LNG 雙球球罐安裝的關(guān)鍵技術(shù)

1、LNG 雙球球罐安裝的關(guān)鍵技術(shù)袁小勤;宋瑞艷;朱巧家;宮超;張微;陳曙光LNGLNG難 點(diǎn) 。 %The inner tank of LNG ouble spherical tank is a stainless steel tank,the outer tank is an ori-nary carbon steel tank.As the first omestic prouct.This paper introuces esign key technology,instal-lation of the technical ifficulties an overcome the insta

2、llation process of outer spherical tank hoisting, stainless steel weling eformation control,the back gouging of stainless steel wels,the manhole hea weling an precooling installationifficulties.【期刊名稱】壓力容器【年(卷),期】2016(033)003【總頁數(shù)】5 頁(P69-73)【關(guān)鍵詞】LNG 雙球球罐;安裝;關(guān)鍵技術(shù)【作 者】袁小勤;宋瑞艷;朱巧家;宮超;張微;陳曙光【作者單位】上海藍(lán)濱石化設(shè)

3、備有限責(zé)任公司，上海 201518;上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，上海 201518;上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，上海 201518;上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，上海 201518;上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司， 上海 201518;上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，上海 201518【正文語種】中 文【中圖分類】TH49;TQ053.2;TQ050.7我國液化天然氣(LNG)產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近十年的快速發(fā)展，LNGLNGLNG，外LNGLNG2m3/1500 m3 LNGLNGLNG1-2。LNG1LNG內(nèi)外球罐支撐結(jié)構(gòu)LNG ，沿球罐半徑方向出現(xiàn)較大收縮，此時(shí)13-6。儲(chǔ)罐的配管由于內(nèi)外罐溫差巨大

4、，且內(nèi)罐的收縮量較大，接管直接從罐頂或罐底引出時(shí)，導(dǎo)致接管受力加大，造成外罐變形，特別是安全閥等直徑較大的管線直接采用常規(guī)保冷結(jié)構(gòu)無法滿足設(shè)計(jì)要求?？紤]到在保證球罐安全的同時(shí)確保管線受力小，防止外罐變形和冷脆，依據(jù)內(nèi)罐的收縮方向，采用管道沿罐壁盤旋一定長(zhǎng)度然后再出外罐， 該結(jié)構(gòu)填補(bǔ)了內(nèi)罐的收縮量，而且釋放了管線上的大部分的外力。出外罐時(shí)采用真空管加波紋膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)，既能防止外罐變形，確保管線受力較??；又能防止冷能泄漏到外罐，而導(dǎo)致外罐脆化。LNG(1)外罐與支柱連接位置為非正切式，不易吊裝就位；的工藝確保曲率；由于內(nèi)外罐都是球罐，夾層空間小，夾層配管和儀表不易安裝；難一步填充到位；內(nèi)罐為曲面，

5、預(yù)冷時(shí)，壁板與預(yù)冷介質(zhì)接觸時(shí)的差異大，控制預(yù)冷速度難度大。薄壁外球罐的安裝外球罐沒有與赤道正切的支柱，經(jīng)過下溫帶板與內(nèi)罐支柱相焊進(jìn)行支撐。由于內(nèi)罐已組裝完成，外罐球殼板無法用吊車吊裝，只能用導(dǎo)鏈提升；外罐球殼板只有6 mm，在無支撐的情況下很難準(zhǔn)確組關(guān)于，需在下溫帶板與內(nèi)罐支柱相焊的焊縫上變形的問題，又能給最終校圓和調(diào)縫工作帶來方便。外球罐壁板安裝工藝如圖 2 所示。不銹鋼球罐焊接的變形控制球殼板為厚度 12 mm 的不銹鋼薄板，焊接完成后有一定的回彈，且變形量較大， 因此不僅要控制回彈量，而且應(yīng)進(jìn)行焊接變形控制。經(jīng)過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)確定合理的焊接參數(shù)和焊接技術(shù)。首先選擇合理的坡口型式，焊縫坡

6、口型式?jīng)Q定熱輸入量及焊接應(yīng)力的大小，選擇熱輸入量小的坡口形式是降低焊接變形的有效手段，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，焊縫選擇帶鈍邊 V 形坡口型式；其次，選擇合理的焊接工藝和焊接順序，采用多層多道焊，層間溫度不超過100 減少焊接熱量輸入，同時(shí)要求一切焊工關(guān)于稱分布，焊縫采用分段退焊法。向相反的變形調(diào)整，以便與焊后的變形進(jìn)行抵消。接工藝參數(shù)，并且關(guān)于焊接人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，提高焊接人員的素質(zhì)7-10。焊縫的背面清根在理論上，不銹鋼的焊縫的背面清根要用砂輪機(jī)進(jìn)行打磨。首先，由于球罐焊縫較 長(zhǎng)，砂輪機(jī)打磨不銹鋼焊縫工效很低，無法滿足施工進(jìn)度，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、作 業(yè)成本高；其次，由于使用砂輪機(jī)清根的人員水平有差異，

