenter och behållare kan dessutom lyfta upp ett projekts ekonomiska attraktionskraft.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föredelarna med föreliggande uppfinning kommer att bättra förstås med hänvisning till följande detaljerade beskrivning och de bifogade ritningarna, där: Fig. 1 är ett typiskt processflödesdiagram utvisande det sätt varpå vissa av processkomponenterna enligt uppfinningen används i en demetaniseringsgasanläggning; Fig.2 visar en singelpass värmeväxlare med fixerad rörplåt enligt föreliggande uppfinning; Fig. 3 visar en värmeväxlare av kittelåterkokar-typ enligt uppfinningen ; Fig. 4 visar en expansionsmatningsseparator enligt föreliggande uppfinning; Fig. 5 visar ett protuberanssystem enligt föreliggande uppfinning; Fig. 6 visar ett distributionsflödesnätsystem enligt föreliggande uppfinning; Fig. 7 visar ett kondensorsystem enligt föreliggande uppfinning nyttjat i en reverserad Rankine cykel; Fig. 8 visar en kondensor enligt föreliggande uppfinning nyttjad i en kaskadkylningscykel; Fig.9 visar en föràngare enligt föreliggande uppfinning nyttjad i en kaskadkylningscykel; Fig. 10 visar ett pumpsystem enligt föreliggande uppfinning; F ig. 11 visar ett processkolonnsystem enligt föreliggande uppfinning; Fig. 12 visar ett annat processkolonnsystem enligt föreliggande uppfinning; Fig. 13A är ett diagram utvisande kritiskt sprickdjup, för en given spricklängd, som funktion av CTOD frakturseghet och kvarstående spänning; och Fig. 13 B visar geometrin (längd och djup) för en spricka. Även om uppfinningen kommer att beskrivas i samband med de föredragna utföringsformerna, inses att uppfinningen ej är begränsad till detta.

Uppfinningen är istället avsedd att täcka alla alternativ, modifikationer och ekvivalenter som kan inrymmas inom ramen för uppfinningens omfång, enligt vad som definlerats i de bifogade kraven.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen hänför sig till nya processkomponenter, behållare och rör lämpade för att processa, inrymma och transportera fluider vid kryogen temperatur; och avser dessutom processkomponenter, behållare och rör tillverkade av material omfattande ultrastarkt låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTl' lägre än omkring -73°C (-100°F). Det ultrastarka Iàglegerade stålet har företrädesvis utmärkt seghet vid kryogen temperatur i både basplàten och den värmepåverkade zonen (HAZ) i svetsat tillstånd.

Processkomponenter, behållare och rör lämpade för att processa och tillhandahålls, processkomponenterna, behållarna och rören är tillverkade av material omfattande ultrastarkt låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Det ultrastarka, Iàglegerade stålet innehåller inrymma fluider av kryogen temperatur där företrädesvis mindra än omkring 7 vikt% nickel och hellre mindre än omkring vikt% nickel. Det ultrastarka, Iàglegerade stålet har företrädesvis en sträckhållfasthet högre än omkring 860 MPa (125 ksi), och ännu hellre högre än omkring 900 MPa (130 ksi). Processkomponenterna, behållarna och rören enligt uppfinningen är ännu hellre tillverkade av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med en sträckhàllfasthet överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

Fem samtidigt härmed under behandling varande provisoriska US- patentansökningar (”PLNG patentansökningaf), var och en med titeln "lmproved System for Processing, Storing, and Transporting Liquefied Natural Gas", beskriver behållare och tankfartyg för lagring och marin transport av trycksatt till vätskeform överförd naturgas (PLNG) vid tryck idet breda intervallet av omkring 1035 kPa (150 pisa) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och vid temperatur i det breda intervallet av omkring -123°C (-90°F) till omkring -62°C (-80°F). Den senaste av nämnda PLNG patentansökningar har prioritetsdatum den 14 maj 1998 och har av sökanden givits referensnummer 97006P4 och av United States Patent and Trademark Office ("USPTO") ansökningsnummer 60/085467. Den förstnämnda av nämnda PLNG patentansökningar har prioritetsdatum 20 juni 1997 och har av USPTO givits ansökningsnummer 601050280. Den andra av nämnda PLNG patentansökningar har prioritetsdatum 28 juli 1997 och har av USPTO givits 60/053966. PLNG patentansökningar har prioritetsdatum 19 december 1997 och har av USPTO ansökningsnummer Den tredje av nämnda givits ansökningsnummer 60/068226. Den tjärde av nämnda PLNG patentansökningar har prioritetsdatum 30 mars 1998 och har av USPTO givits ansökningsnummer 60/079904. PLNG patentansökningarna beskriver dessutom system och behållare för att processa, lagra och transportera PLNG. PLNG-bränslet lagras företrädesvid vid ett tryck av omkring 1725 kPa (250 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och vid temperatur av omkring -112°C (-170°F) till omkring -62°C (-80°F). PLNG bränslet lagras hellre vid ett tryck i intervallet från omkring 2415 kPa (350 psia) till omkring 4830 kPa (700 psia) och vid temperatur i intervallet av omkring -101°C (-150°F) till omkring -79°C (-110°F). De nedre gränserna för tryck och temperaturintervallen för 522 4-58 PLNG-bränslet är ännu hellre omkring 2760 kPa (400 psai) och omkring -96°C (-140°F). Utan att fördenskull begränsa uppfinningen, används och rören uppfinningen processkomponenterna, behållarna enligt företrädesvis för att processa PLNG.

Stål för tillverkning av processkomponenter, behållare och rör Vilket som helt ultrastarkt, làglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med adekvat seghet för att inrymma fluider av kryogen temperatur, exempelvis PLNG, under driftsförhållanden, kan enligt kända principer för frakturmekanik enligt vad som beskrivits häri, användas för att tillverka processkomponenterna, behållarna och rören enligt uppfinningen . Ett exempel på stål för användning i föreliggande uppfinning, utan att fördenskull begränsa uppfinningen är ett svetsbart, ultrastrakt, làglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med en sträckhållfasthet högreän omkring 830 MPa (120 ksi) och adekvat seghet för att förhindra initiering av fraktur, dvs. feltillstànd, vid driftsförhållanden av kryogen temperatur. Ett annat exempel på stål för användning i föreliggande uppfinning, utan att fördenskull begränsa uppfinningen, är ett svetsbart, ultrastarkt, làglegerat stål innehållande minde än omkring 3 vikt% nickel och med en sträckhållfasthet av 1000 MPa (145 ksi) och adekvat seghet för att förhindra initiering av fraktur, dvs. ett feltillstånd, vid kryogena driftstemperaturförhållanden. Dessa exempel på stål har företrädesvis DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

På senare tid framkomna framsteg inom teknologin för stàltillverkning har gjort det möjligt att tillverka nya ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur. Exempelvis beskriver tre US-patent utfärdade i namnen Koo et al., 5,531,842, 5,545,269 och 5,545,270, nya stål och metoder för att processa dessa stål för att tillverka stålplåt med sträckhàllfastheter av omkring 830 MPa (120 ksi), 965 MPa (140 ksi) och högre. De stål och metoder för att processa som beskrivits har förbättrats och modifierats för att ge kombinerad stålkemi och möjlighet till att processa 3 522 458 w ultrastarka, làglegerade stàl med utmärkt seghet vid kryogen temperatur i både basstålet och i den värmepåverkade zonen (HAZ) i svetsat tillstànd.

Dessa ultrastarka. Låglegerade stål har även förbättrad seghet jämfört med kommersiellt tillgängliga ultrastarka, làglegerade standardstàl. De förbättrade stàlen beskrivs i en samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med titeln ”Ultra-high Strength Steels lMth Excellent Cryogenic Temperature Toughness", som har prioritetsdatum 19 december 1997 och som av United Stated Patent and Trademark Office (”USPTO") har givits ansökningsnummer 60/068194; i en samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med titeln "Ultra- High Strength Ausaged Steels With Excellent Cryogenic Temperature Toughness", som har prioritetsdatum 19 december 1997 och som av USPTO givits ansökningsnummer 601068252; och i en samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med titeln "Ultra-High Strength Dual Phase Steels With Excellent Cryogenic Temperature Toughness", som har prioritetsdatum 19 december 1997 och som av USPTO (Kollektivt benämnt givits ansökningsnummer 601068816. ”stålpatent- ansökningar) De nya stàl som beskrivits i stàlpatentansökningama, och som beskrivs ytterligare i exemplen nedan, är speciellt lämpade för tillverkning av processkomponenter, behållare och rör enligt uppfinningen i det att stàlen har följande egenskaper, företrädesvis för stålplàtstjocklekar av omkring 2,5 cm (1 tum) och större: (i) DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F), företrädesvis lägre än omkring -107°C (-160°F), i basstålet och i svetsen HAZ; (ii) sträckhàllfasthet högre än 830 MPa (120 ksi), företrädesvis högre än omkring 860 MPa (125 ksi), och hellre högre än omkring 900 MPa (130 ksi); (iii) överlägsen svetsbarhet, (iv) väsentligen jämn mikrostruktur och egenskaper genom hela tjockleken; (v) förbättrad seghet jämfört med kommersiellt tillgängliga ultrastarka, làglegerade standard stål, dessa stål har ännu hellre en sträckhàllfasthet högre än omkring 930 MPa (135 ksi), eller 522 45 CO 11 högre än omkring 960 MPa (140 ksi), eller högre än omkring 1000 MPa (145 ksi).

Första stålexempel Enligt vad som nämnts ovan, tillhandahåller en samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med prioritetsdatum 19 december 1997, och titeln "Ultra-High Strength Steels V\fith Excellent Cryogenic Temperature Toughness", och som av USPTO givits ansökningsnummer 601068194, speciflkation av stål lämpade för användning i föreliggande uppfinning. En metod tillhandahålls för att framställa en ultrastark stålplåt med en mikrostruktur omfattande till övervägande delen finkornspjälad martensit, härdad finkoming lägre bainit eller blandningar därav, där metoden omfattar stegen (a) värmning av ett stâlämne till en återvärmningstemperatur som är tillräckligt hög för att (i) väsentligen homogenisera stâlämnet, (ii) lösning av väsentligen samtliga karbider och karbonitrider av niobium och vanadium i stälämnet, och (iii) etablering av fina initiala austenitkorn i stålämnet; (b) reduktion av stàlämnet för att forma stålplåt i ett eller flera varmvalsningssteg i ett första temperaturintervall där austenit rekristalliserar; (c) ytterligare reduktion av stålplåten i ett eller flera varmvalsningssteg i ett andra temperaturintervall under T", temperaturen Ar; transformationen; (d) forcerad kylning av stålplåten med en kylningshastighet av omkring 10°C per sekund till omkring 40°C per sekund (omkring 18°Flsekund - 72°F/sekund) till en kylningsstopptemperatur under omkring Ms transformationstemperaturen plus 200°C (360°F); (e) stoppande av kylningen; och (f) härdning av stålplåten vid en härdningstemperatur från omkring 400°C (752°F) upp till omkring Ac1 transformationstemperaturen, företrädesvis upp till men ej inkluderande Ac1 transformationstemperaturen under en tillräcklig tidsperiod för att åstadkomma utfällning av härdande partiklar, dvs. en eller flera av e-koppar, MogC eller karbiderna och karbonitriderna av niobium och vanadium. Den tidsperiod som är tillräcklig för att ge utfällning av härdande partiklar beror primärt på tjockleken av , ~ ~ vana u.-. s. 12 stålplåten, stålplåtens kemi och härdningstemperaturen och kan bestämmas av fackmannen pà området. (Se ordlistan för definitioner av till övervägande delen, av härdande partiklar, Tn, temperatur, Ara, Ms, och Acj transformationstemperaturer och MogC).

För att tillförsäkra seghet vid omgivningstemperatur och kryogen temperatur, har stålen enligt det första stålexemplet företrädesvis en mikrostruktur som till övervägande delen omfattar härdad fingranulerad lägre bainit, härdad fingranulerad spjälad martensit, eller blandningar därav. Det föredras att väsentligen minimera uppkomsten av skörgörande beståndsdelar såsom övre bainit, tvinnad martensit och MA. Såsom ”till övervägande delen” används i detta första stàlexempel och i kraven betyder det minst omkring 50 volymprocent. Mikrostrukturen omfattar hellre minst omkring 60 volymprocent till omkring 80 volymprocent härdad fingranulerad lägre bainit, härdad fingranulerad spjälad martensit, eller blandningar därav. Mikrostrukturen omfattar ännu hellre minst omkring 90 volymprocent härdad fingranulerad lägre bainit, härdad fingranulerad spjälad martensit, eller blandningar därav.

Mikrostrukturen omfattar helst väsentligen 100 % härdad fingranulerad spjälad martensit.

