制造波纹状冷轧不锈钢薄板的方法、波纹状薄板及密封隔热罐与流程

本发明涉及一种制造由不锈钢制成的波纹状薄板的方法。该制造方法更具体地旨在实施用于制造由波纹状不锈钢制成的薄板，该薄板用作在罐中运输和/或储存液化天然气(也被缩写为lng)的主密封膜。

背景技术：

1、通过本发明的制造方法获得的薄板，作为优选但非限制性的说明性示例，将能够用于生产结合在承载结构(例如船体)中的罐的隔热和密封壁。

2、这种罐例如是用于液化气体运输船上的储罐。它们必须完全密封，并具有足够的隔热性，以容纳低温下的液化气体并限制其蒸发。

3、参照图1a，这些壁通常由两个连续的密封膜组成，一个是主密封膜10，与容纳在罐中的产品接触，另一个是副密封膜30，设置在主密封膜10和承载结构50之间，这两个膜与两个隔热屏障20、40交替。因此，已知罐壁由与由不锈钢制成的主密封膜10相关联的主隔热屏障20和与柔性或刚性副密封膜30相关联的副隔热屏障40组成。该副密封膜30包括至少一个薄的连续金属薄板，例如由铝制成，胶合夹在两层玻璃纤维织物之间，粘合剂能够确保玻璃纤维织物和铝之间的粘合。这些罐的隔热和密封壁优选由预制板的组装件制成。通常，每个预制板具有矩形平行六面体的一般形式，从平面图中看出，主隔热件20和副隔热件40分别具有第一矩形和第二矩形的形式，其边基本上平行，第一矩形的长度和/或宽度小于第二矩形的长度和/或宽度，以便形成外围边界。相邻的副隔热件40的外围边界和主隔热件20的侧壁限定了通道24，通道24可以在罐的整个长度、宽度或高度上延伸。主隔热件20的连续性是通过将块体25插入通道24中而产生的。为了确保副密封膜30的连续性，在两个相邻板之间的接合处，在放置所述块体25之前，用一条柔性层35覆盖所述外围边界，该柔性层35包括至少一个连续的薄金属板。这些不同板的安装涉及非常严格的操作模式和很高的安装精度，以保证罐的隔热性和密封性。

4、罐壁的另一种变型部分地示于图1b中。在该变型中，这些壁也由两个连续的密封膜组成，一个是主密封膜10，与容纳在罐中的产品接触，另一个是副密封膜30，设置在主密封膜10和承载结构50之间，这两个膜与两个隔热屏障20、40交替。在该变型中，副密封膜30可以拉紧并由或具有高锰含量的合金制成，而波纹状主密封膜10由不锈钢制成。隔热屏障20、40的隔热板优选由增强聚氨酯泡沫制成。

5、这种船的罐承受着许多应变。因此，在填充罐之前将其冷却到非常低的温度(例如对于甲烷来讲，冷却至-160℃数量级，甚至接近-170℃)会产生应变，因为形成壁的各材料的各种热收缩。此外，该船在航行中会受到许多应变的影响，例如涌浪，这会引起其船体变形，从而导致罐的壁变形。货物的移动也会在罐的壁上产生过压或反压应变。

6、应该注意的是，一个或多个隔热件和膜的布置在上文中是通过示例的方式描述的，而不是限制性的。本发明更具体地涉及下文中所述的主密封膜。

7、主密封膜10包括在主密封膜表面上延伸的波纹。这些波纹的目的是给主密封膜以柔韧性，以顺应当罐冷却时钢的热收缩。因此，如图2所示，可以通过平坦区域11、波纹12和节点13来限定主密封膜的表面。因此，这些节点13源自变形，并且是构成薄板的材料的冶金转变的位置。其结果是节点13形成几何应力区。

8、当运输和/或储存液化天然气时，主密封膜10与液化天然气直接接触。因此，如上所述，当波纹状薄板用作运输和/或储存lng的主密封膜时，节点13是由于累积的疲劳而呈现出破裂风险增加的区域。事实上，船龙骨梁的弯曲运动使船的双层船体疲劳，因此也使膜疲劳。

