CN101200213B - 采用波状粘接条以胶粘固定液化气运输罐绝热装置的方法 - Google Patents

采用波状粘接条以胶粘固定液化气运输罐绝热装置的方法 Download PDF

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Abstract

一种采用粘接条(3)将第二绝热装置(4)粘接到船的内壳体(1)以制造运输液化气的密封绝热罐的方法，其中所述粘接条优选为环氧树脂胶粘剂，所述罐包括两个连续的密封层障，这两个密封层障与由第一和第二绝热装置(5，4)构成的两个绝热层障交替布置，所述第一和第二绝热装置由胶合板板条制成并包含或者承载绝热材料，所述次级绝热层障的第二绝热装置(4)被直接固定到所述内壳体(1)上，所述方法包括：将粘接条(3)按相互平行的线施加于所述第二绝热装置(4)的板条的底面；将所述第二绝热装置(4)安置于船的内壳体(1)，及将所述第二绝热装置压向所述内壳体直到胶粘剂聚合，其特征在于：将至少两个所述粘接条(3)按平行的波状线布置在所述第二绝热装置(4)的至少一板条的底面上。

Description

采用波状粘接条以胶粘固定液化气运输罐绝热装置的方法
技术领域
本发明的技术领域涉及将密封绝热罐固定在支撑结构上，尤其是固定在用于海上运输液化气、特别是用于运输具有高甲烷含量的液化天然气的船只壳体上。
背景技术
在法国专利2265603、2798902、2683786、2691520和2724623中已经阐述了这种类型的密封绝热罐的制造方法，所述罐包括两个连续密封层障，这两个密封层障与两个称为绝热层障的隔热层交替布置。被称为初级密封层障的第一密封层障与液化气接触，而被称为次级密封层障的第二密封层障布置在两个绝热层障之间。各个层障彼此固定，并且次级绝热层障通过本领域技术人员熟知的各种方法被固定到船的内壳体。
在这些实施例中，初级和次级绝热层障由一系列绝热装置组成，这些绝热装置或是填充绝热材料的封闭的平行六面体箱体，或是由粘接在承载板上的绝热泡沫块组成。由于胶合板的成本和它的绝热性能，因此胶合板被用作制造箱体板或承载板的材料。然而，使用胶合板的缺点之一就是它具有各向异性，并且根据应力是沿着其外层板纹理的方向施加还是相对其纹理方向横向地施加，其力学性质也会有所不同。
首先借助安插在内壳体中的螺栓进行组装，然后将绝热装置通过它们的外板条相当简单地粘性连接到所述表面，来使绝热装置固定至内壳体。在第二种方式中，用来进行粘性连接的材料通常为环氧树脂胶粘剂，其以条的形式施加在面向内壳体布置的绝热装置的表面上。在现有技术中，条呈直线形地布置在绝热装置的板条上并且彼此平行。
除了将绝热装置保持在内壳体上以外，这些粘接条还可以通过适应壳体的形状来弥补壳体不可避免的不规则性。在安装操作中，绝热装置通过公知的方式安置在内壳体上，从而粘接条在聚合前被压向内壳体，且因此能够完全贴合它的形状。由此肯定会得到高质量的粘性连接。通过聚合作用，胶结条发生固化，并且然后可作为完全刚性的材料。
由于来源于罐内部的作用力通过绝热装置的板条被传递到内壳体，因此这些板条需要承受施加于它们的压力和张力，而胶合板的结构不会发生破裂。因此有必要使粘接条彼此之间的距离不能太远，且因此需要防止作用力施加到离粘接条太远的木料上。
此外由于需要大量的胶粘剂，因此粘接条的大量使用具有显著增加船运液化气罐的生产成本的缺点。一方面，粘接条必须具有相对较大的横截面，从而抵消内壳体的不规则性，另一方面，如果将粘接条首尾相接地布置，则一艘中等大小的船所需要的粘接条的总长度可能达到数十公里，甚至大约一百公里。
发明内容