Ett stålämne processat enligt detta första stàlexempel tillverkas på kund- anpassat sätt och i en utföringsform omfattar det järn och följande legerings- ämnen, företrädesvis i de viktintervaller som anges i följande tabell l: Tabell I Legeringsämne intervall (vikt%) kol (C) 0,04-0,12, hellre 0,04-0,07 mangan (Mn) 0,5-2,5, hellre 1,0-1,8 nickel (Ni) 1,0-3,0, hellre 1,5-2,5 koppar (Cu) 0,1 -1 ,5, hellre 0,5-1,0 13 molybden (M0) 0,1-0,8, hellre 0,2-0,5 niobium (Nb) 0,02-0,1, hellre 0,03-0,05 titan (Ti) 0,008-0,03, hellre 0,01 -0,02 aluminium (Al) 0,001-0,05, hellre 0,005-0,03 kväve (N) 0,002-0,005, hellre 0,002-0,003 Vanadium (V) tillsätts stålet i vissa fall, företrädesvis upp till omkring 0,10 vikt%, och hellre omkring 0,02 vikt% till omkring 0,05 vikt%.

Krom (Cr) tillsätts stålet i vissa fall, företrädesvis upp till omkring 1,0 vikt%, och hellre omkring 0,2 vikt% till omkring 0,6 vikt%.

Kisel (Si) tillsätts stålet i vissa fall, företrädesvis upp till omkring 0,5 vikt%, och hellre omkring 0,01 vikt% till omkring 0,5 vikt%, och ännu hellre företrädesvis omkring 0,05 vikt% till omkring 0,1 vikt%.

Boron (B) tillsätts stålet i vissa fall, företrädesvis upp till omkring 0,0020 vikt%, och hellre omkring 0,0006 vikt% till omkring 0,0010 vikt%.

Stålet innehåller företrädesvis minst omkring 1 vikt% nickel. Nickelinnehållet i stålet kan höjas till över omkring 3 vikt% om så önskas för att förbättra prestanda efter svetsning. Varje 1 vikt% tillsatts av nickel förväntas att sänka stålets DBTT med omkring 10°C (18°F). Nickelinnehållet är företrädesvis mindre än 9 vikt%, hellre mindre än omkring 6 vikt%. Nickelinnehållet minimeras företrädesvis för att minimera stålets kostnad. Om nickelinnehállet höjs till över omkring 3 vikt%, kan manganinnehället reduceras till under omkring 0,5 vikt% ned till 0,0 vikt%. l bred mening föredras sålunda mangan upp till omkring 2,5 vikt%.

Dessutom minimeras företrädesvis restämnen i stålet. Fosfor (P) innehållet är företrädesvis lägre än omkring 0,01 vikt%. Svavel (S) innehållet är 522 458 14 företrädesvis lägre än omkring 0,004 vikt%. Syre (O) innehållet är företrädesvis lägre än omkring 0,002 vikt%.

Ett stål enligt detta första stàlexempel framställs mera i detalj genom att man bildar ett ämne av den önskade kompositionen enligt vad som beskrivits häri; värmer ämnet till en temperatur till från omkring 955°C till omkring 1065°C (1750°F-1950°F); varmvalsar ämnet för att forma stålplàt i ett eller flera steg som ger omkring 30 procent till omkring 70 procent reduktion i ett första temperaturintervall där austenit rekristalliserar, dvs. över omkring T." temperaturen och ytterligare varmvalsning av stàlplåten i ett eller flera steg som ger omkring 40 procent till omkring 80 procent reduktion i ett andra temperaturintervall under omkring Tn, temperatur och över omkring Ara transformationstemperaturen. Den varmvalsade stàlplåten kyls därefter forcerat med en kylningshastighet av omkring 10°C per sekund till omkring 40°C per sekund (omkring 18°F/sekund - 72°F/sekund) till lämplig QST (enligt vad som definieras i ordlistan) under omkring Ms transformationstemperaturen plus 200°C (360°F), vid vilken tidpunkt kylningen avbryts. I en utföringsform av detta första stàlexempel kyls därefter stàlplåten i luft till omgivningstemperatur. Detta processande används för att ge en mikrostruktur företrädesvis omfattande till övervägande delen fingranulerad spjälad martensit, fingranulerad läge bainit, eller blandningar därav, eller hellre omfattande väsentligen 100% fingranulerad spjälad martensit.

Den sålunda forcerat direktkylda martensiten i stål enligt detta första stàlexempel har ultrahög styrka men segheten kan förbättras genom härdning vid lämplig temperatur från över omkring 400°C (752°F) upp till omkring A01 transformationstemperaturen. Härdning av stål i detta temperaturintervall leder även till reduktion av kylningsspänningar vilket i sin tur leder till förbättrad seghet. Även om härdning kan förbättra stålets seghet, leder detta normalt till väsentlig förlust av stryka. Enligt uppfinningen elimineras den traditionella styrkeförlusten från härdning genom att man inducerar utfällande dispersionshärdning. Dispersionshärdning från fina kopparutfällningar och blandningar av karbider och/eller karbonitrider används för att optimera styrkan och segheten under härdningen av den martensitiska strukturen. Den unika kemin hos stàlen enligt detta första stålexempel möjliggör härdning i det breda intervallet av omkring 400°C till omkring 650°C (750°F-1200°F) utan nämnvärd förlust av styrkan erhållen genom härdningen. Stàlplåten härdas företrädesvis vid en temperatur fràn över omkring 400°C (752°F) till under Aci tranformationstemperaturen under tillräcklig tidsperiod för att åstadkomma utfällning av härdande partiklar (enligt vad som definierats häri). Detta processande underlättar transformation av stàlplàtens mikrostruktur till övervägande delen härdad fingranulerad spjälad martensit, härdad fingranulerad lägre bainit, eller blandningar därav. Den tidsperiod som är tillräcklig för att ge utfällning av härdande partiklar beror primärt av stàlplàtens tjocklek, stàlplàtens kemi, och härdningstemperaturen och kan bestämmas av en fackman på området.

Andra stålexempel Enligt vad som nämnts ovan, finns i samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med prioritetsdatum 19 december 1997, och med titeln "Ultra-High Strength Ausaged Steels VWth Excellent och som av USPTO givits ansökningsnummer 60/068252, beskrivning av andra stål lämpliga för Cryogenic Temperature Toughness", användning i föreliggande uppfinning. En metod tillhandahålls för att framställa en ultrastark stàlplát som har mikrolaminatmikrostruktur omfattande omkring 2 volymprocent till omkring 10 volymprocent austenitiska filmskikt och omkring 90 volymprocent till omkring 98 volymprocent och fingranulerad lägre bainit, där nämnda metod omfattar stegen av (a) spjälningar av till övervägande delen fingranulerad martensit värmning av ett stàlämne till en återvärmningstemperatur som är tillräckligt hög för att (i) väsentligen homogenisera stålämnet, (ii) lösning av väsentligen alla karbider och karbonitrider av niobium och vanadium i stålämnet, och (iii) 522 458 16 etablering av fina initiala austenitiska kom eller granuler i stålämnet; (b) reduktion av stälämnet för att forma stàlplåt i ett eller flera varmvalsningssteg i ett första temperaturintervall där austenit rekristalliserar; (c) ytterligare reduktion av stàlplàten i ett eller flera varmvalsningssteg i ett andra temperaturintervall under omkring T", temperaturen och över omkring Ars transformationstemperaturen; (d) forcerad kylning av stàlplàten med en kylningshastighet av omkring 10°C per sekund till omkring 40°C per sekund (omkring 18°F/sekund - 72°F/sekund) till en kylningsstopptemperatur (QST) under omkring Ms transformationstemperaturen plus 100°C (180°F) och över omkring Ms transformationstemperaturen; och (e) stoppande av nämnda forcerade kylning. l en utföringsform av denna metod för det andra stålexemplet omfattar metoden steget av att låta stàlplàten luftkylas till omgivningstemperatur fràn QST. I en annan utföringsform av denna metod för det andra stålexemplet omfattar metoden ytterligare steget av att hålla stàlplàten väsentligen isotermiskt på QST under upp till omkring 5 minuter innan stàlplàten tillåts luftkylas till omgivningstemperatur. l ytterligare en utföringsform omfattar metoden för detta andra stålexempel ytterligare steget av att làngsamkyla stàlplàten fràn QST med en hastighet med lägre än omkring 1,0°C per sekund (1,8°F/sekund) under upp till omkring 5 minuter innan stàlplàten tilläts luftkylas till omgivningstemperatur. I ytterligare en utföringsform av metoden enligt uppfinningen omfattar denna steget av att làngsamkyla stàlplàten från QST med en hastighet lägre än omkring 1,0°C per sekund (1,8°F/sekund) under upp till omkring 5 minuter innan stàlplàten tillåts luftkylas till omgivningstemperatur. Detta processande underlättar transformation av stàlplåtens mikrostruktur till omkring 2 volymprocent till omkring 10 volymprocent av austenitiska filmskikt och omkring 90 volymprocent till omkring 98 volymprocent spjälningar av till övervägande delen finkorning martensit och finkorning lägre bainit. (Se ordlista för definition av T", temperatur, Ara, och Mstransformationstemperaturer). 522 458 17 För att tillförsäkra seghet vid omgivningstemperatur och kryogen temperatur, omfattar spjälningarna i mikrolaminatstrukturen till övervägande delen lägre bainit eller martensit. Det föredras att väsentligen minimera formeringen av skörgörande beståndsdelar såsom övre bainit, tvinnad martensit och MA.

Såsom "till övervägande delen” används i detta andra stålexempel och i kraven betyder det minst omkring 50 volymprocent. Återstoden av mikrostrukturen kan omfatta ytterligare finkorning lägre bainit, ytterligare finkorning spjälad martensit, eller ferrit. Mikrostrukturen omfattar hellre omkring 60 volymprocent till omkring 80 volymprocent lägre bainit eller spjälad martensit. Ännu hellre föredras att mikrostrukturen omfattar minst omkring 90 volymprocent lägre bainit eller spjälad martensit.

Ett stàlämne processat enligt detta andra stålexempel tillverkas på kund- anpassat sätt och, i en utföringsform, omfattar det järn och följande legeringsämnen, företrädesvis i de viktintervall som anges i följande tabell ll: Tabell ll Legeringsämne lntervall (vikt%) kol (C) 0,04-0,12, hellre 0,04-0,07 mangan (Mn) 0,5-2,5, hellre 1,0-1,8 nickel (Ni) 1 ,O-3,0, hellre 1,5-2,5 koppar (Cu) 0,1 -1 ,0, hellre 0,2-0,5 molybden (Mo) 0,1-0,8, hellre 0,2-0,4 niobium (Nb) 0,02-0,1, hellre 0,02-0,05 titan (Ti) 0,008-0,03, hellre 0,01 -0,02 aluminium (Al) 0,001 -0,05, hellre 0,005-0,03 kväve (N) 0,002-0,005, hellre 0,002-0,003 Krom (Cr) tillsätts stålet i vissa fall, företrädesvis upp till omkring 1,0 vikt%, och hellre omkring 0,2 vikt% till omkring 0,6 vikt%. 522 458 18 Kisel (Si) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis upp till omkring 0,5 vikt%, hellre omkring 0,01 vikt% till omkring 0,5 vikt% och ännu hellre företrädesvis omkring 0,05 vikt% till omkring 0,1 vikt%.

Boron (B) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis upp till omkring 0,0020 vikt%, och hellre företrädesvis omkring 0,0006 vikt% till omkring 0,0010 vikt%.

Stålet innehåller företrädesvis minst omkring 1 vikt% nickel. Nickelinnehàllet i stålet kan höjas över omkring 3 vikt% om så önskas för att förbättra prestanda efter svetsning. Varje 1 vikt% tillsatts av nickel förväntas att sänka DBTT hos stålet med omkring 10°C (18°F). Nickelinnehàllet är företrädesvis mindre än 9 vikt%, hellre mindre än omkring 6 vikt%. Nickelinnehàllet minimeras företrädesvis för att minimera stålets kostnad. Om nickelinnehållet höjs till över omkring 3 vikt%, kan manganinnehållet reduceras under omkring 0,5 vikt% ned till 0,0 vikt%. Mangan föredras sålunda i vid bemärkelse upp till omkring 2,5 vikt%.

Restämnen minimeras väsentligen företrädesvis dessutom i stålet. Fosfor (P) innehållet är företrädesvis mindre än omkring 0,01 vikt%. Svavel (S) innehållet är företrädesvis mindre än omkring 0,004 vikt%. Syre (O) innehållet är företrädesvis mindre än omkring 0,002 vikt%.

