液化天然氣低溫管道安裝技術(shù)

燃氣技術(shù) as Techn。doi:10.3969jiss.1671-5152.20145003液化天然氣低溫管道安裝技術(shù)口武漢市燃氣熱力工程有限公司(430051)童清福摘要:本文以武漢市安山LNG儲存基地工程項目為例,闡述了LNG低溫管道安裝時(shí)焊接、吹掃試壓、保冷、預冷技術(shù)要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:低溫管道焊接吹掃試壓保冷預冷液化天然氣(LNG)近幾年在我國得到了廣泛區時(shí),過(guò)飽和固溶的碳向晶粒間界的擴散比鉻快,在的推廣應用,LNG工程建設項目越來(lái)越多。LNG液體晶界附近和鉻形成碳化鉻,使晶粒邊界處奧氏體貧溫度在-162℃以下,因而在LNC儲存過(guò)程中,承擔輸鉻,這種貧鉻現象使焊縫金屬發(fā)生晶間腐蝕,可能會(huì )送工作的是耐低溫的工藝管道,這些低溫管道在輸送造成焊縫接頭強度完全喪失;奧氏體不銹鋼在焊接過(guò)LNG流體時(shí),管內介質(zhì)壓力可達40MPa以上。由此可程中,在焊縫組織中存在鐵素體,鐵素體的存在使焊見(jiàn),LNG工藝管道是在超低溫、高壓的工況下運行的?？p金屬在低溫下的韌性惡化。奧氏體不銹鋼的這些特201l年,我們承接了武漢市安山LNG儲存基地工性對低溫下運行的管道危害性是極大的,因此,不銹程項目。由于國內關(guān)于LNG建設的相關(guān)規范、標準還鋼管道的焊接成為我們研究的重點(diǎn)。不全面和完善,不能完全滿(mǎn)足LNG特性要求,給LNG首先,我們改善了焊接材料。通常OCrl8N9奧氏項目施工帶來(lái)了很多技術(shù)難題。因此,在施工過(guò)程體不銹鋼焊接材料選用為A107。但為了防止奧氏體中,我們充分考慮ING特性,從理論上分析研究,實(shí)不銹鋼焊縫的晶間腐蝕和低溫脆化現象,我們選用了踐中摸索,抓住重要工序的關(guān)鍵點(diǎn),在技術(shù)和安裝工比A107等級高的A307不銹鋼焊條。A307焊條熔敷金藝方面進(jìn)行改進(jìn),使工程的安全、質(zhì)量得以保證,并屬化學(xué)成分與A107焊條相比,Cr、N含量較高,在焊為今后的LNG工程積累了一些經(jīng)驗。下面從4個(gè)方面接過(guò)程中,可以對金屬焊縫流失的Cr、N元素進(jìn)行不來(lái)闡述LNG工程低溫管道安裝技術(shù)要點(diǎn)。斷的補充,使焊縫金屬保持穩定的奧氏體組織。合理選用Cr、N含量高的焊接材料是保證不銹鋼強度和低1低溫管道焊接技術(shù)溫下的韌性有效措施之其次,我們改進(jìn)了焊接工藝。奧氏體不銹鋼在在武漢市安山LNG儲存基地項目中,LNG工藝管敏化溫度區,如在700℃~750℃時(shí),只需停留十幾秒道采用的是0Cr18N奧氏體不銹鋼,保證管道焊接后鐘,就會(huì )貧鉻。所以,在焊接過(guò)程中,盡量減小焊縫的低溫性能是本工程的重要課題在敏化溫度危險區的停留時(shí)間,采用澆水急冷的方法1.1防止晶間腐蝕、低溫脆化的措施強制冷卻,加快焊縫的冷卻速度,控制品間裂紋的奧氏體不銹鋼材料的固有特性決定了其焊接特產(chǎn)生。焊接時(shí),嚴格控制層間溫度,焊完一層水冷點(diǎn)。奧氏體不銹鋼在焊接達到500℃-80℃敏化溫度至60℃以下后,再焊下一層,以加快焊后冷卻速度。童清?！ひ夯烊粴獾蜏毓艿腊惭b技術(shù)加快焊后冷卻速度是不銹鋼焊接的重要措施之一低溫管道試壓介質(zhì)的選擇是本工程焦點(diǎn),也是這是與通常使用的普通燃氣鋼管焊接工藝完全不同LNG站試壓的難點(diǎn)、重點(diǎn)之之處。如果LNG低溫管道采用液體試壓,試壓時(shí)比較安1.2保證長(cháng)管線(xiàn)、死口焊接質(zhì)量的措施全可靠。但在試壓之后,管道內存有大量水分,特別從焊縫質(zhì)量、焊縫成形美觀(guān)方面來(lái)說(shuō),奧氏體不是閥門(mén)密封面積聚的水分,施工現場(chǎng)條件根本無(wú)法將銹鋼管釆用氬電聯(lián)焊方式焊接是比較好的。