儲存和運輸容器：不銹鋼的應用不斷增長

　　當產品生產完成并準備進入市場時，需要把他們放在哪兒?當訂單拿到后，產品如何運輸?此文調查了在不同工廠使用的各種類型的儲存罐和運輸罐。無論是腐蝕性、重量考慮、衛生、環境或售后維修，當涉及到儲存和運輸產品時，不銹鋼正越來越多地取代碳鋼。在各種各樣的不銹鋼 中，雙相鋼由于具有更好的強度-重量比和抗腐蝕性能，已經逐步取代了奧氏體不銹鋼。

　　1引言

　　隨著經濟越來越全球化，儲存和運輸也變得越來越重要。在一些特定環境中需要強度高、經久耐用的材料。這就是為什么不銹鋼正取代碳鋼且牌號不斷提高的原因。容器廣義上可以分為壓力容器(高溫高壓環境)和儲存運輸容器(常壓或接近常壓的環境)，。

　　2運輸

　　容器是為儲存和運輸服務的。在運輸環節，重量輕非常重要，因為較輕的重量可以節省燃料，提高有效載重。奧氏體不銹鋼如304L和316是標準材料，其制作的容器主要用來運輸食物、日用品和礦泉水。304已經被用來運輸柏油路的瀝青。但是3個意大利制造廠已開始使用LDX2101?，由于它有著更薄的容器規格且可減少重量，因此這種替代很具有吸引力。對于腐蝕性更強的物質，需要比304或316更強的材料，經濟型雙相鋼也許能解決這個問題。奧托昆普的經濟型雙相不銹鋼LDX 2101?被用來運輸硫酸。

　　3 制作儲存容器

　　儲存容器有多種形狀和尺寸。大部分是圓柱形的，一些較大的是垂直的，其他是水平的。儲存容器的頂部和底端是平的或是圓錐形的。底部為圓錐形的容器包括食物儲存罐(配有通過旋轉來混合物質的攪拌器)和用于釀造和釀酒的發酵罐。

　　儲存容器的材料和設計要考慮很多因素，包括儲存的物質、體積、儲存容器的尺寸和三維、結構和排水系統等。當然，標準也起著很重要的作用，根據國家、使用的目的(家庭用或是工業用)和潛在的風險(例如，儲存容器是否靠近排水道，是用于地下的、掩埋的還是地上的)的不同，標準也不同。在某些領域應用是需要對材料進行選擇的。例如化糞池使用碳鋼、不銹鋼、聚酯或纖維。儲存LNG，則可以從鎳合金或不銹鋼中選擇幾種鋼種。

　　使用不銹鋼的優點主要有抗腐蝕性、衛生、好的強度-重量比、幾乎無后續維修，不需要涂敷，無廢品且可循環使用。這是具有優異抗腐蝕性和高強度的經濟型雙相不銹鋼常取代碳鋼的原因之一。鑒于經濟型雙相鋼無論是初期投資成本還是生命周期成本都更加經濟，因此其被選用在幾個工程項目中。

　　容器的制作是一門高度專業的藝術，制作廠和客戶可以選擇在商店或者現場制作，也可以選擇焊接或者鉚接的方式組裝。由于現場空間的局限性，對大容器來說，通常選擇在現場制作。制造廠在發送容器組件時會同時派遣職工來指導現場制作過程。容器可由薄卷板卷成圈來制作。開平機用來制作由卷板制成的容器，按照從上到下的方式制作以避免腳手架的危險。相比鉚接，焊接(通常采用藥芯焊絲保護焊的方法)更常用。焊接后，容器經機械清理、酸洗來修復表面。在儲存藥物或食物時，需要高度的硬度和光滑度，以此來提高清潔度并且確保儲存物質的純凈度。

　　在儲存腐蝕性強的物質時，焊接更加安全。但是鉚接也有其一定優勢：現場施工時間短，容器可拆卸并可快速移動。有時可移動性是很重要的，例如，一個農民想把沼氣罐從一個地方轉移到另一個地方時。

　　4制造工業

　　對衛生和抗腐蝕性的要求越高，使用不銹鋼的可能性就越大。儲油罐很少使用不銹鋼，然而在儲存和輸運某些特定類型的食物飲料、飲用水、廢水或者化學物品時，經常使用不銹鋼。在原來使用奧氏體不銹鋼的地方，雙相不銹鋼逐漸取代其位置，這一趨勢變得常態化。尤其是在較大、較重的容器上，雙相不銹鋼可以減輕重量并且有著更好的強度。當需要更高的抗應力腐蝕性能時，雙相不銹鋼比304或者316更具有吸引力。新近開發的牌號如LDX 2101?，LDX 2404?和NSSC 2120可以取代奧氏體不銹鋼應用在許多工業上：飲食行業、日用品、化學、紙漿造紙、飲用水、廢水和熱水儲存容器。