Stål enligt detta andra stålexempel framställs mera detaljerat genom att man formar ett ämne av den önskade kompositionen enligt vad som beskrivits ovan; värmer ämnet till en temperatur av från omkring 955°C till omkring 1065°C (1750°F-1950°F); varmvalsar ämnet för att forma stålplàt i ett eller flera steg som ger omkring 30 procent till omkring 70 procent reduktion i ett första temperaturintervall där austenit rekristalliserar, dvs. över omkring Tn, temperaturen, och ytterligare varmvalsning av stålplåten i ett eller flera steg som ger omkring 40 procent till omkring 80 procent reduktion i ett andra 19 temperaturintervall under omkring Tn, temperaturen och över omkring Arg, transformationstemperaturen. Den varmvalsade stålplåten kyls därefter forcerat med en kylningshastighet av omkring 10°C per sekund till omkring 40°C per sekund (omkring 18°Flsekund - 72°F/sekund) till lämplig QST under omkring Ms transformationstemperaturen plus 100°C (180°F) och över omkring Ms transformationstemperaturen, vid vilken tidpunkt kylningen avslutas. I en utföringsform av detta andra stålexempel tillåts stålplåten efter att den forcerade kylningen avslutats luftkylas till omgivningstemperatur från QST. I en annan utföringsform av detta andra stålexempel hålls stålplåten väsentligen ísotermiskt på QST under en tidsperiod efter att forcerad kylning avslutats, företrädesvis upp till omkring 5 minuter, och luftkyls därefter till omgivningstemperatur. I ytterligare en utföringsform långsamkyls stålplåten med en hastighet lägre än den för luftkylning, dvs. med en hastighet lägre än omkring 1°C (1,8°F/sekund), företrädesvis under upp till omkring 5 minuter. I ännu en utföringsform långsamkyls stålplåten från QST med en hastighet lägre än den för luftkylning, dvs. med en hastighet lägre än omkring 1°C (1,8°F/sekund), företrädesvis under upp till omkring 5 minuter. I åtminstone detta transformationstemperaturen omkring 350°C (662°F) och sålunda är Ms transformationstemperaturen plus 100°C (180°F) omkring 450°C (842°F). en utföringsform av andra stålexempel, är Ms Stålplàten kan hållas väsentligen isoterimskt på QST med vilket som helst lämplig anordning, av för fackmannen välkänt slag, exempelvis genom att man placerar en temperaturreglerande filt över stålplåten. Stålplàten kan Iàngsamkylas efter att den forcerade kylningen avslutats medelst någon lämplig anordning, av för fackmannen välkänt slag, exempelvis genom att man placerar en isolerande filt över stålplåten.

Tredie stålexemgel Enligt vad som nämnts ovan, ger en samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med prioritetsdatum 19 december 1997, och titeln "Ultra-High Strength Dual Phase Steels With Excellent 522 458 Cryogenic Temperature Toughness", och som av USPTO givits ansökningsnummer 60/068816, en beskrivning av andra stål lämpade för användning i föreliggande uppfinning. En metod tillhandahålls för att framställa en ultrastark, tvåfas stålplåt med mikrostruktur som omfattar omkring 10 volymprocent till omkring 40 volymprocent av en första fas av väsentligen 100 volymprocent (väsentligen ren eller ”huvudsakligen”) ferrit och omkring 60 volymprocent till omkring 90 volymprocent av en andra fas av till övervägande delen finkornig spjälad martensit, finkornig lägre bainit, eller blandningar därav, där metoden omfattar stegen av (a) värmning av ett stålämne till en âtervärmningstemperatur som är tillräckligt hög för att (i) väsentligen homogenisera stálämnet, (ii) lösning av väsentligen alla karbider och karbonitrider av niobium och vanadium i stálämnet, och (iii) etablering av fina initiala austenit kom i stålämnet; (b) reduktion av stàlämnet för att forma stàlplät i ett eller flera varmvalsningssteg i ett första temperaturintervall där austenit rekristalliserar; (c) ytterligare reduktion av stàlplàten i ett eller flera varrnvalsningssteg i ett andra temperaturintervall under omkring T", temperaturen och över omkring Ar; transformationstemperaturen; (d) ytterligare reduktion av stàlplàten i ett eller flera varmvalsningssteg i ett tredje temperaturintervall under omkring Ara transformationstemperaturen och över (dvs. det (e) forcerad kylning av stàlplàten med en omkring Ari transformationstemperaturen interkritiska temperaturintervallet); kylningshastighet av omkring 10°C per sekund till omkring 40°C per sekund (omkring 18°F/sekund -72°Flsekund) till en kylningsstopptemperatur (QST) företrädesvis under omkring Ms transformationstemperaturen plus 200°C (360°F); och (f) stoppande av nämnda kylning. I en annan utföringsform av detta tredje stålexempel är QST företrädesvis under omkring Ms tranformationstemperaturen plus 100°C (180°), och ligger hellre företrädesvis under omkring 350°C (662°F). I en utföringsform av detta tredje stålexempel tilläts stàlplàten luftkylas till omgivningstemperatur efter steget (f). Detta processande underlättar transformation av stålplàtens mikrostruktur till omkring 10 volymprocent till omkring 40 volymprocent av en första fas av 522 21 ferrit och omkring 60 volymprocent till omkring 90 volymprocent av en andra fas av till övervägande delen finkorning spjälad martensit, finkorning lägre bainit, eller blandningar därav. (Se ordlista för definition av T", temperatur, Ar3, och An transformationstemperaturer)_ För att tillförsäkra seghet vid omgivningstemperatur och kryogen temperatur, omfattar mikrostrukturen hos denna andra fas i stålen i det tredje stålexemplet till övervägande delen finkornig lägre bainit, finkornig spjälad martensit, eller blandningar därav. Det föredras att väsentligen minimera formeringen av skörgörande beståndsdelar såsom övre bainit, tvinnad martensit och MA i den andra fasen. Såsom ”till övervägande delen” används i detta tredje stålexempel och i kraven, betyder det minst omkring 50 volymprocent. Aterstoden av andrafasmikrostrukturen kan omfatta ytterligare finkorning lägre bainit, ytterligare finkorning spjälad martensit, eller ferrit.

Mikrostrukturen i den andra fasen omfattar hellre minst omkring 60 volymprocent till omkring 80 volymprocent finkornig lägre bainit, finkornig spjälad martensit, eller blandningar därav. Mikrostrukturen i den andra fasen omfattar ännu hellre minst omkring 90 volymprocent finkornig lägre bainit, finkornig spjälad martensit, eller blandningar därav.

Ett stålämne processat enligt detta tredje stålexempel framställs på kund- anpassat sätt och, i en utföringsform, omfattar det järn och följande legeringsämnen, företrädesvis i de viktintervall som anges i den följande tabellen lll: Tabell lll Legeringsämne intervall (vikt%) kol (C) 0,04-0,12, hellre 0,04-0,07 0,5-2,5, hellre 1,0-1,8 1,0-3,0, hellre 1,5-2,5 mangan (Mn) nickel (Ni) I ll I I n z-'u :.'u: :n.-I 0"I l'.* ' " ' ° °' " »- ... .. ....- .-.n u-:z .nnf- »zzz :og z; g* g *,, , : ::'1. u: nu v: ra nu se O I 22 niobium (Nb) 0,02-0,1, hellre 0,02-0,05 titan (Ti) 0,008-0,03, hellre 0,01 -0,02 aluminium (Al) 0,001-0,05, hellre 0,005-0,03 kväve (N) 0,002-0,005, hellre 0,002-0,003 Krom (Cr) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis upp till omkring 1,0 vikt%, och hellre företrädesvis omkring 0,2 vikt% till omkring 0,6 vikt%.

Molybden (Mo) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis upp till omkring 0,8 vikt%, och hellre omkring 0,1 vikt% till omkring 0,3 vikt%.

Kisel (Si) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis upp till omkring 0,5 vikt% och hellre omkring 0,01 vikt% till omkring 0,5 vikt% och ännu hellre företrädesvis omkring 0,05 vikt% till omkring 0,1 vikt%.

Koppar (Cu) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis i intervallet från omkring 0,1 vikt% till omkring 1,0 vikt%, hellre företrädesvis i intervallet från omkring 0,2 vikt% till omkring 0,4 vikt%.

Boron (B) tillsätts i vissa fall stålet, företrädesvis upp till omkring 0,0020 vikt%, och hellre företrädesvis omkring 0,0006 vikt% till omkring 0,0010 vikt%.

Stålet innehåller företrädesvis minst omkring 1 vikt% nickel. Nickelinnehålleti stålet kan ökas över omkring 3 vikt% om man önskar att förbättra prestanda efter svetsning. Varje 1 vikt% tillsatts av nickel förväntas sänka stålets DBTT med omkring 10°C (18°F). Nickelinnehållet är företrädesvis mindre än 9 vikt%, hellre företrädesvis mindre än omkring 6 vikt%. Nickelinnehållet minimeras företrädesvis för att minimera stålets kostnad. Om nickelinnehållet höjs till över omkring 3 vikt%, kan manganinnehållet reduceras under omkring 0,5 vikt% ned till 0,0 vikt%. Mangan föredras sålunda i bred mening upp till omkring 2,5 vikt%. ~ .eq- 522 458 23 Restämnen minimeras företrädesvis i väsentlig grad i stålet. Fosfor (P) innehållet är företrädesvis mindre än omkring 0,01 vikt%. Svavel (S) innehållet är företrädesvis mindre än omkring 0,004 vikt%. Syre (O) innehållet är företrädesvis mindre än omkring 0,002 vikt%.

Stål enligt detta tredje stålexempel prepareras mera i detalj genom att man formar ett ämne av den önskade kompositionen enligt vad som beskrivits häri; värmer ämnet till en temperatur av från omkring 955°C till omkring 1065°C (1750°F-1950°F); varmvalsar ämnet för att forma stålplåt i ett eller flera valsningssteg som ger omkring 30 procent till omkring 70 procent reduktion i ett första temperaturintervall där austenit rekristalliserar, dvs. över omkring Tn, temperaturen, ytterligare varmvalsning av stålpläten i ett eller flera steg som ger omkring 40 procent till omkring 80 procent reduktion i ett andra temperaturintervall under omkring T", temperaturen och över omkring Ar; transformationstemperaturen, och finnishvalsning av stålpläten i ett eller flera steg för att ge omkring 15 procent till omkring 50 procent reduktion i det interkritiska temperaturintervallet under omkring Ara transformations- temperaturen och över omkring Ar1 transformationstemperaturen. Den varmvalsade stålpläten kyls därefter forcerat med en kylningshastighet av omkring 10°C per sekund till omkring 40°C per sekund (18°F/sekund - 72°F/sekund) till lämplig kylningsstopptemperatur (QST) företrädesvis under omkring Ms transformationstemperaturen plus 200°C (360°F), vid vilken tidpunkt kylningen avslutas. l en annan utföringsform av uppfinningen är QST företrädesvis under omkring Ms transformationstemperaturen plus 100°C (180°F), och är hellre under omkring 350°C (662°F). l en utföringsform av detta tredje stålexempel tillåts stålpläten luftkylas till omgivningstemperatur efter att den forcerade kylningen avslutats. Eftersom Ni är ett dyrbart legeringsämne, ligger i de tre stàlexemplen ovan Ni innehållet hos stålet företrädesvis på mindre än omkring 3,0 vikt%, hellre företrädesvis mindre än omkring 2,5 vikt% och allra helst mindre än omkring 2,0 vikt%, och ännu 522 458 24 bättre företrädesvis mindre än omkring 1,8 vikt% för att i väsentlig grad minimera stålets kostnad.

Andra lämpliga stål för användning i samband med föreliggande uppfinning finns beskrivna i andra publikationer som avser ultrastarka, låglegerade stål innehållande mindre än omkring 1 vikt% nickel, och med sträckhållfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och med utmärkt seghet vid låg temperatur.

Sådana stål beskrivs exempelvis i EPC ansökan publicerad 5 februari 1997 med internationellt ansökningsnummer PCTlJP96/00157, publiceringsnummer WO 96/23909 (08-08-1996 Gazette 1996/36) (sådana stål har företrädesvis ett kopparinnehåll av 0,1 vikt% till 1,2 vikt%), och i en samtidigt härmed under behandling varande US provisorisk patentansökan med prioritetsdatum 28 juli 1997 och titeln "U|tra-High Strength, Weldable Steels With Excellent Ultra-Low Temperature Toughness", och som av USPTO givits ansökningsnummer 60/053915. och med Uttrycket ”procentreduktion i tjocklek" som används för ovan nämnda stål avser, såsom fackmannen på området förstår det, procentreduktion i tjocklek av stàlämnet eller plåten före den aktuella reduktionen. Utan att därför begränsa uppfinningen och enbart i förklaringssyfte kan ett stålämne med en tjocklek av omkring 25,4 cm (10 tum) reduceras omkring 50% (50 procentig reduktion), i ett första temperaturintervall, till en tjocklek av omkring 12,7 cm (5 tum) och därefter reduceras omkring 80% (80 procentig reduktion), i ett andra temperaturintervall, till tjocklek av omkring 2,5 cm (1 tum). Utan att därför begränsa uppfinningen och återigen i förklarande syfte, kan ett stålämne med tjocklek av 25,4 cm (10 tum) reduceras omkring 30% (30 procentig reduktion) i ett första temperaturintervall, till en tjocklek av omkring 17,8 cm (7 tum) och därefter reducerad omkring 80% (80 procentig reduktion), i ett andra temperaturintervall till en tjocklek av omkring 3,6 cm (1,4 tum), och därefter reduceras omkring 30% (30 procentig reduktion), i ett tredje temperaturintervall, till en tjocklek av omkring 2,5 cm (1 tum). Såsom 522 4-58 definitionen "ämne" används i föreliggande sammanhang betyder detta ett stàlstycke av vilka som helst dimensioner.