本发明的目的就是要克服这些缺点，提供一种花费较低的方法来用粘接条将绝热装置粘性连接到内壳体上，同时使所述绝热装置的板条保持对施加于它们上的压力或者拉力的高的抵抗力，甚至是增大这个抵抗力。
因此，本发明的主题是一种采用粘接条将第二绝热装置粘接到船的内壳体以制造运输液化气的密封绝热罐的方法，其中所述粘接条优选为环氧树脂胶粘剂，所述罐包括与罐内容纳的产品接触的初级密封层障和位于所述初级密封层障和船的内壳体之间的次级密封层障这两个连续的密封层障，这两个密封层障与由第一和第二绝热装置构成的两个绝热层障交替布置，所述第一和第二绝热装置由胶合板板条制成，并包含或者承载绝热材料，而所述两个绝热层障中，被称为初级绝热层障的第一层障由所述次级密封层障承载，并且支撑着所述初级密封层障，而被称为次级绝热层障的第二层障支撑着所述次级密封层障，并且其第二绝热装置被直接固定到所述内壳体上，所述方法包括：将粘接条按相互平行的线施加于所述第二绝热装置的板条的底面，将所述第二绝热装置安置于船的内壳体，将所述第二绝热装置压向所述内壳体直到胶粘剂聚合，其特征在于：将至少两个所述粘接条按平行的波状线布置在所述第二绝热装置的至少一板条上。
优选地，两条连续的波状线之间的距离大于或等于100mm。
优选地，所述波状线是正弦曲线。
优选地，所述正弦曲线的周期与振幅的比率大致等于8。
本发明的另一个主题是一种固定于船的内壳体的密封绝热罐，所述罐包括与罐内容纳的产品接触的初级密封层障和位于所述初级密封层障和船的内壳体之间的次级密封层障这两个连续的密封层障，这两个密封层障与由第一和第二绝热装置构成的两个绝热层障交替布置，所述第一和第二绝热装置由胶合板板条制成，并包含或者承载绝热材料，而在所述两个绝热层障中，被称为初级绝热层障的第一层障由所述次级密封层障承载，并支撑着所述初级密封层障，而被称为次级绝热层障的第二层障支撑着所述次级密封层障，并且其第二绝热装置借助粘接条被直接固定到所述船的内壳体上，其中所述粘接条优选为环氧树脂胶粘剂，并按相互平行的线布置在所述第二绝热装置的板条的底面上，其特征在于，至少两个所述粘接条按平行的波状线布置在所述第二绝热装置的至少一板条上。
优选地，两条连续平行的波状线之间的距离大于或等于100mm。
优选地，所述波状线是正弦曲线。
优选地，所述正弦曲线的周期与振幅的比率大致等于8。
附图说明
参考所附的示意图，以纯解释性和非限制性的例子对本发明的一个实施例进行下述详细解释说明，本发明将更容易理解，且其目的、细节、特征和有关优点也将更加清楚，附图中：
-图1是根据现有技术的一实施例的绝热系统的剖面图，所述绝热系统包括两个密封层障和两个绝热层障；
-图2是根据现有技术的另一实施例的相同绝热系统的透视图；
-图3是根据本发明的一实施例的第二绝热装置的仰视图；
-图4是根据本发明的一实施例的粘接条形状的细节视图。
具体实施方式
参看图1，可看到运输液化气的船的内壳体1，用于使第二绝热装置4在其安装过程中保持在位的螺栓2已固定至所述内壳体，这些绝热装置制成放置于承载板条上的泡沫块的形式，以构成次级绝热层障。这些第二绝热装置4通过粘接条3被固定于内壳体1，这些粘接条3相对第二绝热装置的最大尺寸成横向地布置在绝热装置的承载板条的底面上，并且第二绝热装置4在其安装过程中通过与螺栓2配合的固定部件与内壳体1保持接触。(注：为了语言描述方便，从现在起，无论第二绝热装置是用于放置在壳体的地板上、顶面上还是侧壁上，第二绝热装置的底面或者它的承载板条的底面都指的是处在与内壳体相对的那个表面)。
由第二绝热装置4构成的次级绝热层障在朝着罐中心的方向上，通过使用固定部件(未示出)而被次级密封层障6覆盖，所述次级密封层障本身又由初级绝热层障覆盖。同次级绝热层障一样，这个初级绝热层障由第一绝热装置5构成，与液化气接触的初级密封层障7固定到该第一绝热装置5。
