隨著世界經(jīng)濟和能源消耗的不斷增長，天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)高效的能源被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。中國LNG(液化天然氣)的消費量目前正以每年10%的速度增長， LNG體積小，便于經(jīng)濟可靠的遠距離運輸，并儲存在常壓LNG儲罐中。然而LNG儲罐是一個復(fù)合的多層結(jié)構(gòu)，內(nèi)罐由9%Ni鋼板焊接而成，緊靠內(nèi)罐的混凝土采用低溫鋼筋澆筑而成，最外層的混凝土采用普通鋼筋HRB355、HRB400 澆筑而成。因此對于內(nèi)層混凝土用低溫鋼筋不僅要求低溫下具有較高的強度和良好的韌性，還需較高的抗缺陷敏感性。
科研工作者根據(jù)低溫鋼筋穿水冷卻工藝特點，利用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)并結(jié)合理論分析得到不同規(guī)格低溫鋼筋穿水冷卻過程中的對流換熱系數(shù)。采用MSC Marc有限元軟件與現(xiàn)場試制結(jié)果對低溫鋼筋穿水冷卻過程進行了研究。研究了冷卻水流量、終軋溫度、穿水時間等工藝參數(shù)對低溫鋼筋溫度場和組織演變的影響。
模擬結(jié)果表明：當(dāng)冷卻水流量為120m3/h時，鋼筋芯部開始有珠光體轉(zhuǎn)變；當(dāng)冷卻水流量為400m3/h時，鋼筋芯部無鐵素體轉(zhuǎn)變；冷卻水流量為160～200m3/h時，所獲得的組織為針狀鐵素體與貝氏體。終軋溫度增加50℃，出水冷裝置后鋼筋表面溫度約增加10℃，返紅溫度約增加30℃；在200m3/h水流量下冷卻1.2 s，終軋溫度為1050℃時，其芯部組織為針狀鐵素體與細小的貝氏體。在相同水壓與水流量條件下，隨著穿水速度的增加，淬透層深度減小，返紅溫度增加。