但當管徑管道及閥門(mén)干燥到露點(diǎn)-20℃以下。當管道在-162℃大、管線(xiàn)長(cháng)時(shí),采用氬電聯(lián)焊方式,氬氣的消耗量很運行時(shí),管道系統內的水分會(huì )凍結成冰,堅硬的冰渣大,保護效果并不理想。在管道裝配時(shí),彎頭、三通會(huì )使閥門(mén)卡死、泄漏、損壞,造成運行癱瘓,液壓試較多,出現了大量死口焊接情況,采用氬電聯(lián)焊時(shí),驗對LNG管道運行后患無(wú)窮管道內的堵塞物無(wú)法取出,因此,氬電聯(lián)焊只適用于如果LNG管道采用氮氣試壓,氮氣對管道有很好管道預制。的干燥作用。但LNG管道試驗壓力高達80MPa,試壓為了保證長(cháng)管道和連接死口時(shí)的焊接質(zhì)量,時(shí),當管道系統內壓力不斷升高,如果某一處承受不我們選用了TGF-308L免充氬藥皮不銹鋼焊絲代替了壓力破損時(shí),壓縮氣體將迅速膨脹,產(chǎn)生強大的沖H0Cr2lNi10,對焊縫進(jìn)行根焊。焊接時(shí),保護藥皮會(huì )擊波,造成嚴重事故。另外,氣體試壓,管道振動(dòng)滲透到熔池背面,形成一層致密的保護層,使背面不大,會(huì )使管道某些連接部位松動(dòng),或將鋼結構連接薄受氧化。冷卻后這層渣殼會(huì )自動(dòng)脫落,在清管時(shí)極易弱部位損壞,造成管道破裂而發(fā)生氣體爆炸。因此,清除。使用這種填充材料形成的焊縫成型美觀(guān),焊接LNC管道采用氣體試壓,安全風(fēng)險很大。質(zhì)量較好。TGF-308L免充氬藥皮不銹鋼焊絲解決了在周密全面的分析后,我們選擇了氮氣試壓。我?jiàn)W氏體不銹鋼大管徑、長(cháng)管線(xiàn)及死口焊接質(zhì)量問(wèn)題。們制定出嚴格的安全保障專(zhuān)項方案,通過(guò)力學(xué)計算,在安山液化天然氣存儲基地項目中,我們成功地合理地選擇型鋼,對管道、管廊鋼結構進(jìn)行加固,鋼解決了低溫不銹鋼管道的焊接技術(shù)問(wèn)題。管與加固點(diǎn)之間采用軟接觸,降低管道振動(dòng)對鋼結構的影響;全方位組織技術(shù)人員、施工人員,在試壓前2低溫管道吹掃、試壓對管線(xiàn)、閥門(mén)及施工資料、各項記錄全面檢查,確認無(wú)誤后,在項目總工程師的統一指揮下,作業(yè)人員嚴LNG工藝管道上閥門(mén)較多,為了使管道上連接部格遵守操作規程,按專(zhuān)項方案規定的步驟實(shí)施。本工位盡可能參加強度和氣密性試壓,管道應進(jìn)行系統試程中,我們在管道的清管試壓方面有了較大的突破。壓和吹掃?！豆I(yè)金屬管道工程施工規范》GB50235中規定,3低溫管道保冷管道系統吹掃是在管道系統試壓合格后進(jìn)行。但我們認為,在管道的安裝過(guò)程中,管道內積有大量的焊渣在LNG工程項目中,低溫管道的保冷是保證管道及其它雜物,如果只做系統吹掃,不僅不能將雜質(zhì)吹系統冷能量高效率的重要手段。掃干凈,而且,這些雜物堆積在閥門(mén),可將閥門(mén)卡堵LNG管道常用保冷材料有泡沫玻璃和聚異氰脲酸損壞,隱患極大。所以,我們對吹掃工藝進(jìn)行了優(yōu)酯(PIR)兩種?；?。在管道系統上先不安裝閥門(mén),僅安裝直通管,對泡沫玻璃因其固有的一系列特性,使其在防火管道進(jìn)行徹底吹掃,打靶合格后,再用等離子切割法要求極高的深冷絕熱場(chǎng)合成為首選的保冷材料。PIR斷管,將單體試壓合格的閥門(mén)安裝到系統中,待系統遇火災,在持續的火焰中能夠燃燒,產(chǎn)生濃煙和有毒氣試壓合格后對管道系統再進(jìn)行二次吹掃。這樣,既保體,而泡沫玻璃則完全不會(huì )燃燒;但PR氧指數可達到護了閥門(mén),又達到了吹掃效果。我們對管道的吹掃工30以上,最大火焰蔓延率小于25,阻燃性滿(mǎn)足LNG場(chǎng)站藝所做優(yōu)化,看似很簡(jiǎn)單,但施工中的細節對LNG管要求,因而做為保冷材料廣泛使用,既經(jīng)濟又方便。