参看图2，可看到现有技术的另一实施例，在该实施例中，绝热层障利用做成封闭平行六面体箱体形式的第一和第二绝热装置制成，其由胶合板制成，并且容纳绝热制品，如珍珠岩。从内壳体1开始，依次有次级绝热层障的第二绝热装置4、次级密封层障6、初级绝热层障的第一绝热装置5、及初级密封层障7。第二绝热装置4在其安装过程中通过固定部件2安装于内壳体1上，并且然后通过粘接条3与该内壳体粘性连接，这些粘接条相对第二绝热装置的最大尺寸成横向地预先布置在第二绝热装置的底部上。
参看图3，可看到第二绝热装置4的一个板条的仰视图，根据本发明的粘接条3与该第二绝热装置的最大尺寸成横向地布置在该板条上。因为胶合板板条的构造方法的缘故，层板的数目总是为奇数，并且外层板上的木材纹理是沿着板条的最小尺寸的轴线定向。该定向在图3中用轴线A-A表示。
参看图4，可看到根据本发明的粘接条的形状的细节，其中图示的波纹形状是周期为“L”、振幅为“a”的正弦形状。
现在接下来将对本发明相对于现有技术的优越性进行描述。
在现有技术的实施例中，粘接条是直线形的，且按一定长度均匀分隔开，该长度根据相应的第二绝热装置将在罐中安放的位置而变化，换句话说是根据它将承受的压力而变化。在罐底壁的区域(底面与侧面的较低部分)的情况下，有必要将粘接条布置得靠近一些，从而防止两个粘接条之间的木板发生断裂。通常，在同一第二绝热装置上的两个连续的粘接条之间采用100mm的间距。在那些将产生较小压力的区域(侧壁的较高部分以及顶面)，可采用较宽的间距。因而采用的间距通常为140mm。
由于罐内所盛液体的重量，使得构成第二绝热装置4表面的木板条在使用时要承受压力，但它们还必须能够承受在压舱操作中由内壳体1变形所产生的拉力。
胶合板的缺点有两种：
-受压时，它可能会沿着与粘接条平行的线发生弯曲损坏，因为承受均匀分布压力的底面只由粘接条形成的线性边缘支撑，而在线性边缘之间是没有支撑的间隔。当粘接条在与胶合板的外层板的纹理相同的方向上取向时(参照图3)，这种脆弱性会进一步加重，而在实际操作中经常是这种情形。这是因为要求液化气运输船制造厂来操作配设粘接条的第二绝热装置，尤其是在施加胶粘剂的工序之后将第二绝热装置翻转以重新使底面对着地面定位。如果在该旋转过程中粘接条仍处于相同的平面，换句话说，如果他们被置于沿底面最小尺寸的方向上，那么这步操作将更可靠地进行。由于胶合板的构造，这种朝向与外层板的纹理方向正好一致；
-受张力时，胶合板的木料可能发生脱层，只剩下外层板的木料部分保持与粘接条连接，剩余部分从粘接条分离，因此使得第二绝热装置与内壳体分离。
胶合板的这些缺点阻止粘接条之间的间距太大，且因此也就不能降低在制造罐的绝热体时所需胶粘剂的用量。
本发明通过采用具有波纹状的条3来替换之前采用的直线形条，来解决这个问题，例如所述条3可以是如图3和4中所示的正弦曲线形。
在配设有具有各种间距的正弦曲线形条的板条上来做实验，正弦曲线的周期L是372mm，且振幅a是46.5mm。由比率L/a等于8来表征的这样一种正弦曲线的长度，比长度为L的相应直线区段长14％。
估算板条抵抗粘接条间弯曲断裂以及抵抗脱层的强度，并将其与装有间距为100mm或140mm的直线形条的板条的抵抗强度相比较。发现仅利用这些正弦曲线形条——其之间的间距比直线形条的间距大35％，可达到同样的弯曲断裂压力。
同样，抗脱层强度实验表明：利用这样一种正弦曲线形状(比率L/a等于8)，其抗脱层强度相对本身与胶合板的纹理平行设置的直线形条增加48％。这意味着：设置于第二绝热装置板条上的胶粘剂的长度可减小35％，而在抗脱层(delamination)方面实现的效力不会不会差于直线形条。