技术实现思路

1、本发明旨在通过提供一种制造由波纹状不锈钢制成的薄板的方法，来缓解上述全部或部分问题，该薄板经过特殊的热处理，使得能够改变目标区域中材料的结构，从而通过提高其屈服强度而赋予由此获得的薄板更好的疲劳强度。

2、为此，本发明的主题是一种制造波纹状冷轧不锈钢薄板的方法，包括以下步骤：

3、提供冷轧不锈钢薄板，所述薄板的组成包括以下各项，下述含量以重量表示：

4、0.005％≤c≤0.05％，优选c≤0.03％；

5、0.1％≤si≤1％；

6、0.5％≤mn≤2％；

7、4％≤ni≤10.5％；

8、16％≤cr≤20％；

9、0％<n≤0.2％；

10、0％<p≤0.045％；

11、0％<s≤0.015％；

12、剩余的是铁和生产中导致的残留元素；

13、对由不锈钢制成的薄板进行变形，以获得包括目标区域的波纹状薄板，所述目标区域呈现出15％至45％之间，优选地小于35％的几何变形率，或者所述目标区域的截面减小率小于25％；

14、对所述波纹状薄板的目标区域进行热处理，所述热处理的温度和热处理持续时间根据所述不锈钢的组成来限定，以获得具有再结晶目标区域的波纹状薄板；和

15、对所述具有再结晶目标区域的波纹状薄板进行冷却。

16、在一个实施方式中，所述不锈钢的镍含量和氮含量(以重量表示)为4％≤ni≤8％和0.05％<n≤0.2％，以及所述热处理的持续时间根据所述热处理的温度限定：

17、 温度 持续时间 700℃ 15分钟至40分钟 750℃ 5分钟至20分钟 800℃ 3分钟至8分钟 850℃ 30秒至3分钟

18、在另一个实施方式中，所述不锈钢的镍含量和氮含量(以重量表示)为8％<ni≤10.5％和0<n≤0.1％，以及所述热处理的持续时间根据所述热处理的温度限定：

19、 温度 持续时间 750℃ 4分钟至15分钟 800℃ 2分钟至8分钟 850℃ 20秒至2分钟 900℃ 5秒至15秒

20、有利的是，对所述具有再结晶目标区域的波纹状薄板进行冷却以大于或等于50℃/s的速度进行。

21、有利地，所述热处理在连续炉中进行。

22、有利地，所述热处理和/或所述冷却在惰性或还原性环境中进行。

23、有利地，所述热处理在真空炉中进行。

24、在根据本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述热处理可以通过在所述目标区域上施用加热钟(heating bell)来进行。

25、有利的是，对所述具有再结晶目标区域的波纹状薄板进行冷却通过在回火流体中回火来进行。

26、有利的是，对所述具有再结晶目标区域的波纹状薄板进行冷却可以通过加压喷射回火流体来进行，优选在环境温度下。

27、根据本发明的制造方法可以进一步包括，在所述热处理之前清洁所述波纹状薄板的步骤。

28、本发明还涉及一种密封隔热罐，该罐包括至少一个通过这种制造方法获得的具有再结晶目标区域的波纹状薄板。

29、本发明还涉及一种波纹状冷轧不锈钢薄板，所述薄板的组成包括以下各项，下述含量以重量表示：

30、0.005％≤c≤0.05％，优选c≤0.03％；

31、0.1％≤si≤1％；

32、0.5％≤mn≤2％；

33、4％≤ni≤10.5％；

34、16％≤cr≤20％；

35、0％<n≤0.2％；

36、0％<p≤0.045％；

37、0％<s≤0.015％；

38、剩余的是铁和生产中导致的残留元素；

39、所述波纹状薄板包括限定至少一个目标区域的波纹，所述目标区域呈现出15％至45％之间，优选地小于35％的几何变形率，或者所述目标区域的截面减小率小于25％，并且其中，所述至少一个目标区域是再结晶的。

40、有利地，所述波纹状薄板具有沿第一方向的第一波纹和沿第二方向的第二波纹，所述第二方向与所述第一方向基本成直角，在所述第一波纹与所述第二波纹的相交处存在包括所述至少一个目标区域的节点。

41、本发明还涉及一种密封隔热罐，包括至少一个这样的波纹状薄板。