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图6
100L多屏绝热液氦容器
低温压力容器和管道的典型结构⑺
⑶ 液化天然气储存容器
2018/10/7 图7
东京煤气公司130000 M3地下液化天然气储罐
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低温压力容器和管道的典型结构⑻
⑷ 低温液体输送压力管道及设备
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1、摆动杆；2、可拆卸的罩；3、阀。 图8 低温阀门
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低温压力容器的结构材料
表2 各国按常规设计钢制容器规范的低温界线
国家 美国 日本 规范名称 ASMEⅧ-1 JISB8270 低温界线 ＜－30℃ ＜－10℃
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德国 AD规范 ＜－10℃
法国 非直接火受压设备设计规范 ≤－20℃
英国 BS5500 ＜0℃
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低温压力容器和管道的典型结构⑴
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
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低温压力容器和管道的典型结构⑷
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
1、外壳体；2、内容器；3、吊杆；4、排液阀；5、排液管。
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图4
38M3铁路液氧槽车
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低温压力容器和管道的典型结构⑸
⑵ 液氢和液氦压力容器
1 2 3 4 5 6 7 液氮注入和排除 液氢阀 液氢注入和排除 辐射屏 聚四氟乙烯缓冲块 叠片绝热支承 氮排气管
低温压力容器内胆常采用奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金（钛）；液 化天然气的内胆也可用9%Ni镍钢和36%Ni钢（镍合金）；液氟容器内胆多 用蒙乃尔合金或不锈钢。低温压力容器外壳常用碳钢（如Q235 、 16MnR 等）。内胆与外壳连接管道和构件常用奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金。
低温液体名称 硫化氢 二氧化碳 乙炔 乙烷 乙烯 氪 甲烷 氧 氩 氟 氮 氖 重氢 2018/10/7 氢 化学符号 H2S CO2 C2H2 C2H6 C2H4 Kr CH4 O2 r F2 N2 Ne D2 H 沸点（℃） －60.3 －78.4 －84.02 －88.63 －103.71 －153.36 －161.45 －182.93 －185.86 －188.12 －195.8 －246.06 －249.49 －252.77 铝合金、铜 铜、0Cr18Ni9Ti 真空型绝热
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 盖 内颈管 内胆 外壳 拉手 支承垫 铝壳 吸附剂 弹簧 抽气管 抽气管护罩
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图1
15L杜瓦容器
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低温压力容器和管Βιβλιοθήκη 的典型结构⑵⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
1、仪表箱；2、液氧蒸发器；3、抽真空管；4、盖板
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图2
CF-100000液氧储槽
低温钢制压力容器（低温用钢）
19世纪末以来，在严寒地带的铁轨、桥梁和结构件曾发生 一系列低温脆性断裂事故。 钢的冷脆是压力容器材料脆化最重要的类型。所谓冷脆 性是指金属材料在低温下呈现韧性降低，脆性增大的现象。 对于在低温下工作的受压元件，考虑钢材冷脆性是选用钢材 的基本要求。对于高温下工作的承压设备，虽然在运行状态 下塑性良好，但在室温下进行水压试验时，仍有可能发生脆 性破坏，这也属于冷脆问题。本世纪纪 40 年代以来，许多压 力容器、管道、化工设备及大型结构等焊接结构，多次发生 脆性破坏，造成了巨大的损失。为了避免发生破坏，在水压 试验时规定了不同的最低温度值。 当温度逐渐降低时，材料的破坏型式将由延性断裂转变 为脆性断裂，其转变点的温度称为韧脆转变温度。这是材料 低温韧性的重要指标。
低温压力容器的低温界限
1、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结，包括 失效、破坏的经验总结。所以各国根据各自的使用经验，人 为划分低温界线。我国压力容器规范多年来习惯把小于或等 于-20℃作为低温界线。实践表明这样划分具有足够的安全 性。目前世界各国按常规设计的压力容器规范，对低温压力 容器划分的温度界限各不相同，如表2所示。 2、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使 用（包括制造）过程中，无论在常温或低温下使用，都应具 有一致的韧性要求，以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。 因此，按应力分析法进行设计的压力容器规范，如ASMEⅧ-2， 中国的JB4732都不划分低温与常温的温度界限。
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采用的金属材料 3.5Ni钢 06MnNb钢
容器结构
双壁
5.5Ni钢、9Ni钢 铝合金 36%Ni钢 9Ni钢、铜 铝合金 0Cr18Ni9Ti 20Mn23Al
真空型绝热
低温钢制压力容器（标准规范）
国内： 1 GB150-1998《钢制压力容器》； 2《压力容器安全技术监察规程》； 3 JB4732《钢制压力容器分析设计标准》。 国外： 1 美国ASME锅炉压力容器规范Ⅷ-1、Ⅷ-2； 2 英国 BS5500-1997《非直接受火熔焊压力容器规 范》； 3 德国AD《压力容器规范》； 4 日本JISB8270-1993《压力容器基础标准》； 5 日本JISB8240-1993《制冷用压力容器结构》； 6 法国 CODAP-1995《压力容器构造》。 2018/10/7 11
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低温钢制压力容器-影响低温韧性因素
1 、晶体结构因素：体心立方结构的铁素体钢脆性转变温度较高， 脆性断裂倾向较大；面心立方结构金属如铜、铝、镍和奥氏体钢则没有 这种温度效应，即不产生低应力脆断。 2、化学成分的影响：对低温压力容器而言，增加含碳量将增大材料 的脆性，提高脆性转变温度，低温用钢含碳量不超过 0.2%。锰、镍改善 钢材低温韧性，少量V、Ti、Nb、Al弥散析出碳化物和氮化物，进行沉淀 强化改善钢材低温韧性。 3、晶粒度的影响：晶粒尺寸是影响钢低应力脆断重要因素。细晶粒 使金属有较高断裂强度，且使脆性转变温度降低。 4、夹杂物的影响：磷易产生晶界偏析，钢中的氧以各种氧化物的形 式在晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度，导致低应力脆断。 5、热处理和显微组织影响：对钢的低应力脆断有很大影响。调质处 理可以改善钢材低温韧性，但回火温度不应过高；正火处理用得最多； 退火处理组织粗大，一般不采用。 6、冷变形的影响：冷变形使钢的韧性降低，应变时效使低温韧性恶 化，脆性转变温度升高。 7、应力状态的影响：焊接接头中有裂纹存在又具有残余应力时，低 应力脆断性质更为明显。 2018/10/7 13
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9 10
氢排气管
氢安全阀 氮安全阀
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图5
液氮保护的液氢容器
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低温压力容器和管道的典型结构⑹
⑵ 液氢和液氦压力容器
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抽气铅管 铅管护罩 颈管 铜翅片 多层绝热 外壳 传导屏 内胆 加强圈 支承短管 吸附腔 吊钩 不锈钢丝绳 底座
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低温压力容器和管道的典型结构⑶
⑴ 液氧、液氮和液氩压力容器
1、真空封口；2、支承；3、输液管；4、定点液位计；5、引线管；6、挡板；7、外 壳；8、吸附剂；9、安全阀；10、增压系统；11、压差液位计；12、盖板；13、仪 表板、14、内胆；15、增压管。
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图3
WYN-180型运输用低温容器