道尤為重要,不可忽視。PIR的閉孔率≥90%,吸水<1%,屬于憎水性材燃氣技術(shù) Gas Technology料,防水性能較好。為了保證更好的防潮效果,施工止出現冷收縮引起破壞。時(shí)還可在保冷層外涂上兩層總厚度不低于6mm阻燃型預冷介質(zhì)可釆用氮。在預冷時(shí),LNC管道不能降石油瀝青瑪蹄脂。溫太快,應遵循預冷時(shí)管道溫度要逐步降低,避免急保冷材料和管道材料的材料線(xiàn)膨脹系數不同,冷的原則,防止溫度驟降對設備和管件造成損傷,推在LNG工況條件下因溫差而產(chǎn)生的變形差,其結果是薦冷卻的速率為20℃h,不得超50℃/h安全速率。PIR的保冷絕熱結構在接頭處(尤其是管托處)容易LNG進(jìn)入管道時(shí),部分LNG會(huì )迅速氣化沸騰,管內因收縮被拉開(kāi),致使吸入潮氣,結霜結冰,影響絕熱出現氣液兩相天然氣,管道底部溫度低,頂部溫度高,效果。因此,管道不超過(guò)6m的地方,在每層保冷層導致管道上下收縮不一致,出現凸起現象,即香蕉效上應設置寬度不小于50mm的伸縮縫。應。因此在進(jìn)液時(shí),注意實(shí)時(shí)檢查測試管道頂部和底保冷塊搭接形式的不同對保冷效果有很大的影部的溫度值,控制其溫差范圍在30℃~50℃以?xún)?。響。在本工程?我們先做了試驗,在約30m的同一預冷可分為氣體預冷和液體預冷兩部分。首先管道上,保冷塊釆用Z字和一字型兩種搭接方式,對利用增壓器,使槽車(chē)壓力升高至0.3MPa,將槽車(chē)液相管道保冷各15m,然后對該段管道進(jìn)行預冷,前者管出口管與裝卸撬液相管進(jìn)口管連接,打開(kāi)槽車(chē)液相閥道無(wú)結霜現象,后者管道沿縫隙有明顯的結霜。因門(mén),通過(guò)裝卸撬液相管道先向已置換完成的液相管路此,我們均采用了Z字型搭接保冷塊連接。和設施內注入低溫氮氣,進(jìn)行氣態(tài)預冷;然后測試氣體溫度,達到預期值-50℃~-60℃,則氣體預冷完4低溫管道預冷成。氣體預冷完成后,恢復正常的卸車(chē)操作程序管道連接方式,向液相管道注入液態(tài)氮,進(jìn)行液態(tài)預冷,測LNG管道保冷工程完成之后,應對管道進(jìn)行預試氣體溫度,達到預期值-130℃,則液體預冷完成。冷,檢測和測試設備及管道在低溫狀態(tài)下的性能是否綜上所述,LNG管道比普通的工業(yè)管道的安裝具達到設計要求。有更高、更嚴的要求,因此,在LNG管道施工中從方案根據LNC特性,不銹鋼材料線(xiàn)膨脹系數較大,對編制和論證、施工過(guò)程的組織監控、施工工序的檢測于0rl8N9材質(zhì)管路,在工作溫度為-162℃時(shí),100m等環(huán)節都需要更加謹慎、細致,工程技術(shù)人員還應有管路收縮達到30om,因此,在設計時(shí)要采取措施防探索、創(chuàng )新的精神,才能保障LNG工程的安全建設。程信息十清遠市將建22座天然氣汽車(chē)加氣站2014年4月16日,清遠市規劃局官網(wǎng)公示了然氣,經(jīng)壓縮后直接給汽車(chē)加氣,主要供小型汽《清遠市區天然氣汽車(chē)加氣站專(zhuān)項規劃(2013-車(chē)如出租車(chē)、私家車(chē)使用;LNG加氣站是通過(guò)槽2020)》,在清城和清新各街道、鎮區的主要區車(chē)運輸液化天然氣,充裝到加氣站槽罐,主要供域內規劃新建或擴建22座加氣站,其中有4座計劃大型汽車(chē)如公交車(chē)使用。在2014年內完成建設。屆時(shí),清遠市區122輛天然本次城市規劃區范圍包括清城區鳳城、東氣公交車(chē)有望結束市區僅有一座加氣站的窘?jīng)r。城、洲心、橫荷四個(gè)街道,石角、龍塘、源潭、此次清遠規劃的天然氣汽車(chē)加氣站包括CNG飛來(lái)峽三個(gè)鎮區,以及清新區太和、太平、三(壓縮天然氣)加氣站和LNG(液化天然氣)加氣坑、山塘四個(gè)鎮區,規劃工程總投資207億元。站兩類(lèi)。CNG加氣站是從城市燃氣管網(wǎng)中提取天(本刊通訊員供稿