总的来说，相对于直线形条来说，采用比率L/a等于8的的正弦曲线形条在所需的胶粘剂用量上能够节省18％，同时还保持相同的弯曲断裂强度，甚至能获得更好的抗脱层强度。
显然也可以选择L/a比率不为8的其他正弦曲线，或者任何其它交替周期性形状(人字形、方形等)。所需的胶粘剂用量根据这些波纹状线条的形状或多或少。然而，线条之间的间距应该适当调整，从而利用所采用的波纹形状能保持充分的弯曲断裂强度。
尽管本发明是结合多个特定实施例进行介绍的，但很显然本发明不完全局限于此，且它包括所有与所述方式和它们的组合等效的技术，这些技术都落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种采用粘接条(3)将第二绝热装置(4)粘接到船的内壳体(1)以制造运输液化气的密封绝热罐的方法，所述罐包括与罐内容纳的产品接触的初级密封层障(7)和位于所述初级密封层障和船的内壳体(1)之间的次级密封层障(6)这两个连续的密封层障，这两个密封层障与由第一和第二绝热装置(5，4)构成的两个绝热层障交替布置，所述第一和第二绝热装置由胶合板板条制成，并包含或者承载绝热材料，而所述两个绝热层障中，被称为初级绝热层障的第一层障由所述次级密封层障(6)承载，并且支撑着所述初级密封层障(7)，而被称为次级绝热层障的第二层障支撑着所述次级密封层障(6)，并且其第二绝热装置(4)被直接固定到所述内壳体(1)上，所述方法包括：
a)将粘接条(3)按相互平行的线施加于所述第二绝热装置(4)的板条的底面，
b)将所述第二绝热装置(4)安置于船的内壳体(1)，及
c)将所述第二绝热装置压向所述内壳体直到胶粘剂聚合，
其特征在于：将至少两个所述粘接条(3)按平行的波状线布置在所述第二绝热装置(4)的至少一板条的底面上。
2.根据权利要求1所述的粘接方法，其特征在于：两条连续的波状线之间的距离大于或等于100mm。
3.根据前述任一权利要求所述的粘接方法，其特征在于：所述波状线是正弦曲线。
4.根据权利要求3所述的粘接方法，其特征在于：所述正弦曲线的周期与振幅的比率等于8。
5.一种固定于船的内壳体(1)的密封绝热罐，所述罐包括与罐内容纳的产品接触的初级密封层障(7)和位于所述初级密封层障和船的内壳体(1)之间的次级密封层障(6)这两个连续的密封层障，这两个密封层障与由第一和第二绝热装置(5，4)构成的两个绝热层障交替布置，所述第一和第二绝热装置由胶合板板条制成，并包含或者承载绝热材料，而在所述两个绝热层障中，被称为初级绝热层障的第一层障由所述次级密封层障(6)承载，并支撑着所述初级密封层障(7)，而被称为次级绝热层障的第二层障支撑着所述次级密封层障(6)，并且其第二绝热装置(4)借助粘接条(3)被直接固定到所述船的内壳体(1)上，并按相互平行的线布置在所述第二绝热装置的板条的底面上，
其特征在于：至少两个所述粘接条(3)按平行的波状线布置在所述第二绝热装置(4)的至少一板条的底面上。
6.根据权利要求5所述的密封绝热罐，其特征在于：两条连续平行的波状线之间的距离大于或等于100mm。
7.根据权利要求5或6所述的密封绝热罐，其特征在于：所述波状线是正弦曲线。
8.根据权利要求7所述的密封绝热罐，其特征在于：所述正弦曲线的周期与振幅的比率等于8。
9.根据权利要求5所述的密封绝热罐，其特征在于：所述粘接条是由环氧树脂胶粘剂构成的。
10.用于运输液化气的船，其包括至少一个根据上述权利要求5至9中任一项所述的密封绝热罐。
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