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        LNG混凝土在超低溫低溫箱的降溫試驗

        時間:2025-06-19 11:15:02 作者:環(huán)儀小編 點擊:

        KNG即液化天然氣,在常壓下將氣態(tài)的天然氣冷卻約-165℃,LNG儲罐的外罐一般采用預應力混凝土結構,在要求保證一定抗拉強度的同時,要能夠承受液化氣泄漏時產(chǎn)生的壓力,并且需要在超低溫下保持其力學性能不破壞。LNG項目用的混凝土可能承受-165℃的超低溫,為此,我們進行了混凝土的降溫試驗研究。

        試驗設備:環(huán)儀儀器 超低溫低溫箱

        LNG混凝土在超低溫低溫箱的降溫試驗(圖1)

        試驗設計:

        1.不同降溫速率的試驗

        降溫速率不同,混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度,由此產(chǎn)生的溫度應力不同,內(nèi)部的溫度應力越大,越有可能對混凝土內(nèi)部的結構造成破壞,需要進一步通過測試混凝土內(nèi)部溫度梯度來計算溫度應力的大小。

        測試的混凝土試件采用100mmX100mmX100mm的立方體試件,試件中心預埋溫度傳感器,試驗分別以3℃/min和2℃/min的降溫速率和直接將試件浸泡在液氮里溫度變化的過程。降溫時,將試件放入超低溫低溫箱中,分別記錄環(huán)境溫度和試件中心溫度。

        2.混凝土內(nèi)部溫度梯度試驗

        本次試驗采用200mmx200mmx200mm的混凝土試件,中心預埋一根溫度傳感器,沿此傳感器至試件邊緣直線方向再等距預埋兩根溫度傳感器,由此可以分別測試距試件邊緣33、67、100mm(即試件中心),深100mm等3個部位的混凝土內(nèi)部溫度,從而計算溫度梯度。

        本試驗將試件放入超低溫低溫箱中以2.75℃/min的速率進行了降溫試驗。

        試驗結果分析:

        1.不同降溫速率的試驗結果

        LNG混凝土在超低溫低溫箱的降溫試驗(圖2)


        LNG混凝土在超低溫低溫箱的降溫試驗(圖3)


        LNG混凝土在超低溫低溫箱的降溫試驗(圖4)


        由圖3~5可知,隨著環(huán)境溫度降低速率的增大,試件中心溫度到達要求溫度的速度越快,當降溫速率分別為3℃/min和2℃/min時,試件中心溫度達到-165℃的時間分別為62min和90min,而把試件浸泡于液氮中時,僅用了約11min試件中心溫度即達到-196℃。

        2.混凝土內(nèi)部溫度梯度試驗結果

        LNG混凝土在超低溫低溫箱的降溫試驗(圖5)


        如圖所示,當以2.75℃/min的速率降溫時,試件中心溫度與環(huán)境溫度相差較大,已達到100℃以上,根據(jù)此溫差可能導致混凝土因溫度應力產(chǎn)生的破壞。但通過對比內(nèi)部3根溫度傳感器的數(shù)據(jù)來看,其內(nèi)部溫差很小,最大僅約為10℃,產(chǎn)生的溫度應力不足以破壞試件的內(nèi)部結構,因此,通過降低氣體在對試件降溫的方式,試件內(nèi)部溫度梯度不大。

        試驗結論:

        超低溫下混凝土抗壓強度時的降溫速率適宜為 2℃/min 左右,不適合直接將試件放入液氮浸泡;降溫時,雖然試件中心與環(huán)境溫度偏差大,但其內(nèi)部溫度梯度較小,由此產(chǎn)生的溫度應力不足以導致其結構破壞。

        如對以上試驗有疑問,可以咨詢環(huán)儀儀器相關技術人員。



        標簽: 深冷試驗箱

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