　　在飲食和日用品行業中，小容器一般由304L和316L制成。當飲食行業存在腐蝕性更強的介質時，如鹽、腌制食品、醬油、番茄醬或糖漿，則需要用到更高級別的鋼種，如904L、254 SMO?或雙相不銹鋼鋼。經濟型雙相鋼被越來越多的應用到儲存蜂蜜或食用油的大容器上。LDX 2101?已被應用到棕櫚油的儲存罐和玉米筒倉中。在煉糖廠，糖漿在80℃會引起316L的應力腐蝕開裂。由雙相2205替代316L作容器可解決這個問題。日用品行業是304L和316L主導的另一個行業。然而在一些應用中，它們的耐腐蝕性不夠。在用于奶酪鹽的鹽水中，其氯化鈉含量可以達到30%。在冰激凌制作過程中，制冷劑(氯化鈣)與蒸汽相混合會導致模具形成點蝕和應力腐蝕裂紋。在上述兩個例子中，6Mo式254 SMO?可有效地取代316L。釀造業材料也是由304L和316L主導，也有一些使用301LN。對于釀葡萄酒，材料316L是標準材料。然而，在葡萄酒和啤酒廠，雙相鋼(LDX 2101?)可以減輕重量(例如在西班牙的酒池公園)，其優良的強度可用作儲存像普洛賽克氣泡酒的帶有壓力的容器。

　　在化學、制藥和生物能源行業的儲存容器使用的材料范圍很廣，從奧氏體到6Mo、904L、雙相鋼、鎳基合金、鈦和鋅。溫度和腐蝕性是兩個很重要的因素，雙相鋼的使用只能在-40℃到250℃之間。在其他一些使用中性腐蝕劑的地方，經濟型雙相不銹鋼正在取代奧氏體鋼，以減小厚度、節約材料、減輕重量。一個例子是Acideka決定為新型儲存容器使用經濟型雙相鋼2304，結果比316L節省了20%的材料。在德國， Borger 用LDX2404?制作沼氣儲存容器，節省了25%的材料。

　　5液化氣

　　液化氣的儲存和運輸包含很多產品，包括氨氣，氬氣，二氧化碳，乙烯，液化石油氣，液化天然氣(LNG)，氧氣和氮氣。在溫度較高的冷卻條件下使用雙相鋼。例如，意大利公司OMSPMacola把雙相鋼2205和LDX 2101?應用在運輸液態二氧化碳油罐車的內殼板上。對于更冷的條件如運輸儲存LNG，要用鋼或不銹鋼鎳合金。LNG是液化后的甲烷氣體，為了便于運輸其體積減少到1/600。它的沸點大約是-162℃。如此低的溫度需要低溫脆性較好的材料。液化天然氣儲存罐類似巨大的熱水瓶，由地平面下的內殼和外殼組成。其結構多種多樣，但內殼都是由9%鎳材料組成的，以承受冷凍條件。在海洋中，液態天然氣是通過特殊雙殼運輸船運送的。運輸船有兩種類型：球形罐和膜式的運輸船。盡管球形系統(Kvaerner-Moss)早期使用9%鎳鋼，目前使用的是鋁合金罐?，F在常用的膜式系統，可以分成兩個子系統： No.96和Mark Ⅲ。No.96系統包含兩層膜，都由因瓦合金(36%Ni)制造。珠光體在兩層薄膜之間及外薄膜與內殼之間起絕緣作用。Mark Ⅲ系統由波紋的不銹鋼304L制成的初級膜和復合層壓材料制成的次級膜。在地上，液化天然氣罐車運輸天然氣的溫度為-196℃，其內殼通常使用304L，外殼使用附有涂層的碳鋼。

　　6核廢料存儲

　　根據輻射程度和持續時間，核廢料可分為三種：低級、中級和高級。儲存高級別的核廢料(HLW，從自身裂變過程中產生)是一個很棘手的問題。長期儲存仍然是難以達到的目標，特別是工程結束后，在尤卡山建的儲藏地也會被一起放棄。

　　對于高級別的廢料來說，最常用的儲藏方式是?；?，如把放射性液體廢料與玻璃混合形成固態化合物。把固態化合物放入具有兩層壁的罐中，壁材料為由硼酸處理過的304L不銹鋼。添加硼是為了吸收更多的輻射。盡管最近發展的預合金粉末冶金技術已大大降低了生產成本，但這種合金仍很難生產。

　　在容器的制造上，不銹鋼在很多地方已取代了碳鋼。在不銹鋼容器領域，雙相鋼開始取代奧氏體鋼，考慮到鎳的價格，雙相鋼原材料更加節約成本。雙相鋼的另一大優勢是可以減輕重量，從而使運輸、現場建造和拆除更加容易。在較小的設備上，使用雙相鋼優勢不大，但是在較大的設備中，重量是一個很重要的因素，因此雙相鋼的優勢會更加明顯。