Såsom fackmannen på området inser, gäller för vilken som helst av de ovan nämnda ståltyperna att stålämnet företrädesvis återuppvärms med lämplig anordning för att höja temperaturen hos väsentligen hela ämnet, företrädesvis hela ämnet, till den önskade återvärmningstemperaturen, exempelvis genom att ämnet placeras i en ugn under viss tidsperiod. Den specifika återuppvärmningstemperatur som skall användas för någon av de i ovan nämnda stålkompositionerna kan lätt bestämmas av fackmannen på området, antingen genom experiment eller användning av lämpliga beräkningsmodeller. Dessutom kan ugnstemperaturen och den erforderliga tiden för återuppvärmningen för att höja temperaturen hos väsentligen hela ämnet, företrädesvis hela ämnet, till den önskade återuppvärmnings- temperaturen lätt bestämmas av fackmannen pà området med utgångspunkt i industriella standardpublikationer.

Såsom inses av fackmannen, gäller för vilken som helst av de ovan nämna ståltyperna att den temperatur som definierar gränsen mellan och icke-rekristallisationsintervallet, » T", stålets innan rekristallisationsintervallet temperaturen, beror av kemi, och mera specifikt àteruppvärmningstemperaturen valsning, kolkoncentrationen, niobiumkoncentrationen och den grad av reduktion som ges i valsningsstegen. Fackmannen på området kan bestämma denna temperatur för varje stâlkomposition antingen genom experiment eller genom modellberäkning. På motsvarande sätt kan Ac1, An, Ar; och MS transformationstemperaturerna som nämnts häri bestämmas av fackmannen på området för varje stålkomposition antingen genom experiment eller genom modellberäkning.

Såsom fackmannen på området inser gäller för varje ståltyp enligt ovan, med undantag för återuppvärmningstemperaturen, som hänför sig väsentligen till 26 hela ämnet, att temperaturer nämna fortsättningsvis vid beskrivning av processmetoderna enligt uppfinningen är temperaturer mätta på ytan av stålet. Yttemperaturen hos stål kan mätas med användning av exempelvis optisk pyrometer eller annan anordning lämpad för mätning av yttemperatur på stål. De kylningshastigheter som omnämnts är de som gäller vid centrum, eller väsentligen centrum, av plàttjockleken; och kylningsstopptemperaturer (QST) är den högsta, eller väsentligen högsta temperatur som nås på ytan av plåten efter att den forcerade kylningen stoppats, på grund av värme transmitterat från mittjockleken av plåten. Under processande med av stålkompositioner exemplen experimentella uppvärmningar enligt användes exempelvis ett termoelement placerat vid centrum, eller väsentligen vid centrum, av stålplåttjockleken för centrumtemperaturmätning, medan yttemperaturen mäts med användning av optisk pyrometer. En korrelation mellan centrumtemperatur och yttemperatur framtas för användning under efterföljande processande av samma, eller väsentligen samma stålkomposition, så att centrumtemperaturen kan bestämmas via direkt mätning av yttemperaturen. Den erforderliga temperatursänkningen och flödeshastigheten för den kylande fluiden för ástadkommande av den önskade accelererade kylningshastigheten kan bestämmas av fackmannen på området med utgångspunkt i industriella standardpublikationer.

En fackman på området har den erforderliga kunskapen och skickligheten för att nyttja den häri givna informationen för att framställa ultrastarka, låglegerade stálplåtar med lämplig hög styrka och seghet för användning vid tillverkning av processkomponenter, behållare och rör enligt föreliggande uppfinning. Andra lämpliga stål kan finnas eller kan komma att utvecklas.

Samtliga sådana stål faller inom ramen för föreliggande uppfinning.

En fackman på området har erforderlig kunskap och skicklighet för att nyttja den häri givna informationen för att framställa ultrastarka, låglegerade stálplåtar med modifierad tjocklek, jämfört med tjockleken hos stálplåtar framställda enligt de ovan givna exemplen, och fortfarande producera 522 458 27 stålplåtar med lämplig hög styrka och seghet vid kryogen temperatur för användning i föreliggande uppfinning. Fackmannen på området kan exempelvis nyttja den häri givna informationen för att framställa en stålplåt med en tjocklek av omkring 2,54 cm (1 tum ) och lämplig hög styrka och lämplig seghet vid kryogen temperatur för användning vid tillverkning av processkomponenter, behållare och rör enligt uppfinningen. Andra lämpliga stål kan existera eller kan komma att utvecklas. Samtliga sådana stål faller inom ramen för föreliggande uppfinning.

När ett tvàfasstål användes för tillverkning av processkomponenter, behållare och rör enligt uppfinningen, processas företrädesvis tvåfasstålet på sådant sätt att den tidsperiod under vilken stålet hålls i det interkritiska temperaturintervallet i syfte att skapa tvåfasstruktur inträffar före det accelererade kylnings eller avkylningssteget. Processandet är företrädesvis sådant att tvåfasstrukturen bildas under kylning av stålet mellan Ar3 transformationstemperaturen till omkring An transformationstemperaturen.

En annan ytterligare preferens för stål för användning vid tillverkning av processkomponenter, behållare och rör enligt uppfinningen är det stål som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F) vid slutet av den accelererade kylningen eller forcerade avkylningssteget, dvs. utan ytterligare processande som erfordrar återuppvärmning av stålet, exempelvis härdning. Sträckhållfastheten hos stålet vid slutet av den forcerade avkylningen eller kylningen är företrädesvis högre än omkring 860 MPa (125 ksi) , och hellre högre än omkring 900 MPA (130 ksi). l vissa applikationer föredras ett stål som har sträckhållfasthet av högre än omkring 930 MPa (135 ksi), eller högre än omkring 965 MPa (140 ksi), eller högre än omkring 1000 MPa (145 ksi), vid slutet av den accelererade kylningen eller kylningssteget.

Sammanfogningsmetoder för tillverkning av processkomponenter, behållare och rör 522 458 28 För att tillverka processkomponentema, behållarna och rören enligt uppfinningen, erfordras lämplig metod för sammanfogning av stålplåtama.

Vilken som helst sammanfogningsmetod som ger fogar eller sömmar med adekvat styrka och seghet i termer av uppfinningen, enligt vad som diskuterats ovan, anses vara lämplig. En svetsmetod lämpad för att ge adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma den fluid som inryms eller transporteras används för att tillverka processkomponenterna, behållarna och rören enligt uppfinningen. En sådan svetsmetod inkluderar företrädesvis lämplig förbrukningstràd, lämplig förbrukningsgas, lämplig svetsprocess och lämplig Exempelvis kan gasmetallbågsvetsning (GMAVV) och volframinertgassvetsning (TIG) användas, och bàda är välkända inom stålindustrin och lämpade för att sammanfoga stálplàtar, svetsningsprocedur. under förutsättning att man använder lämplig kombination av förbrukningstråd och gas. l ett första exempel pá svetsmetod används gasmetallbågsvetsning (GMAW) för att ge en svetsmetallkemi omfattande järn och omkring 0,07 vikt% kol, omkring 2,05 vikt% mangan, omkring 0,32 vikt% kisel, omkring 2,20 vikt% nickel, omkring 0,45 vikt% krom, omkring 0,56 vikt% molybden, mindre än omkring 110 ppm fosfor, och mindre än omkring 50 ppm svavel. Svetsen görs på stål, exempelvis något av de ovan beskrivna stàlen, med användning av argonbaserad skyddsgas med mindre än omkring 1 vikt% syre. Den inmatade svetsningsvärmen ligger i intervallet från omkring 0,3 kJ/mm till omkring 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/tum till 38 kJ/tum). Svetsning med denna metod ger en svets (se ordlista) med sträckhållfasthet högre än omkring 900 MPa (130 ksi) företrädesvis högre än omkring 930 MPa (135 ksi), hellre högre än omkring 965 MPa (140 ksi), och ännu hellre företrädesvis minst 1000 MPa (145 ksi). Svetsning med denna metod ger dessutom svetsmetall med DBTT under omkring -73°C (-100°F), företrädesvis under omkring -96°C (-140°F), hellre under omkring -106°C (-160°F), och ännu hellre företrädesvis under omkring -115°C (-175°F). 522 458 I ett annat exempel på svetsmetod används GMAW processen för att ge en svetsmetallkemi omfattande järn och omkring 0,10 vikt% kol (företrädesvis mindre än omkring 0,10 vikt% kol, hellre företrädesvis från omkring 0,07 till omkring 0,08 vikt% kol), omkring 1,60 vikt% mangan, omkring 0,25 vikt% kisel, omkring 1,87 vikt% nickel, omkring 0,87 vikt% krom, omkring 0,51 vikt% molybden, mindre än omkring 75 ppm fosfor, och mindre än omkring 100 ppm svavel. Den inmatade svetssvärmen ligger i intervallet från omkring 0,3 kJ/mm till omkring 1 ,5 kJ/mm (7,6 kJ/tum till 38 kJ/tum) och förvärmning av omkring 100°C (212°F) används. Svetsen görs på stål, exempelvis något av ovan beskrivna stål, med användning av argonbaserad skyddsgas med mindre än omkring 1 vikt% syre. Svetsning med denna metod ger en svets med en sträckhållfasthet högre än omkring 900 MPa (130 ksi), företrädesvis högre än omkring 930 MPa (135 ksi), hellre högre än omkring 965 MPa (140 ksi), och ännu hellre företrädesvis minst omkring 1000 MPa (145 ksi).

Svetsning med denna metod ger dessutom svetsmetall med DBTl' under omkring -73°C (-100°F), företrädesvis under omkring -96°C (-140°F), hellre under omkring -106°C (-160°F), och ännu hellre företrädesvis under omkring -115°C (-175°F). l ett annat exempel på svetsmetod används volframinertgassvetsning (TIG) för att ge en svetsmetallkemi innehållande järn och omkring 0,07 vikt% kol (företrädesvis mindre än omkring 0,07 vikt% kol), omkring 1,80 vikt% mangan, omkring 0,20 vikt% kisel, omkring 4,00 vikt% nickel, omkring 0,5 vikt% krom, omkring 0,40 vikt% molybden, omkring 0,02 vikt% koppar, omkring 0,02 vikt% aluminium, omkring 0,010 vikt% titan, omkring 0,015 vikt% zirkon (Zr), mindre än omkring 50 ppm fosfor, och mindre än omkring ppm svavel. Den inmatade svetsningssvärmen ligger i intervallet fràn omkring 0,3 kJ/mm till omkring 1,5 kJ/mm (7,6 kJ/tum till 38 kJ/tum) och förvärmning av omkring 100°C (212°F) används. Svetsen görs på stål, exempelvis något av ovan beskrivna stål, med användning av argonbaserad skyddsgas med mindre än omkring 1 vikt% syre. Svetsning med denna 522 458 metod ger en svets som har sträckhållfasthet högre än omkring 900 MPa (130 ksi), företrädesvis högre än omkring 930 MPa (135 ksi), hellre högre än omkring 965 MPa (140 ksi), och ännu hellre företrädesvis minst omkring 1000 MPa (145 ksi). Svetsning med denna metod ger dessutom svetsmetall med DBTT under omkring -73°C (-100°F), företrädesvis under omkring -96°C (-140°F), hellre under omkring -106°C (-160°F), och ännu hellre företrädesvis under omkring -115°C (-175°F).

Liknade svetsmetallkemier som de som nämnts i exemplen kan framställas med användning av antingen GMAW eller TIG svetsningsprocesserna. TIG svetsar förväntas emellertid ha lägre föroreningsinnehåll och mera höggradigt förfinad mikrostruktur än GMAW svetsar, och sålunda förbättrad seghet vid låg temperatur.

En fackman på området har den erforderliga kunskapen och skickligheten för att nyttja den häri givna informationen för att svetsa ultrastarka, làglegerade stålplåtar för att åstadkomma fogar eller sömmar med lämplig hög styrka och frakturseghet för användning vid tillverkning av processkomponenterna, behàllama och rören enligt föreliggande uppfinning. Andra lämpliga sammanfognings eller svetsmetoder kan existera eller komma att utvecklas.

Samtliga sådana sammanfognings eller svetsningsmetoder ligger inom ramen för föreliggande uppfinning.

Tillverkning av processkomponenter, behållare och rör Processkomponenter, behållare och rör tillverkade av material omfattande ultrastarkt, làglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har sträckhållfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTl' lägre än omkring -73°C (-100°F) tillhandahålls. Det ultrastarka, làglegerade stålet innehåller företrädesvis mindre än omkring 7 vikt% Ni, hellre mindre än omkring 5 vikt% Ni. Det ultrastarka, làglegerade stålet, har företrädesvis en sträckhållfasthet högre än omkring 860 MPa (125 ksi), och hellre högre än omkring 900 MPa 31 (130 ksi). Det föredras än hellre att processkomponenterna, behàllama och rören enligt uppfinningen tillverkas av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och som har sträckhållfasthet överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

Processkomponenterna, behållarna och rören enligt uppfinningen tillverkas företrädesvis av diskreta plåtar av ultrastarkt, låglegerat stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur. Fogama eller sömmarna hos komponenterna, behållarna och rören har företrädesvis ungefär samma styrka och seghet som de ultrastarka, låglegerade stålplåtarna. l vissa fall kan en undermatchning av styrkan av storleksordningen av omkring 5% till omkring 10% vara berättigad i positioner med lägre påkänning. Fogar eller sömmar med de föredragna egenskaperna kan framställas med vilken som helst lämplig sammanfogningsteknik. Ett exempel på sammanfogningsteknik finns beskriver under underrubriken "Sammanfogningsmetoder för tillverkning av processkomponenter, behållare och rör”.