7、其關(guān)于打磨深度的控制、 在高溫下金屬熔渣會(huì)在焊縫表面處產(chǎn)生滲碳層，進(jìn)而影響焊縫化學(xué)、力學(xué)性能。在經(jīng)多次技術(shù)討論后，決定先采用碳弧氣刨清根，然后再用砂輪磨掉滲碳層，原因如下?？梢源蠓忍岣呱a(chǎn)效率；靈活性大，可進(jìn)行全位置操作，尤其關(guān)于于受限位置，碳弧氣刨更適于操作；為驗(yàn)證該方法確實(shí)可行，首先關(guān)于不銹鋼試板進(jìn)行模擬操作，操作進(jìn)程為單面焊完成后，進(jìn)行背面碳弧氣刨清根；然后試板兩側(cè)訣別進(jìn)行不同的操作，一側(cè)焊縫長(zhǎng)度一半的范圍內(nèi)用砂輪機(jī)磨除滲碳層，另一側(cè)清根后不作任何處理；最后，依照GB/T 132991991鋼的顯微組織試驗(yàn)方法的要求進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定碳弧氣刨影響厚度為 0.20.3 mm，經(jīng)砂輪機(jī)

8、打磨后邊緣無滲透現(xiàn)象，證實(shí)了碳弧氣刨的滲碳層可用砂輪機(jī)磨除干凈。現(xiàn)用清根方法，與原清根方法相比，效率高，作業(yè)時(shí)間短，勞動(dòng)強(qiáng)度低，作業(yè)成本低，工期至少提前 10 天，人工及其他費(fèi)用可節(jié)省約 20 萬元。下人孔封頭焊接因內(nèi)球罐的一切人孔、接管都是采用焊接型式的封閉結(jié)構(gòu)，其人孔在施工完成之后需用封頭焊死。不銹鋼焊接為氬弧焊，需充氬氣保護(hù)，但在最后一道封頭的關(guān)于接接頭施焊時(shí)無法關(guān)于背面進(jìn)行充氬保護(hù)，20 mm 厚的封頭焊接只能采用手工電弧焊單面焊雙面成型。根據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)確定焊接接頭形式和合理的焊接工藝，焊接接頭形式見圖 3。該結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)容易產(chǎn)生未焊透、未熔合、夾渣等缺陷。為保證焊接質(zhì)量，采取手

9、工打底后，先射線檢測(cè)察看根部是否有未焊透等缺陷，無缺陷才進(jìn)行下道工序；層間焊接后再次進(jìn)行射線檢測(cè)，察看層間是否有未熔合、夾渣、氣孔等現(xiàn)象；最后在焊縫蓋面成型后進(jìn)行射線檢測(cè)，察看整段焊縫是否合格。這樣防止了因根部缺陷而導(dǎo)致的層間和周邊焊縫缺陷的返修，可有效減少返修次數(shù)，既保證了施工進(jìn)度，又提高了焊接質(zhì)量。現(xiàn)用焊接方法，與原焊接方法相比，焊接質(zhì)量較好，整體進(jìn)度可減少 2 天，人工及其他費(fèi)用可節(jié)省約 5 萬元。冰點(diǎn)以下酸洗鈍化由于工期原因，在內(nèi)罐進(jìn)行酸洗鈍化時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度已達(dá)到-6 ，低于水的冰點(diǎn)，無法進(jìn)行酸洗鈍化，按常規(guī)工序，必需要等到來年 3 月氣溫升高以后才可施工。為保證按時(shí)完工，采取以下措

10、施進(jìn)行施工。用無煙煤關(guān)于夾層進(jìn)行加熱；0 以上，迅速在球殼板上涂抹酸洗膏；30min施工措施簡(jiǎn)單有效，最終酸洗鈍化按時(shí)完工。管道保冷施工保冷的管線規(guī)格多，長(zhǎng)度短，彎頭和閥門密集，最小間距只有 300 mm，無法要求廠家定制成型，只能采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡。為確保管道保冷層的質(zhì)量，采取以下現(xiàn)場(chǎng)措施。分段發(fā)泡，確保保冷層無中空現(xiàn)象;(3)嚴(yán)格控制物料比例，確保保冷層密度;(4)用泡沫條定位保冷層外套，確保保冷層厚度均勻。夾層珠光砂的填充由于內(nèi)外罐都是球罐，夾層空間為環(huán)形，但保溫材料珠光砂質(zhì)量很輕，密度一般為4065 kg/m3,流動(dòng)性很差，下溫帶下部無法像立式圓筒形儲(chǔ)罐一樣直接填充， 必需使用專用工具填充，

