液化气绝缘储罐用密封膜单元、密封膜、加工方法及储罐与流程

本发明涉及低温液化气体存储和运输领域，具体涉及一种液化气绝缘储罐用密封膜单元、密封膜、加工方法及储罐。

背景技术：

1、在运输天然气、乙烷等气体时，为了更为经济的长距离运输，通常采取将气体冷却液化后进行运输。液化后气体体积大为缩小、运输成本降低，液化后形成低温液体，液化天然气的温度在-163℃至-80℃，液化石油气的温度在-50℃至0℃，液化气体需要放置在专用的低温液货储罐内进行存储、运输。

2、低温液货储罐中薄膜型储罐由于舱容利用率高、保温性能好、受风阻力面积小等优点而被广泛应用，薄膜型储罐中与液化气体直接接触的密封膜通常为不锈钢金属波纹板。不锈钢金属板通常需要设置不同形式的凸起或凹陷的波纹褶皱来适应低温收缩。当薄膜型储罐安装在水上浮动结构时，罐体受到海况或风力等因素影响罐内的液化气体会产生晃荡运动。晃荡运动为液体自由液面发生波动，引起舱内液体发生非线性随机性的运动，晃荡过程中液化气体对罐体产生冲击，该冲击应力容易对密封膜产生不利影响，因此，密封膜结构需要具备较高的强度。

3、现有技术如公开号为cn110740927b的发明专利公开了一种膜状物精整板及包括其的膜状物的隔热结构，在膜状物精整板上形成多个褶皱部，在膜状物精整板中，除了朝膜状物的精整部的方向以外的剩余三个边设置成使褶皱部具有开放结构，开放结构的褶皱部连接到形成在相邻的板上的褶皱部以与其连续，从附图可知其褶皱部整体呈交错非贯通的十字形，也即其褶皱部至少一端为封闭结构，而根据目前的加工工艺，具有端部封闭结构的褶皱部冲压过程中存在减薄，且在褶皱部交错非贯通的十字形位置存在减薄集中效应，强度较低。

4、现有技术还有一种应用较为广泛的薄膜型储罐密封膜，也即gtt公司的markⅲ型金属波纹板，该类密封膜形成具有十字交贯的波纹，十字交接处形成波纹节，波纹由挤压收缩形成，每个波纹节需要进行褶皱加工，工序复杂，加工难度大。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种液化气绝缘储罐用密封膜单元、密封膜、加工方法及储罐，一方面增加密封膜的抗压、抗晃荡能力，另外一方面便于加工，既可以适用于安装在水上结构上的储罐，也适用于陆用储罐，本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

2、一种低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜单元，包括膜基体，在膜基体的表面形成具有两端开放的第一波纹凸起、具有一端开放的第二波纹凸起和具有两端封闭的第三波纹凸起，第一波纹凸起、第二波纹凸起和第三波纹凸起互不接触；

3、第一波纹凸起的两端由膜基体内侧朝膜基体两侧边缘延伸并截止于膜基体边缘形成开放结构；

4、第二波纹凸起一端沿膜基体另外两侧边缘分别朝膜基体内侧延伸，第二波纹凸起一端在膜基体边缘形成开放结构，第二波纹凸起另外一端形成封闭结构；

5、第三波纹凸起设置膜基体两侧的第二波纹凸起之间，第三波纹凸起的两端分别朝向两侧的第二波纹凸起。

6、进一步地，在膜基体表面两个第一波纹凸起间隔分布，第三波纹凸起设置在间隔分布的第一波纹凸起之间。

7、进一步地，在靠近第一波纹凸起的一侧靠近第一波纹凸起的两端分别设置一个第二波纹凸起。

8、进一步地，第二波纹凸起和第三波纹凸起未设有封闭结构的区域具有和第一波纹凸起相同的波纹截面。

9、进一步地，第一波纹凸起的波纹截面包括顶部圆弧、对称连接在顶部圆弧两侧的连接区域圆弧、承接两侧连接区域圆弧的过渡区域圆弧，连接区域圆弧与顶部圆弧内切连接，过渡区域圆弧与连接区域圆弧外切连接，过渡区域圆弧与膜基体表面外切。

10、进一步地，顶部圆弧的中部距离膜基体表面的距离为h，顶部圆弧的半径为r1，连接区域圆弧的半径为r2，过渡区域圆弧的半径为r3；其中r1＜r2且18mm≤h≤65mm，h、r1、r2和r3满足以下关系：

11、1≤r1：r3≤3；

12、6≤r2：r3≤14；

13、r2：h≤3。

14、另外一个方面，第一波纹凸起的波纹截面具有抛物线线型，抛物线线型满足：，其中h为抛物线线型顶点距离膜基体表面的距离,x为横坐标，y为纵坐标，x取值区间为[-m,m]，m满足0＜m≤42；所述抛物线线型和膜基体表面之间还设有过渡区域圆弧，所述抛物线线型通过过渡区域圆弧平滑过渡连接膜基体表面。

15、进一步地，过渡区域圆弧的半径为r4，r4和h满足0.1h≤r4≤0.3h，h满足18mm≤h≤80mm。

16、进一步地，膜基体为平面结构或弧面结构。

17、进一步地，膜基体为正方形结构或扇环结构。

18、本发明还提供了一种低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜，包括平面区域，平面区域包括若干密封膜单元，密封膜单元的膜基体为正方形，若干密封膜单元之间相互拼接，密封膜单元的第一波纹凸起端部的开放结构与相邻的密封膜单元的第二波纹凸起端部的开放结构一一对应并拼接。