Såsom fackmannen på området vet, kan Charpy V-notch (CVN) testet användas i syfta att få frakturseghet och frakturstyrning vid konstruktion av processkomponenter, behållare och rör för att processa och transportera trycksatta fluider av kryogen temperatur, i synnerhet med användning av duktil-till-skör-övergångstemperaturen (DBTT). DBTT avgränsar två frakturregimer i strukturella stål. Vid temperaturer under DBTT, tenderar underkännande vid Charpy V-notch test att uppkomma genom lågenergiklyvningsfraktur (sprödhet) medan vid temperaturer över DBTT, tenderar fel att uppkomma genom högenergiduktilfraktur. Behållare som är tillverkade av svetsade stálplàtar för lastbärande användning vid kryogena temperaturer måste har DBTT bestämt enligt Charpy V-notch testet, liggande väl under strukturens driftstemperatur för att undvika fel på grund av sprödhet. Beroende på konstruktionema, driftsförhållandena och/eller de krav som' ställs av relevant klassificeringssällskap, kan den erforderliga DBTT 522 458 32 temperaturskiftningen ligga från 5°C till 30°C (9°F till 54°F) under driftstemperaturen.

Såsom är välkänt för fackmannen på området, inkluderar de driftstillstånd som måste tas hänsyn till vid konstruktion av lagringsbehållare tillverkade av svetsat stål för transport av trycksatta kryogena fluider, bland annat driftstryck och temperatur, såväl som ytterligare påkänningar som kan tänkas uppkomma, på stålet och svetsama (se ordlista). Standard frakturmekanikmåtningar, såsom (i) kritisk spänningsintensitetsfaktor (Klc), som är ett mått på frakturseghet vid planbelastning, och (ii) spricktoppöppningsförskjutning (CTOD), som kan användas för att mäta fraktursegheten elastik/plastisk och vilka båda är välkända för fackmannen kan användas för att bestämma fraktursegheten hos stål och svetsama.

Industriella normer generellt accepterade för stålkonstruktioner, exempelvis enligt vad som anges i BSI publikationen "Guidance on methods for assessing the acceptability of flaws in fusion welded structures", ofta refererad till som "PD 6493 : 1991", kan användas för att bestämma de maximalt tillåtna sprickstorlekama för behållare baserat på stålets och svetsens frakturseghet (inkluderande HAZ) och de på behållaren påförda påkänningarna. Fackmannen på området kan ta fram ett frakturstyrprogram för att eliminera initiering av fraktur genom (i) lämplig containerdesign för att minimera påförda påkänningar, (ii) lämplig tillverknings och kvalitetskontroll för att minimera defekter, (iii) lämplig styrning av livscykelbelastningar och tryck påförda behållaren, och (iv) lämpligt inspektionsprogram för att tillförlitligt detektera sprickor och defekter i behållaren. En föredragen designfllosofi för systemet enligt uppfinningen är "leak before failure", på sätt som är välkänt för fackmannen på området. Dessa överväganden refereras generellt till såsom "kända frakturmekanikprinciper”_ Det följande är ett icke-begränsande exempel på applikation av dessa kända principer för frakturmekanik i en procedur för beräkning av kritiskt sprickdjup för en given spricklängd för användning i en frakturstyrplan för att förhindra 01 k) -lä (Il CO 33 initiering av fraktur i ett tryckkärl, exempelvis en processbehållare enligt denna uppfinning.

Fig. 13B visar en spricka med spricklängd 315 och sprickdjup 310. PD6493 används för att beräkna värdena för det kritiska sprickstorleksdiagrammet 300 i fig. 13A baserat på följande designvillkor för ett tryckkärl, exempelvis en behållare enligt uppfinningen: Kärldiameter: 4,57 m (15 ft) Kärlväggtjocklek: 25,4 mm (1 ,00 in.) Konstruktionstryck: 3445 kPa (500 psi) Tillåten ringspänning: 333 MPa (48,3 ksi) För detta exempel antas en ytspricklängd av 100 mm (4 tum), exempelvis en axiell spricka belägen i en svetssöm. Med hänvisning till diagrammet 300 i fig. 13A visas värdet för det kritiska sprickdjupet som funktion av CTOD frakturseghet och kvarstående spänning, för kvarstående spänningsnivåer av , 50 och 100 procent av sträckgränsen. Kvarstående spänningar kan och PD6493 rekommenderar användning av kvarstående spänningsvärden av 100 genereras på grund av tillverkning och svetsning; procent av sträckgränsen i svetsar (inkluderande svetsen HAZ) såvida inte svetsarna spänningsavlastas med användning av tekniker såsom värmning efter svetsning (PWHT) eller mekanisk spänningsavlastning.

Baserat på CTOD fraktursegheten för stålet vid minimal driftstemperatur, kan behållartillverkningen justeras för att reducera kvarstående spänningar och ett inspektionsprogram kan implementeras (både för initial inspektion och inspektion under drift) för att detektera och mäta sprickor för jämförelse mot kritiskt sprickdjup. Om stålet i detta exempel har CTOD seghet av 0,025 mm vid minimal driftstemperatur (mätt med användning av laboratorieprov) och de kvarstående spånningarna reduceras till 15 procent av sträckgränsen, blir värdet för det kritiska sprickdjupet ungefär 4 mm (se punkt 320 i fig. 13A). 522 458 34 Med användning av liknande beräkningsprocedurer, och såsom är välkänt för fackmannen på området, kan kritiskt sprickdjup bestämmas för olika spricklängder såväl som olika sprickgeometrier. Med användning av denna information kan kvalitetskontrollprogram och inspektionsprogram (tekniker, detekterbara sprickdimensioner, frekvens) utvecklas för att tillförsäkra att sprickor detekteras och åtgärder vidtas innan man når det kritiska sprickdjupet eller innan applicering sker av konstruktionslaster. Baserat på framtagna empiriska korrelationer mellan CVN, KK; och CTOD frakturseghet, korrelerar 0,025 mm CTOD vanligtvis med ett CVN värde av omkring 37 J.

Detta exempel är ej avsett att på något sätt begränsa uppfinningen.

För processkomponenter, behållare och rör som kräver krökning av stål, exempelvis till cylindrisk form för en behållare eller till tubform för ett rör, kröks stålet företrädesvis till den önskade formen vid omgivningstemperatur för att undvika att menligt påverka den utmärkta segheten vid kryogen temperatur hos stålet. Om stålet måste värmas för att få den önskade formen efter krökning, värms stålet företrädesvis till en temperatur ej högre än omkring 600°C (1112°F) för att bevara de fördelaktiga effekterna hos stàlmikrostrukturen enligt vad som ovan beskrivits.

Kryggena Drocesskomjonenter Processkomponenter tillverkade av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har sträckhållfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F) tillhandahålls. Det ultrastarka, låglegerade stålet innehåller företrädesvis mindre än omkring 7 vikt% nickel, och hellre mindre än omkring vikt% nickel. Det ultrastarka, låglegerade stålet har företrädesvis en sträckhållfasthet högre än omkring 860 MPa (125 ksi) och hellre högre än omkring 900 MPa (130 ksi). Ännu hellre tillverkas prooesskomponenterna enligt uppfinningen av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och som har sträckhållfasthet 522 458 r överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-1 OO°F). Sådana processkomponenter är företrädesvis tillverkade av ultrastarka, Iàglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits ovan.

I kraftgenereringscykler vid kryogena temperaturer, inkluderar de primära processkomponenterna exempelvis kondensorer, pumpsystem, förångare och evaporatorer. l kylsystem, system för överföring till vätska, och luftsepareringsanläggningar, inkluderar primärprocessen exempelvis värmeväxlare, processkolonner, separatorer och expansionsventiler eller turbiner. Flamsystem utsätts ofta för kryogena temperaturer, exempelvis när de används i avlastningssystem för etylen eller naturgas i lågtemperatur- separationsprocess. Fig. 1 visar hur vissa av dessa komponenter används i en demetaniserings gasanläggning och kommer ytterligare att avhandlas nedan. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen, kommer specifika komponenter tillverkade enligt uppfinningen att beskrivas mera i detalj nedan.

Värmeväxlare Värmeväxlare, eller värmeväxlarsystem, tillverkade enligt uppfinningen tillhandahålls. Komponenter i sådana tillverkas företrädesvis av ultrastarka, Iàglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Utan att fördenskull begränsa illustrerar de värmeväxlarsystem uppfinningen, följande exemplen olika typer av värmeväxlarsystem enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar exempelvis ett singelpass värmeväxlarsystem 20 med fixerad tubplåt enligt uppfinningen. l en utföringsform inkluderar enkelpass- värmeväxlarsystemet 20 med fixerad tublåt värmeväxlarkropp 20a, kanallock 21a och 21b, tubplåt 22 (i fig. 2 visar tubplåthuvudet 22), ventil 23 bafflar 24, avlopp 25, tubingàng 26, tubutgàng 27, och mantelutgång 29. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen illustrerar de följande exemplen på 522 458 36 applikationer den fördelaktiga användbarheten av enkelpass- värmeväxlarsystem 20 med fixerad tubplàt enligt föreliggande uppfinning.

Fixerad tubplàt exemßlnr. 1 I ett första värmeväxlarsystem med fixerad tubplàt som inloppsgas-tvärväxlare i en kryogen gasanläggning med demetaniserande överliggare på mantelsidan exempel på applikation används ett singelpass- och inloppsgas på tubsidan. lnloppsgasen inkommer i singelpass- värmeväxlarsystemet 20 med fixerad tubplàt genom tubinloppet 26 och avgår genom tubutloppet 27, medan den demetaniserande överliggarfluiden inkommer genom mantelinloppet 28 och avgår genom mantelutloppet 29.

F ixerad tugçlàt exempel nr. 2 l ett värmeväxlarsystem med fixerad tubplàt som sidoàterkokare på en kryogen andra exempel på applikation används ett singelpass- demetaniserare med förkyld matning på tubsidan och kryogena kolonnsidoströmvätskor kokande på mantelsidan för att avlägsna metan från förkylda värmeväxlarsystemet 20 med fixerad tubplåt genom tubinloppet 26 och avgår bottenprodukten. Den inmatningen inkommer singlepass- genom tubutloppet 27, medan de kryogena kolonnsldoströmvätskorna inkommer genom mantelinloppet 28 och avgår genom mantelutloppet 29.

F ixerad tubplàt exempel nr. 3 I ett annat exempel på applikation används ett enkelpass-värmeväxlarsystem med fixerad tubplàt som sidoàterkokare på en Ryan Holmes- från produktåtervinningskolonn för att avlägsna metan och C02 bottenprodukten. En förkyld inmatning inkommer i singelpass- värmeväxlarsystemet 20 med fixerad tubplàt genom tubinloppet 26 och avgår genom tubutloppet 27 medan kryogena tornsidoströmvätskor inkommer genom mantelinloppet 28 och avgår genom mantelutloppet 29. 522 456 37 F ixerad tubplåt exempel nr. 4 l ett värmeväxlarsystem 20 med fixerad tubplåt som sidoåterkokare på en kolonn annat exempel på applikation används ett singelpass- för avlägsning av CFZ C02 med kryogen vätskesidoström på mantelsidan och förkyld inmatningsgas på tubsidan för att avlägsna metan och andra kolväten från de C02 rika bottenprodukterna. Den förkylda inmatningen inkommer i singelpass-värmeväxlarsystemet 20 med fixerad tubplåt genom tubinloppet 26 och avgår genom tubutloppet 27, medan en kryogen vätskesidoström inkommer genom mantelinloppet 28 och avgår genom mantelutloppet 29.

I exemplen nr. 1-4 på fixerad tubplåt är värmeväxlarkroppen 20a, kanallocken 21a och 21 b, tubplåten 22, ventilen 23 och bafflarna 24 företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma den fluid av kryogen temperatur som processas, och är hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTI' lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är värmeväxlarkroppen 20a, kanallocken 21a och 21b, tubplåten 22, ventilen 23 och bafflarna 24 företrädesvis tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i singelpass- värmeväxlarsystem 20 med fixerad tubplåt kan även tillverkas av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Fig. 3 visar ett värmeväxlarsystem 30 av kittelåterkokartyp enligt uppfinningen. l en utföringsform har kittelåterkokar-värmeväxlarsystemet 30 en kittelåterkokarkropp 31, damm 32, värmeväxlartub 33, tubsidoinlopp 34, tubsidoutlopp 35, kittelinlopp 36, kittelutlopp 37 och dränering 38. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen illustrerar de följande exemplen på 522 4 5 8 ÉÜ* Éïïi šïš -ë 'šš 38 applikationer den fördelaktiga användbarheten av ett kittelàterkokar- värmeväxlarsystem 30 enligt föreliggande uppfinning.

Kittelàterkokare exempel nr. 1 I ett första exempel används ett kittelàterkokar-värmeväxlarsystem 30 i en kryogen återvinningsanläggning för flytande gas med propan som förängas vid omkring -40°C (-40°F) på kittelsidan och kolvätegas på tubsidan.

Kolvätegasen inkommer i kittelàterkokar-värmeväxlarsystemet 30 genom tubsidoinloppet 34 och avgàr genom tubsidoutloppet 35 medan propan inkommer genom kittelinloppet 36 och avgår genom kittelutloppet 37.

