[发明专利]一种超低温等温型温度场

说明书

本发明提供了一种超低温等温型温度场，其特征在于：该温度场包括对称设置在试样两侧用于提供超低温的保温槽，保温槽开口的一侧与试样相对设置，所述保温槽包括槽体及设置在槽体外部的储氮罐，该槽体内从上到下等间隔设置有n个隔板，n个所述隔板将槽体在竖直方向上分成n+1个相互独立的保温仓，每一个保温仓内均对应设置有通气管，每一个通气管上均匀的开设有通气孔，每一个通气管均通过相对应的输液管与储氮罐相连通，本发明的保温槽能提供较稳定的温度场，能够实现大规格试样不同位置处的同步降温。

技术领域

本发明涉及大尺寸抗断试验中超低温等温型温度场的建立技术领域，具体涉及一种超低温等温型温度场。

背景技术

随着全球经济的快速发展和各国对环保的重视，使得天然气（LNG）需求量与日剧增， LNG国际贸易的主要运输方式为海上运输，随着全球对天然气需求量的增长，LNG船得以迅速发展。由于LNG的可燃性和超低温，为保证储罐具有较高的安全性，对处于超低温环境下使用的内罐结构材料的性能要求极高，不仅要具备较高的强度，还要保证母材和焊接接头在超低温条件具有一定的塑性和抗裂能力。传统的LNG储罐建造材料采用的是昂贵的镍系低温钢。与镍系低温钢相比，高锰钢的低温韧性、耐疲劳性、耐腐蚀性等性能与目前广泛应用的9%Ni钢相当，但其塑性远优于9Ni钢，由于其优异的性能和相对低廉的价格，在船用LNG储罐上获得了越来越广泛的应用。船用LNG储罐高锰奥氏体钢服役温度约为-165℃，在此温度下，钢板及焊接接头的性能尤其是抗断性能和止裂性能与常温下存在较大差异，为保证结构的安全，低温环境条件下高锰钢应具有良好的抗断性能和止裂性能，为正确评价钢板的抗断性能和止裂性能，需提供钢板在-165℃进行试验的条件，能够真实反映钢板的实际性能，采用较大的试样尺寸进行试验，在现有的超低温等温场通常是采取输入液氮的方式提供超低温条件，液氮从上往下流动过程中所吸收的热量并不均匀，试样从上往下不同部位的温度不能保持一致，导致试样从上往下不同部位的温度不能保持一致。由于不能建立均匀而又稳定-165℃等温温度场，高锰钢在-165℃下的抗断性能和止裂性能无法得到有效考核。

-165℃试验属于超低温试验，而目前-165℃低温技术常以超低温凝固点有机溶剂为介质，通过添加液氮降温实现-165℃低温的实现。但该类低温凝固点有机溶剂易燃、易挥发，对于大尺寸工程型试验来说，所需冷却介质多，试验现场环境复杂，危险性较大，因此，难以采用该种试验方法建立-165℃温度场。液氮介质温度为-196℃，而工程型试样尺寸又较大，若没有合适的液体作为介质，将很难建立均匀而又稳定的-165℃温度场。

由于目前尚未找到合适的液体作为介质用于建立-165℃温度场，由于没有合适的液体介质，超低温试验中通常采用海绵钛作为保温介质，海绵钛由于较为疏松，内部有较多空洞，能够吸纳一定量的液氮，用以维持温度场的稳定，但由于该类试验保温区域较大，海绵钛吸附液氮能力相对较差，采用海绵钛作为保温介质并不能保持温度稳定。且深缺口抗断试样和ESSO试样均为大尺寸试样，需要的保温区域比较大，这使得建立均匀而又稳定的-165℃温度场变得尤为困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超低温等温型温度场，本发明的保温槽能提供较稳定的温度场，能够实现大尺寸试样不同位置处的同步降温。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种超低温等温型温度场，其特征在于：该温度场包括对称设置在试样两侧用于提供超低温的保温槽，保温槽开口的一侧与试样相对设置，所述保温槽包括槽体及设置在槽体外部的储氮罐，该槽体内从上到下等间隔设置有n个隔板，n个所述隔板将槽体在竖直方向上分成n+1个相互独立的保温仓，每一个保温仓内均对应设置有通气管，每一个通气管上均匀的开设有通气孔，每一个通气管均通过相对应的输液管与储氮罐相连通。

进一步的，所述隔板的个数n为1~4个。

进一步的，所述隔板的个数n为2个。

进一步的，每一个保温仓内均填充有保温介质。

进一步的，所述保温介质为棉纱。