11、并且不停振實(shí)。由于夾層間隙較窄(只有 1100 mm),工具太長(zhǎng)則無法操作；如工具短，則因珠光砂密度小易漂浮，夾層能見度極低，且溫帶以下無法站立，無法將珠光砂推到下極并且振實(shí)。故赤道帶以下空間采用專用工具(材料為不銹鋼)將珠光砂推到位，同時(shí)將震動(dòng)棒慢慢放到底部振實(shí)珠光砂，外部用橡皮錘敲擊振實(shí)。由于夾層空間布滿配管以及測(cè)溫電纜，在填充珠光砂時(shí)必需小心， 以免損壞測(cè)溫電纜。這種保溫結(jié)構(gòu)在儲(chǔ)罐完成并且儲(chǔ)液一個(gè)月后，外罐無冒汗現(xiàn)象， 氣化量小于業(yè)主規(guī)則的 0.15%,保溫效果良好。相比之前的內(nèi)球外罐的結(jié)構(gòu)，雙球結(jié)構(gòu)可節(jié)約 50%的夾層珠光砂的填充費(fèi)用。氣液組合壓力試驗(yàn)LNGLNG750 t0.41 M

12、Pa。新試驗(yàn)方法進(jìn)水5且有效避免基礎(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間承壓。儲(chǔ)罐吹掃干燥與預(yù)冷在球罐安裝完成后，按下列順序用液氮進(jìn)行吹掃、干燥與預(yù)冷。(1)吹掃置換。經(jīng)過下進(jìn)液管線充入氮?dú)猓瑥纳线M(jìn)液管線及氣相管線排出罐內(nèi)的氧氣(空氣)。 監(jiān)測(cè)氣相管路、上進(jìn)液管路處的氧含量。當(dāng)氧的含量最大為 8%(摩爾質(zhì)量)時(shí)合格，合格后關(guān)閉關(guān)于應(yīng)管線上的閥門。干燥。在 LNG 球罐內(nèi)的氧含量合格后，關(guān)于其進(jìn)行干燥。經(jīng)過使用脫水后的液氮進(jìn)行吹掃， 保證裝置各部分的水分被排出，特別是連接儀表的管線(管線的露點(diǎn)低于-40 ， LNG 球罐的露點(diǎn)低于-25 的某個(gè)穩(wěn)定值)。液氮經(jīng)過上進(jìn)液管線的環(huán)管噴灑到LNG 球罐內(nèi)，經(jīng)過下出液管線關(guān)于外排放或

13、回收，下出液管線有液氮流出時(shí)視為干燥完成。預(yù)冷。干燥合格后進(jìn)行預(yù)冷。經(jīng)過從上進(jìn)液管線注入液氮，液氮經(jīng)過環(huán)管噴灑到球罐內(nèi)。預(yù)冷時(shí)應(yīng)關(guān)閉 LNG 球罐下出液管線上的閥門，監(jiān)控溫度儀表的數(shù)值變化，預(yù)冷的速度應(yīng)控制在 5 /h。球殼板任意兩點(diǎn)的溫度的示值不超過 30 。 在內(nèi)罐預(yù)冷時(shí)，應(yīng)密切觀察夾層的壓力，隨著介質(zhì)的充裝，夾層溫度逐漸降低，夾層內(nèi)氮?dú)獾膲毫σ矔?huì)相應(yīng)降低，此時(shí)氮?dú)獾墓?yīng)量一定要保證夾層的壓力穩(wěn)定在 02000 Pa 之間，若夾層氮?dú)獾墓?yīng)量不能滿足要求，應(yīng)適當(dāng)減少液氮的進(jìn)液量11-14。LNG 雙球球罐結(jié)構(gòu)先進(jìn)，不但耗材少、占地面積小，而且操作和維持方便；同時(shí)， 隨著先進(jìn)的安裝方法的采用

14、，極大地降低工程費(fèi)用、縮短工程工期，使得 LNG 雙球球罐具有越發(fā)廣闊的應(yīng)用前景。【相關(guān)文獻(xiàn)】LNGJ.天然氣工業(yè),2010,30(5):108-112.高中穩(wěn),王萬磊,冀峰,等.液化天然氣儲(chǔ)罐的選用J.石油化工設(shè)備,2008,37(增刊):80-81. 3GB150.1-150.42011,壓力容器S.4GB123371998,鋼制球形儲(chǔ)罐S.5劉福錄,李曉明,冀峰，等.1500m3J.石油化工設(shè)備,2009,38(5):29-31.張?jiān)霰?李曉明,謝培軍，等.大型天然氣球罐建造技術(shù)J.石油化工設(shè)備,2008，37(3):52-54.邵元金,閆君,楊玉超.焊接工藝關(guān)于不銹鋼焊接變形的影響J.焊接技術(shù)，2015,44(4):80-81.周偉明，陳朝暉，魏蔚.深冷真空絕熱容器標(biāo)準(zhǔn)技