Kittelàterkokare exempel nr. 2 I ett andra exempel på kittelàterkokar-värmeväxlarsystem 30 används detta i en anläggning för kyld mager olja med propan som förångas vid omkring -40°C (-40°F) pà kittelsidan och mager olja på tubsidan. Den magra oljan inkommer i kittelàterkokar-värmeväxlarsystemet 30 genom tubinloppet 34 och avgàr genom tubutloppet 35, medan propanen inkommer genom kittelinloppet 36 och avgår genom kittelutloppet 37.

Kittelàterkokare exempel nr. 3 I ett annat exempel används ett kittelàterkokar-värmeväxlarsystem 30 i en Ryan Holmes-produktåtervinningskolonn med propan som förångas vid omkring -40°C (-40°F) på kittelsidan och toppgasen i produktätervinnings- kolonnen på tubsidan för att kondensera återflöde från tornet.

Produktätervinningskolonnens toppgas inkommer i kittelátervinnings- värmeväxlarsystemet 30 genom tubinloppet 34 och avgàr genom tubutloppet , medan propanen inkommer genom kittelinloppet 36 och avgàr genom kittelutloppet 37. 522 458 zzï- 39 Kittelåterkokare exempel nr. 4 l ett annat exempel används kittelåterkokar-värmevåxlarsystemet 30 i Exxon's CFZ process med kylmedel som förångas på kittelsidan och CFZ tornets toppgas på tubsidan för att kondensera flytande metan för tornåterflöde och hålla C02 borta från toppströmmen av metanprodukt. CFZ tornets toppgas inkommer i kittelåterkokar-värmeväxlarsystemet 30 genom tubinloppet 34 och avgår genom tubutloppet 35 medan kylmedlet inkommer genom kittelinloppet 36 och avgår genom kittelutloppet 37. Kylmedlet omfattar företrädesvis propylen eller etylen, såväl som blandningar av några eller alla komponenterna i gruppen omfattande metan, etan, propan, butan och pentan.

Kittelåterkokare exempel nr. 5 l ett annat exempel används ett kittelåterkokar-värmeväxlarsystem 30 som bottenåterkokare i en kryogen demetaniserare med tornbottenprodukt på kittelsidan och het inloppsgas eller het olja pà tubsidan för att avlägsna metan från bottenprodukten. Den heta inloppsgasen eller heta oljan inkommer kitteIåterkokar-värmeväxlarsystemet 30 genom tubinloppet 34 och avgår genom tubutloppet 35 medan tornbottenprodukten inkommer genom kittelinloppet 36 och avgår genom kittelutloppet 37.

Kittelåterkokare exempel nr. 6 l ett annat exempel används ett kitteIåterkokar-värmeväxlarsystem 30 som bottenåterkokare i en Ryan Holmes-produktåtervinningskoloon med bottenprodukter på kittelsidan och het inmatad gas eller het olja på tubsidan för att avlägsna metan och C02 bottenproduktema. Den heta inmatade gasen eller heta oljan inkommer i kittelåterkokar-värmeväxlarsystemet 30 genom tubinloppet 34 och avgår genom tubutloppet 35 medan bottenprodukterna inkommer genom kittelinloppet 36 och avgår genom kittelutloppet 37. -. »_ ...e v--. 522 458 40 Kittelåterkokare exempel nr. 7 l ett annat exempel används ett kittelåterkokar-värmeväxlarsystem 30 som i ett CFZ C0g-avlägsningstorn med tornbottenvätskor på kittelsidan och het inmatad gas eller het olja på tubsidan för att avlägsna metan och andra kolväten från den C02 rika bottenvätskeströmmen. Den heta inmatade gasen eller heta oljan inkommer kittelåterkokar-värmeväxlarsystemet 30 tubutloppet 35 medan genom 34 och avgår tornbottenvätskorna inkommer genom kittelinloppet 36 och avgår genom tubinloppet genom kittelutloppet 37.

I exemplen nr. 1-7 på kittelåterkokare är kittelàterkokarkroppen 31, värmeväxlartuben 33, dammen 32 och portanslutningama för tubsidoinloppet 34 och tubsidoutloppet 35, kittelinloppet 35 och kittelutloppet 36 företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma kryogen fluid som processas, och är ännu hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är kittelàterkokarkroppen 31, värmeväxlartuben 33, dammen 32 och portanslutningama för tubsidoinloppet 34, tubsidoutloppet 35, kittlelinloppet 36 och kittelutloppet 37 företrädesvis tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i kitteIåterkokar-värmeväxlarsystemet 30 med fixerad tubplàt kan även tillverkas av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Designkriteria och metod för tillverkning av värmeväxlarsystem enligt uppfinningen är väl kända för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som givits häri. 522 458 41 Kondensorer Kondensorer, eller kondensorsystem, tillverkade enligt uppfinningen tillhandahålls även. Mera specifikt tillhandahålls kondensorsystem med minst en komponent tillverkad enligt uppfinningen. Komponenter i sådana kondensorsystem tillverkas företrädesvis av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen illustrerar de följande exemplen olika typer på kondensorsystem enligt uppfinningen.

Kondensor exempel nr. 1 Med hänvisning till fig. 1 används en kondensor enligt uppfinningen i en demetaniserande gasanläggning 10 där en inmatad gasström separeras till en restgas och produktström med användning av en demetaniseringskolonn 11. I detta specifika exempel kondenseras toppströmmen fràn demetaniseringskolonnen 11 vid en temperatur av omkring -90°C (-130°F) till en àterflödesackumulator (separator) 15 med användning av àterflödeskondensorsystem 12. Återflödeskondensorsystemet 12 växlar värme med den gasformiga utmatningsströmmen från expanderaren 13. 12 är företrädesvis av det slag som behandlats ovan. Återflödeskondensor- Återflödeskondensorsystemet primärt ett värmeväxlarsystem, systemet 12 kan specifikt vara en singelpass-värmeväxlare med fixerad tubplàt (exempelvis singelpass-värmeväxlare 20 med fixerad tubplàt enligt vad som visas i fig. 2 och beskrivits ovan). Med hänvisning återigen till fig. 2, inkommer utmatningsströmmen från expanderaren 13 i singelpass- värmeväxlarsystemet 20 med fixerad tubplàt genom tubinloppet 26 och avgår genom tubutloppet 27, medan den demetaniserade topprodukten inkommer i mantelinloppet 28 och avgår genom mantelutloppet 29.

Kondensor exeßgel ng Med hänvisning till fig. 7, används ett kondensorsystem 70 enligt uppfinningen i en reverserad Rankine cykel för att generera energi med användning av kall energi från en kall energikälla, exempelvis trycksatt 522 458 42 naturgas i vätskeform PLNG (se ordlista) eller konventionell LNG (se ordlista). I detta specifika exempel används energifluiden i en sluten termodynamisk cykel. Energifluiden, i gasform, expanderas i turbinen 72 och matas därefter som gas in i kondensorsystemet 70. Energifluiden utkommer från kondensorsystemet 70 som en singelfas vätska och pumpas av pumpen 74 och förångas därefter av förångaren 76 innan den återgår till inloppet till turbinen 72. Kondensorsystemet 70 är primärt ett värmeväxlarsystem, företrädesvis av det slag som behandlats ovan. Kondensorsystemet kan specifikt vara en singelpass-värmeväxlarsystem med fixerad tubplåt (exempelvis ett singelpass-värmeväxlarsystem med fixerad tubplåt enligt vad som visats i fig. 2 och beskrivits ovan). l kondensorexemplen nr. 1 och 2, kan med hänvisning återigen till fig. 2, värmeväxlarkroppen 20a, kanallocken 21a och 21b, tubplàten 22, ventilen 23 och bafflarna 24 företrädesvis vara tillverkade av ultrastarka, làglegerade stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet vid kryogen temperatur för att inrymma den kryogena fluid som processas, och är än hellre tillverkad av ultrastarka, làglegerade stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och som har sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTI' lägre än omkring -73°C (-100°F). Värmeväxlarkroppen 20a, kanallocken 21 a och 21b, tubplàten 22, ventilen 23 och bafflarna 24 är dessutom företrädesvis tillverkade av ultrastarka, làglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i kondensorsystemet 70 kan även tillverkas av ultrastarka, làglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Kondensor exempel nr. 3 Med hänvisning till fig. 8, används en kondensor enligt uppfinningen i en kaskadkylningscykel 80 bestående av ett antal stegade kompressionscykler.

Huvudbeståndsdelama i utrustningen för kaskadkylningscykel 80 inkluderar 522 458 43 propankompressor 81, propankondensor 82, etylenkompressor 83, etylenkondensor 84, metankompressor 85, metankondensor 86, metanevaporator 87 och expansionsventiler 88. Vardera steget arbetar vid successivt lägre temperaturer genom val av en serie av kylmedier med kokpunkter som spänner temperaturintervallet som erfordras för den kompletta kylningscykeln. I detta exempel på kaskadcykel kan de tre kylmedierna, propan, etylen och metan användas i en LNG process med de typiska temperaturer som finns angivna i fig. 8. l detta exempel är företrädesvis samtliga delar i metankondensorn 86 och etylenkondensorn 84 tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet vid kryogen temperatur för att inrymma den kryogena fluid som processas, och är ännu hellre tillverkad av ultrastarka, låglegerade stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhàllfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är företrädesvis samtliga delar i metankondensorn 86 och etylenkondensorn 86 tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen vad som beskrivits häri. Andra komponenter i temperatur enligt kaskadkylningscykeln 80 kan även vara tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av kondensorsystem enligt uppfinningen är välkända för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt i den beskrivning som givits häri.

Förångarelevaporatorer eller tillverkade uppfinningen tillhandahålls. Specifikt tillhandahålls förångningssystem med Förångarelevaporatorer, förångningssystem, enligt minst en komponent tillverkad enligt uppfinningen. Komponenter i sådana förångningssystem tillverkas företrädesvis av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. 522 458 44 Utan att fördenskull begränsa uppfinningen illustrerar de följande exemplen olika typer av föràngningssystem enligt uppfinningen.

Förångare exempel nr. 1 l ett första exempel används ett föràngningssystem enligt uppfinningen i en reverserad Rankine cykel för generering av energi med användning av den kalla energin från en kall energikälla såsom trycksatt LNG (enligt vad som definierats häri) eller konventionell LNG (enligt vad som definierats häri). l detta specifika exempel föràngas en procesström av PLNG från en transportlagringsbehållare fullständigt med användning av förångning.

Värmningsmediet kan vara energifluid som används i en sluten termodynamisk cykel, exempelvis en reverserad Rankine cykel, för att generera energi. Alternativt kan värmningsmediet bestå av en endra fluid som används i öppen slinga för att fullständigt förånga PLNGn eller ett antal olika fluider med successivt högre fryspunkter och som används för att föränga och successivt värma PLNG till omgivningstemperatur. l samtliga fall tjänar förångningen som värmeväxlare, företrädesvis av den typ som i detalj beskrivits häri under rubriken ”Värmeväxlare”. Sättet för applicering av förångaren och kompositionen och egenskaperna hos strömmen eller strömmarna som processas bestäms av den specifika typ av värmeväxlare som erfordras. Med hänvisning återigen till fig. 2, där man använder ett tubplåt procesström, exempelvis PLNG, singelpass-värmeväxlarsystemet 20 med singelpass-värmeväxlarsystem med fixerad inkommer en fixerad tubplåt genom tubinloppet 26 och avgår genom tubutloppet 27, medan värmningsmediet inkommer genom mantelinloppet 28 och avgår genom mantelutloppet 29. l detta exempel är värmeväxlarkroppen 20a, kanallocken 21a och 21b, tubplåten 22, ventilen 23 och bafflarna 24 företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma den fluid av kryogen temperatur som processas, och är än hellre tillverkad av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhàllfastheter överstigande omkring 1000 MPa'(145 ksi) och DB'lT lägre än omkring -73°C 522 458 45 (-100°F). Dessutom är värmeväxlarkroppen 20a, kanallocken 21a och 21b, tubplåten 22, ventilen 23 och bafflarna 24 företrädesvis tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i singelpass- värmevåxlarsystemet 20 med fixerad tubplåt kan även vara tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Förånqare exempel nr. 2 l ett annat exempel används en förångare enligt uppfinningen i en kaskadkylningscykel bestående av ett antal stegade kompressionscykler, enligt vad som visats i fig. 9. Med hänvisning till fig. 9, arbetar var och en av de två stegade kompressionscyklerna i kaskadcykeln 90 successivt vid lägre temperatur genom val av en serie av kylmedier som spänner det som erfordras för den kompletta kylningscykeln. kaskadcykeln 90 inkluderar temperaturintervall Huvudbeståndsdelarna i utrustningen i propankompressor 92, propankondensor 93, etylenkompressor 94, etylenkondensor 95, etylenevaporator 96 och expansionsventiler 97. l detta exempel används de två kylmedierna, propan och etylen i en process för överföring till vätskeform PLNG med de typiska temperaturerna angivna.

Etylenevaporatorn 96 är företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma de fluider av kryogen temperatur som processas, och är ännu hellre tillverkad av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med en sträckhállfasthet överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Etylenevaporatorn 96 är dessutom företrädesvis tillverkad av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i kaskadcykeln 90 kan även vara tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material. 522 458 46 Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av förångningssystem enligt uppfinningen är välkända för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som gjorts häri.

