[发明专利]一种LNG储罐和移动容器用9Ni钢/不锈钢复合钢板及其制造方法

说明书

一种LNG储罐和移动容器用9Ni钢/不锈钢复合钢板及其制造方法，该复合钢板包括基层和覆盖在基层至少一个表面上的复层，所述基层为9Ni钢，所述复层为奥氏体不锈钢。本发明经过坯料表面处理、焊合、加热、冷却、轧制、热处理工艺得到所述复合钢板，其复合界面剪切强度≥210MPa，‑196℃低温夏比冲击功≥100J，抗拉强度为680～820MPa，屈服强度≥50MPa，延伸率≥18％，剩磁强度≤30高斯。

技术领域

本发明涉及热轧钢板生产技术，具体涉及一种LNG储罐和移动容器用9Ni钢/不锈钢复合钢板及其制造方法。

背景技术

天然气，包括常规天然气、页岩气和未来的海底可燃冰等，因其储量巨大，相对清洁环保而倍受世界耗能大国的青睐。与此相对应，我国的天然气需求量也在急剧上升，至2013年，我国天然气表观消费量已达1650亿立方米，进口天然气达到530亿立方米左右。预计到2015年年底，我国天然气供应量将达到2680亿立方米，包括国内资源1940亿立方米和进口740亿立方米；2020年天然气供应量将达到4310亿立方米，包括国内资源2700亿立方米和进口1610亿立方米。到2015年，我国天然气消费量占全国一次能源消费总量的比重将增至9％，到2020年将继续提升至12％。

通常，天然气经液化后体积可缩小600倍，以-162℃液化天然气(liquided NatureGas，以下简称LNG)的形式存放在各种移动容器和固定储罐之中，以实现LNG的运输和存储。天然气供应量的急剧攀升将给各种容积的LNG移动容器和LNG储罐带来了巨大的市场需求，也将给制造这些容器和储罐所用的材料带来巨大的市场需求。

制造LNG容器和储罐所用的材料必须要在≤-162℃的低温环境下具有良好的韧性和必要的强度。其中，LNG移动容器和LNG储罐所用的材料通常是单纯的奥氏体不锈钢或含Ni在9％左右的9Ni钢。这两种材料的共同特点是具有极佳的低温性能，即便是在-196℃下仍能保持着良好的低温韧性。

然而，用来制造LNG容器和LNG储罐，单纯的奥氏体不锈钢和单纯的9Ni钢各有优缺点。奥氏体不锈钢的最大优点是防锈，不需要涂油漆，不产生磁化，它的缺点是强度偏低，其屈服强度仅为9Ni钢的40％左右，这就相当于在同等承载条件下，采用奥氏体不锈钢板制造LNG容器、储罐所需要的钢板厚度理论上要比9Ni钢板厚一倍以上。因此，即使考虑了不锈钢的单价仅为9Ni钢的60％左右，但其综合性价比仍较9Ni钢低。此外，当奥氏体不锈钢钢板达到一定厚度后，其生产制造和焊接施工也将变得十分困难。

正是因为上述特点，目前容积较小的LNG移动容器和小型LNG储罐一般采用单纯的奥氏体不锈钢制作，而对于大型LNG储罐(如容积大于等于5万立方米以上)则主要采用单纯的9Ni钢板制作。此外，对自重有严格限制的车载或船载LNG移动容器也倾向于采用单纯的9Ni钢板制作。随着LNG储罐的大型化，9Ni钢板在此行业内所占比例已经超过了奥氏体不锈钢钢板。

然而，在现有冶金工艺技术下，9Ni钢板的生产制造工艺却比奥氏体不锈钢钢板的生产制造更加复杂，更加困难。9Ni钢板现有生产工艺的不足如下：

1)9Ni钢在加热轧制过程中，板坯上生成的高温氧化铁皮致密，无法通过高压水除鳞等方式完全去除，导致成品钢板表面发生翘皮、麻坑等缺陷，严重时甚至报废。

为此，现有生产工艺是9Ni钢坯在加热轧制之前必须进行扒皮处理，并在扒皮后的钢坯上下表面上涂抹特殊的防高温氧化涂料，以防止和减少钢坯在加热过程中产生过多的高温氧化铁皮。而高温氧化铁皮一旦生成，就很难在轧制过程中加以清除。

2)9Ni钢板容易磁化。如果9Ni钢板剩磁强度超标，如大于等于50高斯，则容易导致在钢板焊接过程中发生“偏弧”现象，严重影响焊接质量。