19、进一步地，还包括设置在呈夹角设置的平面区域之间的两面角区区域。

20、进一步地，两面角区区域包括中间斜面和设置在中间斜面两侧的角区面，角区面相对中间斜面倾斜设置，两面角区区域分别通过两侧的角区面与两面角区区域两侧的平面区域拼接。

21、进一步地，两面角区区域对应两侧平面区域的密封膜单元设置若干段，每段两面角区区域具有与邻接的密封膜单元相同的长度。

22、进一步地，两面角区区域的至少一段具有在中间斜面中部沿该段两面角区区域长度方向设置的第四波纹凸起，第四波纹凸起的两端分别延伸至该段两面角区区域的端部并形成开放结构；

23、第四波纹凸起两侧的角区面分别设有一端开放的第五波纹凸起，第五波纹凸起靠近第四波纹凸起的两端设置，第五波纹凸起的一端沿角区面的边缘形成开放结构，第五波纹凸起的另外一端朝第四波纹凸起延伸靠近并形成封闭结构。

24、进一步地，两面角区区域还有至少一段具有在中间斜面中部两端的一端开放的第六波纹凸起，第六波纹凸起的一端沿该段两面角区区域的端部形成开放结构，第六波纹凸起的另外一端朝中间斜面的中间段延伸并形成封闭结构；

25、两端的第六波纹凸起之间还设有两个间隔设置的第七波纹凸起，第七波纹凸起的一端沿一侧的角区面边缘形成开放结构，第七波纹凸起的另外一端延伸经过中间斜面后延伸至另外一侧的角区面的边缘并形成开放结构。

26、进一步地，具有第四波纹凸起和第五波纹凸起的两面角区区域形成第一角区密封段，具有第六波纹凸起和第七波纹凸起的两面角区区域形成第二角区密封段，第一角区密封段和第二角区密封段交替拼接连接；第四波纹凸起端部的开放结构与第六波纹凸起端部的开放结构拼接连接。

27、进一步地，第四波纹凸起、第五波纹凸起、第六波纹凸起和第七波纹凸起未设置封闭结构的区域具有和第一波纹凸起相同的波纹截面；第五波纹凸起端部的开放结构与相邻的平面区域的密封膜单元的第一波纹凸起端部的开放结构或第二波纹凸起端部的开放结构拼接连接；第七波纹凸起两端的开放结构分别与邻接的平面区域的密封膜单元的第一波纹凸起端部的开放结构或第二波纹凸起端部的开放结构拼接连接。

28、进一步地，第七波纹凸起在中间斜面与角区面过渡的位置形成波纹褶皱折角区域；波纹褶皱折角区域相对第七波纹凸起平滑过渡、内凹或外凸，避免形成应力集中的尖锐区域。

29、进一步地，两面角区区域两侧的平面区域之间的夹角不小于60°且不超过150°。

30、进一步地，平面区域和两面角区区域采用屈服强度在200mpa至600mpa之间的不锈钢、铝合金或高锰钢。

31、本发明另外还提供了一种低温液化天然气密封绝缘储罐用密封膜的加工方法，密封膜包括若干密封膜模块，密封膜模块设有两端开放的波纹凸起结构和至少一端开放的波纹凸起结构；加工时包括以下步骤：

32、步骤1、切割加工金属板，预留板材边缘余量；

33、步骤2、根据波纹凸起结构的形状配置对应形状的模具；通过对应形状的模具先进行至少一端封闭的波纹凸起结构的冲压，再通过对应形状的模具进行两端开放的波纹凸起结构的挤压；

34、步骤3、边缘切割修整，然后对边缘进行折边压边用以密封膜模块搭接。

35、进一步地，该方法还包括待所有的密封膜模块加工完成后，将密封膜模块的边缘搭接焊接一体形成密封膜。

36、进一步地，在步骤2中，冲压时最薄区域的厚度不小于冲压前金属板厚度的0.75倍。

37、本发明还提供了一种低温液化天然气密封绝缘储罐，在储罐内设有围护系统，围护系统包括沿储罐内部朝外部方向依次设置主层屏蔽层、主层绝缘层、次层屏蔽层和次层绝缘层；主层屏蔽层采用上述的低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜。

38、相比与现有技术，本发明的有益效果在于：

39、1、本发明第一波纹两端开放的结构配合第二波纹一端开放的结构以及第三波纹两端封闭的结构，将第一波纹凸起夹在第二波纹凸起和第三波纹凸起之间，形成类似“井”的结构，第一波纹凸起、第二波纹凸起和第三波纹凸起之间交接的区域可避免形成集中减薄效应，结构强度增加有效提升了密封膜的强度，降低了晃荡冲击损坏低温液化天然气密封绝缘储罐的风险。

40、2、两面角区区域的中间斜面配合两侧的角区面可以在两面角区区域纵横交错布置波纹结构，有效增强两面角区区域的低温收缩性能。

41、3、第一角区密封段和第二角区密封段交替连接，使得第一角区密封段和第二角区密封段上的波纹形成纵横交错的波纹，可有效避免低温状态下密封膜应力集中，并且可以均匀地分散角区晃荡冲击载荷，避免密封膜的损坏，保证了密封膜的密封性。

42、4、平面区域的密封膜单元只有一种形态，降低了加工的难度和繁琐，安装时调整相邻密封膜单元的方向即可。