Separatorer Separatorer, eller separatorsystem, (i) tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och (ii) med adekvat styrka och frakturseghet vid kryogen temperatur för att inrymma fluider av kryogen temperatur tillhandahålls. Specifikt tillhandahålls separatorsystem med minst en komponent (i) tillverkad av ultrastarkt stål, låglegerat stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och (ii) med sträckhållfasthet överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Komponenter i sådana separatorsystem tillverkas företrädesvis av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen, illustrerar följande exempel ett separatorsystem enligt uppfinningen.

Fig. 4 visar ett separatorsystem 40 enligt uppfinningen. I en utföringsform inkluderar separatorsystemet 40 kärl 41, inloppsport 42, vätskeutloppsport 43, gasutlopp 44, hållarkrage 45, vätskenivå kontrolldon 46, isolationbaffel 47, dimextraktor 48 och tryckavlastningsventil 49. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen, används i ett exempel separatorsystemet 40 enligt uppfinningen företrädesvis som en expanderande inmatningsseparator i en kryogen gasanläggning för att avlägsna kondenserade vätskor uppströms en kärlet 41, vätskeutloppsporten 43, hållarkragen 45, dimextraktorhållarna 48 och expanderare. l detta exempel är inloppsporten 42, isolationsbaffeln 47 företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma den fluid av kryogen temperatur som processas, och är ännu hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre 522 458 47 än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är kärlet 41, inloppsporten 42, vätskeutloppsporten 43, hållarkragen 45, dimextraktorhållarna 48 och isolationsbaffeln 47 företrädesvis tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri.

Andra komponenter i separatorsystemet 40 kan även tillverkas av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av separatorsystem enligt uppfinningen är välkända för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som givits häri.

Processkolonner Processkolonner eller processkolonnsystem tillverkade enligt uppfinningen tillhandahålls. företrädesvis av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen Komponenter i sådana processkolonnsystem tillverkas temperatur enligt vad som beskrivits häri. Utan att fördenskull begränsa illustrerar de olika processkolonnsystem enligt uppfinningen. uppfinningen, följande exemplen typer av Processkolonn exempel nr. 1 Fig. 11 visar ett processkolonnsystem enligt uppfinningen. I detta inkluderar det demetaniserande processkolonnsystem 110 kolonn 111, separatorklocka 112, första inlopp 113, andra inlopp 114, vätskeutlopp 121, ångutlopp 115, återkokare 119 och packning 120. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen används processkolonnsystemet 110 enligt uppfinningen företrädesvis som demetaniserare i en kryogen gasanläggning för att separera metan från andra kondenserade kolväten. l detta exempel är kolonnen 111, separatorklockan, packningen 120 och andra inre traditionella komponenter i ett sådant processkolonnsystem 110 företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma den fluid av kryogen temperatur som 522 458 48 processes, och är än hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTI' lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är kolonnen 111, separatorklockan 112, packningen 120 och andra inre traditionella komponenter som används i ett sådant processkolonnsystem 110 företrädesvis tillverkade av de ultrastarka, Iåglegerade stålen med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i processkolonnsystemet 110 kan även tillverkas av ultrastarka, Iåglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Processkolonn exempel nr. 2 Fig. 12 visar ett processkolonnsystem 125 enligt uppfinningen. l detta exempel används processkolonnsystemet 125 företrädesvis som CFZ torn i en CFZ process för separering av C02 från metan. I detta exempel är kolonnen 126, smälttrågen 127 och kontakttrågen 128 företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med adekvat styrka och frakturseghet för att inrymma den fluid av kryogen temperatur som processas, och än hellre av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTI' lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är kolonnen 126, tillverkade av ultrastarka, Iåglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen smälttrågen 127 och kontakttrågen 128 företrädesvis temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i processkolonnsystemet 125 kan även tillverkas av ultrastarka, Iåglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av processkolonn enligt uppfinningen är välkända för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som givits häri. 522 458 i 49 Pumpkomponenter och system Pumpar, eller pumpsystem tillverkade enligt uppfinningen tillhandahålls.

Komponenter i sådana pumpsystem är företrädesvis tillverkade av ultrastarka, làglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen, illustrerar de följande exemplet ett pumpsystem enligt uppfinningen. 100 tillverkat enligt uppfinningen. Pumpsystemet 110 är framställt av väsentligen cylindriska och Med hänvisning till fig. 10, är pumpsystemet plåtformade komponenter. En kryogen fluid inkommer i det cylindriska fluidinloppet 101 från ett rör fästat till en inloppsfläns 102. Den kryogena fluiden strömmar inuti det cylindriska höljet 103 till pumpinloppet 104 och in i en flerstegspump 105 där den utsätt för en ökning i tryckenergi.

Flerstegspumpen 105 och en drivaxel 106. Uppbärs av ett cylindriskt lager och pumpuppbärande hus (ej visat i fig. 10). Den kryogena fluiden lämnar pumpsystemet 100 genom fluidutloppet 101 i ett rör fästat till en fluidutloppsfläns 109. En drivanordning exempelvis en elektrisk motor (ej visad i fig. 10) är monterad på monteringsflänsen för drivning 210 och är fästad till pumpsystemet 100 genom en drivkoppling 211. Monteringsflänsen för drivning 210 uppbärs av ett cylindriskt kopplingshus 212. l detta exempel är pumpsystemet 101 monterat mellan rörflänsar (ej visat i fig. 10); men andra monteringssystem kan även appliceras, exempelvis ett nersänkt pumpsystem 100 i en tank eller kärk så att den kryogena vätskan direkt inkommer i fluidinloppet 101 utan anslutningsrör. Alternativt kan pumpsystemet 100 installeras i ett annat hus eller "pumpkruka" där både fluidinloppet 101 och fluidutloppet 108 är anslutna till pumpkrukan, och pumpsystemet 100 är lätt avlägsningsbart för underhåll eller reparation. l detta exempel är pumphöljet 213, inloppsflänsen 102, drivkopplingshuset 212, pumpändplattan 215 och pump och monteringsflänsen för drivning 210, monteringsflänsen 214, lagerhàllarhuset 217 samtliga företrädesvis tillverkade av stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med sträckhållfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTI' lägre än 522 458 50 omkring -73°C (-100°F) och än hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhållfastheter överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är pumphöljet 213, 102, 212, monteringsflänsen för drivning 210, monteringsflänsen 214, pumpändplattan 215, och pump och lagerhållarhuset 217 företrädesvis tillverkade av inloppsflänsen drivkopplingshuset ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i pumpsystemet 100 kan även vara tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av pumpkomponenter och system enligt uppfinningen är välkända för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som gjorts häri.

Flamkomponenter och system Flamkomponenter, eller tillverkade enligt uppfinningen tillhandahålls. Komponenterna i sådan flamsystem är företrädesvis tillverkade flamsystem av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Utan att fördenskull begränsa uppfinningen, illustrerar det följande exemplet ett flamsystem enligt uppfinningen.

Fig. 5 visar ett flamsystem 50 enligt uppfinningen. l en utföringsform inkluderar flamsystemet 50 blåsventiler 56, rördragning, såsom lateral ledning 53, uppsamlingssamlingsledning 52 och flamledning 51, samt även en flamskrubber 54, en flamugn eller skorsten 55, vätskedräneringsledning 57, dräneringspump 58, dräneringsventil 59, och hjälputrustning (ej visat i fig. ) såsom tändare och satsningsgas. Flamsystemet 50 hanterar typiskt brännbara fluider som ligger på kryogena temperaturer beroende på processvillkor eller som kyls till kryogena temperaturer då de lämnar no u u nu one o U' ", ...g .'. s: a oc: nu 't 'C121 2212. .uu- ".:§': :ro av: u II I' :': ß' : los ' : : .u. .ni .n nl u ars n I I n 51 flamsystemet 50, dvs. från ett stort tryckfall över avlastningsventilerna eller blåsventilerna 56. Flamledningen 51, uppsamlingsfördelarledningen 52, lateralledningen 53, flamskrubbern 54 och ytterligare tillhörande rördragning eller system som skulle kunna behövas för samma kryogena temperaturer som flamsystemet 50 är företrädesvis samtliga tillverkade av stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har sträckhàllfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTl' lägre än omkring -73°C (-100°F) och ännu hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och som har sträckhàllfastheter högre än omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Flamledningen 51, uppsamlingssamlings- lateralledningen 53, flamskrubbern 54 och ytterligare tillhörande rördragning eller system som skulle kunna tänkas utsatta för ledningen 52. samma kryogena temperaturer som flamsystemet 50 är företrädesvis samtliga tillverkade av stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med sträckhàllfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTI' lägre än omkring -73°C (-100°F), och ännu hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhàllfastheter högre än omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTl' lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är flamledningen 51, uppsamlingssamlingsledningen 52, lateralledningen 53, flamskrubbern 54, och eventuell ytterligare tillhörande rördragningen eller system som skulle tänkas bli exponerade för samma kryogena temperaturer som flamsystemet 50 typiskt tillverkade av ultrastarka, làglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i flamsystemet 50 kan även vara tillverkade av de ultrastarka, làglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av flamkomponenterna och systemen enligt uppfinningen är välkänt för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som givits häri. 522 458 52 Förutom de ovan behandlade fördelama med uppfinningen, har ett flamsystem tillverkat enligt uppfinningen god motståndskraft mot vibrationer som kan uppkomma i flamsystemet när utsläppshastigheterna är höga.

Behållare för laqring av fluider av kryogen temperattg Behållare tillverkade av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har sträckhällfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F) tillhandahålls. Det ultrastarka, Iåglegerade stålet innehåller företrädesvis mindre än omkring 7 vikt% nickel och hellre företrädesvis mindre än omkring vikt% nickel. Det ultrastarka, Iåglegerade stålet har sträckhållfasthet högre än omkring 860 MPa (125 ksi) och företrädesvis högre än omkring 900 MPa (130 ksi). Behållarna enligt uppfinningen är än hellre tillverkade av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och som har sträckhållfasthet överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Sådana behållare är företrädesvis tillverkade av ultrastarka, Iåglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri.

Förutom de andra fördelar med uppfinningen som behandlats ovan, dvs. mindre totalvikt med åtföljande besparingar i transport, hantering och substrukturkrav är den utmärkta segheten vid kryogen temperatur hos lagringsbehållare enligt uppfinningen speciellt fördelaktig för cylindrar som frekvent hanteras och transporteras för återfyllning, exempelvis cylindrar för lagring av C02 och som nyttjas inom livsmedels- och dryckesindustri.

Industriella anläggningar har nyligen annonserat att man är beredd att tillhandahålla bulkförsäljning av C02 vid låg temperatur för att undvika det höga trycket hos komprimerad gas. Lagringsbehållare och cylindrar enligt uppfinningen kan med fördel användas för att lagra och transportera till vätskeform överförd C02 med optimerade parametrar. 522 458 in 53 Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av behållare för lagring av fluider av kryogen temperatur enligt uppfinningen är välkänt för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt från den beskrivning som givits häri.

Rör Flödesledningar i fördelningsnät omfattande rör tillverkade av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har sträckhållfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F) tillhandahålls. Det ultrastarka, låglegerade stålet innehåller företrädesvis mindre än omkring 7 vikt% nickel och hellre företrädesvis mindre än omkring 5 vikt% nickel. Det ultrastarka, låglegerade stålet har företrädesvis sträckhàllfasthet högre än omkring 860 MPa (125 ksi) och heller företrädesvis högre än omkring 900 MPa (130 ksi). Ännu hellre tillverkas rören i flödesfördelningsnätet enligt uppfinningen av material omfattande ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och som har sträckhàllfasthet överstigande omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Sådana rör tillverkas företrädesvis av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri.

Fig. 6 visar ett flödeslednings-fördelningsnåtsystem 60 enligt uppfinningen. I en utföringsform inkluderar flödeslednings-fördelningsnätsystemet 60 rördragning, såsom primärdistributionsrör 61, sekundärdistributionsrör 62 och inkluderar lagringsbehållare 65 för slutanvändning. Huvudlagringsbehållaren 64 och tertiärdistributionsrör, och en huvudlagringstank 64 samt lagringsbehållarna 65 för slutanvändning är samtliga konstruerade för kryogen drift, dvs. lämplig isolering finns. Vilken som helst tillämpbar typ av isolering kan användas, och utan att fördenskull begränsa uppfinningen, kan exempelvis väljas högvakuumisolering, expanderat skum, gasfyllda granuler och fibröst material, evakuerade granuler, eller multiskikt isolering. Val av 522 458 54 tillsvarande isolering beror av prestandakrav, enligt vad som är välkänt för fackmannen inom området för kryogen teknik. Huvudlagringsbehållaren 64, rördragningen, såsom primärdistributionsrören 61, sekundärdistributionsrören 62 och slutanvändning är företrädesvis samtliga tillverkade av stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och med sträckhållfastheter högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F), och hellre tillverkade av stål innehållande mindre än omkring 3 vikt% nickel och med sträckhállfastheter högre än omkring 1000 MPa (145 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). Dessutom är huvudlagringsbehàllare 64, rördragning, exempelvis tertiärdistributionsrören 63 samt lagringsbehållarna 65 för primärdistributionsrör 61, sekundärdistributionsrör 62 och tertiärdistributions- rör 63 samt lagringsbehållare 65 för slutanvändning samtliga företrädesvis tillverkade av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri. Andra komponenter i distributionsnätsystemet 60 kan tillverkas av ultrastarka, låglegerade stål med utmärkt seghet vid kryogen temperatur enligt vad som beskrivits häri, eller av andra lämpliga material.

Möjligheten till att distribuera fluider som skall användas under kryogena temperaturbetingelser via ett flödeslednings-distributionsnätsystem innebär att det erfordras mindre on-site lagringsbehållare än vad som skulle behövas om fluiden skulle transporteras via tankbil eller järnväg. Den primära fördelen ligger i reduktion av erforderlig lagring beroende på det faktum att det finns en kontinuerlig inmatning, istället för periodisk matning, av trycksatt fluid av kryogen temperatur.

Konstruktionskriteria och metod för tillverkning av rör för flödeslednings- fördelningsnätsystem för fluider av kryogen temperatur enligt uppfinningen är välkänt för fackmannen på området, i synnerhet med utgångspunkt fràn den beskrivning som givits häri. 522 458 55 Processkomponenterna, behållarna och rören enligt uppfinningen används med fördel för att inrymma och transportera trycksatt fluid av kryogen temperatur eller kryogena fluider vid atmosfärstryck. Processkomponentema, behållarna och rören enligt uppfinningen används dessutom med fördel för att inrymma och transportera trycksatta icke-kryogena fluider. Även om uppfinningen har beskrivits i termer av en eller flera föredragna utföringsformer, inses att andra modifikationer kan göras utan att uppfinningstanken fràngás, sådan den presenteras i de bifogade kraven. 522 458 Ordlista: Ac1 transformationstemperatur: Ac3 transformationstemperatur: Ar1 transformationstemperatur: Arg transformationstemperatur: CFZ: konventionell LNG: kylningshastighet: kryogen temperatur: CTOD: DBTI' (duktil till skör övergångstemperatury 56 den temperatur vid vilken austenit börjar att bildas under värmning; den temperatur vid vilken transformation av ferrit till austenit är fullbordad under värmning; den temperatur vid vilken transformation av austenit till ferrit eller till ferrit plus cementit är fullbordad under kylning; den temperatur vid vilken austenit börjar att transformeras till ferrit under kylning; kontrollerad fyszon; till vätskeform överförd naturgas vid atmosfärstryck och vid omkring -162°C (-160°F); kylningshastighet vid centrum, eller väsentligen centrum, av plåttjockleken; samtliga temperaturer lägre omkring -40°C (-40°F); spricktoppöppningsförskjutning; avgränsar de två frakturregimerna i strukturellt stål; vid temperaturer under DBTT, beroende tenderar fel att uppkomma på lågenergiklyvningsfraktur (sprödhet), medan vid temperaturer över DBTT, tenderar fel att uppkomma på grund av högenergiduktilfraktur; 522 väsentligen: GMAW: hårdgörande partiklar; HAZ: interkritiskt temperaturintervall: Kjgï kJ låglegerat stål: MA: maximalt tillåten sprickstorlek: M02CI Ms transformationstemperatur: trycksatt till vätskeform överförd naturgas (PLNG): 458 r 57 i det närmaste 100 volymprocent; gasmetallbågsvetsning; en eller flera av s-koppar, MogC, eller karbiderna och karbonitriderna av niobium och vanadium; värmepåverkad zon; från omkring Acj transformationstempera- turen till omkring Ac3 transformations- temperaturen vid värmning och från omkring Arg transformationstemperatur till omkring An transformationstemperaturen vid kylning; kritisk spänningsintensitetsfaktor; kilojoule; stål innehållande järn och mindre än omkring 10 vikt% totalt legeringstillsatser; martensit-austenit; kritisk spricklängd och djup; en form av molybdenkarbid; den temperatur vid vilken transformation av austenit till martensit börjar under kylning; till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och vid temperatur av omkring -123°C (-190°F) till omkring -62°C (-80°F); 522 458 ppmI till övervägande delen: forcerad kylning; kylningsstopptemperatur (QST): QST: ämne: sträckhållfasthet: TIG svetsning: Tn, temperatur: USPTO: svets: 58 delar per miljon; minst omkring 50 volymprocent; accelererad kylning med vilka som helst medel, där en fluid används och väljs för dess tendens att höja kylningshastigheten för stål, till skillnad från luftkylning; den högsta, eller väsentligen högsta temperatur som nås på ytan av plåten efter att den forcerade kylningen avslutats, beroende på att värme transmitteras från mittjockleken av plåten; kylningsstopptemperatur; stålstycke av godtyckliga dimensioner; förhållande mellan maximal belastning till ursprunglig tvärsektionsarea vid sträck- spänningstest; volfram/inertgassvetsning; temperaturen under vilken austenit ej rekristallierar; United States Patent and Trademark Office; och svetsfog inkluderande: (i) svetsmetall, (ii) den värmepåverkade zonen (HAZ), och (iii) basmetallen i den "omedelbara närheten” av HAZ. Den andel av basmetallen som anses ligga inom ""den omedelbara närheten" av HAZ, och sålunda utgör del av svetsen, varierar 01 k) k) -b 01 W 59 beroende på av fackmannen välkända faktorer, exempelvis, utan att därför vara begränsande svetsens bredd, storleken på det föremål som svetsades, antalet svetsar som erfordrades för att tillverka föremålet, och avståndet mellan svetsarna. n e n voo- unna»- n e fun-e.

Claims (16)

10 15 20 25 30 522 458 nun u. 60

1. Värmeväxlarsystem (20), omfattande: (a) en värmeväxlarkropp (20a) lämpad för att inrymma fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), där nämnda värmeväxlarkropp (20a) är tillverkad genom sammanfogning av ett antal diskreta plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhâllanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att en fraktur uppstår; samt (b) ett flertal bafflar (24) inrymda i värmeväxlarkroppen (20a), kännetecknad av att (c) de diskreta plåtarna är av ett material omfattande làglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhällfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och en DBTT (övergångstemperaturen seg till skör) lägre än omkring -73°C (-100°F).

2. Värmeväxlarsystem (20), omfattande: (a) en värmeväxlarkropp (20a) lämpad för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och vid temperatur av -123°C (-l90°F) till omkring -62°C (-80°F), där nämnda värmeväxlarkropp (20a) är tillverkad genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtaroch där omkring 10 15 20 25 30 522 458 n nu :no 61 fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas utan att en fraktur uppstår, samt (b) ett flertal bafflar (24) inrymda i värmeväxlarkroppen (20a), kännetecknad av att (c) de diskreta plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och en DBTT lägre än omkring -73°C (- 100°F).

3. Kondensorsystem (12), omfattande: (a) kondensorkärl lämpat för att inrymma fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), där kondensorkärlet är tillverkat genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att en fraktur uppstår, och (b) en värmeväxlaranordning vilken står i kontakt med kondensorkärlet kännetecknad av att 10 15 20 25 30 522 458 62 (c) de diskreta plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och en DBTT lägre än omkring -73°C (- lOO°F).

4. Förångningssystem, omfattande: (a) ett förångningskärl lämpat för att inrymma en fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), där nämnda förångningskärl är tillverkat genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att en fraktur uppstår; och (b) en föràngningskärlet, värmeväxlaranordning (20a) inrymd i kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C(-100°F).

5. Separatorsystem (40), omfattande 10 15 20 25 30 522 458 63 (a) ett separatorkärl (41) lämpat för att inrymma fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), varvid nämnda separatorkärl (41) är tillverkat genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att en fraktur uppstår; och (b) minst en isolerande baffel (47) inrymd i separatorsystemet, kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C(-100°F).

6. Separatorsystem (40), omfattande (a) separatorkärl (41) lämpat för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och vid temperatur av omkring - 123°C (-190°F) till -62°C (-80°F), varvid nämnda separatorkärl (41) är tillverkat genom omkring sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas utan att fraktur uppstår; och 10 15 20 25 30 522 458 « » u u o v « ~ ,. 64 (b) minst en isolerande baffel (47) inrymd i separatorsystemet (40), kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

7. Processkolonnsystem (110), omfattande (a) en processkolonn (111) lämpad för att inrymma en fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), varvid nämnda processkolonn (111) är tillverkad genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att fraktur uppstår; och (b) en packning (120) inrymd i processkolonnen (111), kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F). 10 15 20 25 522 458 en u- 65

8. Processkolonnsystem (110), omfattande: (a) en processkolonn (111) lämpad för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och temperatur av -123°C (-190°F) till omkring -62°C (-80°F), varvid processkolonnen (111) är tillverkad genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtaroch där omkring fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhállanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas utan att fraktur uppstår, och (b) en packning (120) inrymd i processkolonnen (111), kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

9. Pumpsystem, omfattande: (a) ett pumphölje lämpat för att inrymma fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), varvid nämnda pumphölje är tillverkat genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda 10 15 20 25 522 458 n n e q I n a u n ~ . | v o , . ' 66 tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att fraktur uppstår, och (b) en drivkoppling (211) inrymd i pumphöljet, kännetecknat av att (c) ,plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

10. Pumpsystem omfattande: (a) ett pumphölje lämpat för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och temperatur av omkring -123°C (- 190°F) till -62°C (-80°F), sammanfogning av ett antal enskilda plåtaroch där fogarna mellan omkring varvid nämnda pumphölje är tillverkat genom nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas utan att fraktur uppstår, och (b) en drivkoppling (211) inrymd i pumphöljet, kännetecknat av att 10 15 20 25 30 - 522 458 67 (c) plátarna är av ett material omfattande- ultrastarkt, låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

11. Flamsystem (50), omfattande: (a) flamledning (51)lämpad för att inrymma en fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än -40°C (-40°F), varvid nämnda flamledning (51) är tillverkad genom omkring sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhàllanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att fraktur uppstår; och (b) en flamskrubber (54) anordnad i flamledningen (51), kontakt med kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

12. Flamsystem (50), omfattande: (a) flamledning (51) lämpad för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och temperatur av omkring -123°C (- 10 15 20 25 30 ~ 522 458 n .nu anno» n 68 190°F) till -62°C (-80°F), varvid nämnda flamledning (51) är tillverkad genom omkring sammanfogning av ett antal enskilda plåtaroch där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas utan att fraktur uppstår; och (b) en flamskrubber (54) anordnad i flamledningen (51), kontakt med kännetecknat av att (c) plàtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har ensträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

13. Flödeslednings-distributionsnätsystem (60), omfattande: (a) minst en lagringsbehàllare (65) lämpad för att inrymma fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur -40°C (-40°F), lagringsbehállare (65) är tillverkad genom sammanfogning av ett antal lägre än omkring varvid nämnda minst en enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att fraktur uppstår; och (b) minst ett distributionsrör (61;62) anordnat i förbindelse med lagringsbehållaren (65), 10 15 20 25 30 522 458 r uppe» - | ~ a u f. 69 kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

14. Flödeslednings-distributionsnätsystem (60), omfattande: (a) minst ett distributionsrör (61;62) lämpat för att inrymma en fluid vid tryck högre än omkring 1035 kPa (150 psia) och temperatur lägre än omkring -40°C (-40°F), varvid nämnda minst ett distributionsrör (61;62) är tillverkat genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta fluid utan att fraktur uppstår.; och (b) minst en lagringsbehållare (65) anordnad i förbindelse med distributionsröret (61;62), kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhållfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F)

15. Flödeslednings-distributionsnätsystem (60), omfattande: 10 15 20 25 30 522 458 n a a I o c | - .. 70 (a) minst en lagringsbehållare (65) lämpad för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och temperatur av omkring -123°C (-190°F) till omkring -62°C (-80°F), varvid nämnda lagringsbehållare (65) är tillverkad genom sammanfogning av ett antal enskilda plåtaroch där fogarna mellan nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas utan att fraktur uppstår; och (b) minst ett distributionsrör (61;62) anordnat i förbindelse med lagringsbehållaren (65), kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhàllfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).

16. Flödeslednings-distributionsnätsystem (60), omfattande: (a) minst ett distributionsrör (61;62) lämpat för att inrymma trycksatt till vätskeform överförd naturgas vid tryck av omkring 1035 kPa (150 psia) till omkring 7590 kPa (1100 psia) och temperatur av omkring -123°C (-190°F) till omkring -62°C (-80°F), (61;62) är sammanfogning av ett antal enskilda plåtar och där fogarna mellan varvid nämnda distributionsrör tillverkat genom nämnda enskilda plåtar har adekvat styrka och seghet vid nämnda 10 522 458 i 71 tryck och temperaturförhållanden för att inrymma nämnda trycksatta till vätskeform överförda naturgas; och (b) minst en Iagringsbehållare (65) anordnad i förbindelse med distributionsröret (61;62) kännetecknat av att (c) plåtarna är av ett material omfattande låglegerat stål innehållande mindre än 9 vikt% nickel och som har en sträckhállfasthet högre än 830 MPa (120 ksi) och DBTT lägre än omkring -73°C (-100°F).