燃?xì)饧夹g(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?xì)鉄崃こ逃邢薰?430051)童清福摘要:本文以武漢市安山LNG儲(chǔ)存基地工程項(xiàng)目為例,闡述了LNG低溫管道安裝時(shí)焊接、吹掃試壓、保冷、預(yù)冷技術(shù)要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:低溫管道焊接吹掃試壓保冷預(yù)冷液化天然氣(LNG)近幾年在我國(guó)得到了廣泛區(qū)時(shí),過(guò)飽和固溶的碳向晶粒間界的擴(kuò)散比鉻快,在的推廣應(yīng)用,LNG工程建設(shè)項(xiàng)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(chǔ)存過(guò)程中,承擔(dān)輸鉻,這種貧鉻現(xiàn)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(qiáng)度完全喪失;奧氏體不銹鋼在焊接過(guò)LNG流體時(shí),管內(nèi)介質(zhì)壓力可達(dá)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(yùn)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(chǔ)存基地工性對(duì)低溫下運(yùn)行的管道危害性是極大的,因此,不銹程項(xiàng)目。由于國(guó)內(nèi)關(guān)于LNG建設(shè)的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)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(xiàn)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(jí)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(yàn)。下面從4個(gè)方面接過(guò)程中,可以對(duì)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(bǔ)充,使焊縫金屬保持穩(wěn)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(qiáng)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(chǔ)存基地項(xiàng)目中,LNG工藝管敏化溫度區(qū),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(xiǎn)區(qū)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(qiáng)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(yán)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(dá)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?xì)怃摴芎附庸に囃耆煌琇NG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(zhǎng)管線、死口焊接質(zhì)量的措施全可靠。但在試壓之后,管道內(nèi)存有大量水分,特別從焊縫質(zhì)量、焊縫成形美觀方面來(lái)說(shuō),奧氏體不是閥門(mén)密封面積聚的水分,施工現(xiàn)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(dāng)管徑管道及閥門(mén)干燥到露點(diǎn)-20℃以下。當(dāng)管道在-162℃大、管線長(zhǎng)時(shí),采用氬電聯(lián)焊方式,氬氣的消耗量很運(yùn)行時(shí),管道系統(tǒng)內(nèi)的水分會(huì)凍結(jié)成冰,堅(jiān)硬的冰渣大,保護(hù)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(yùn)行癱瘓,液壓試較多,出現(xiàn)了大量死口焊接情況,采用氬電聯(lián)焊時(shí),驗(yàn)對(duì)LNG管道運(yùn)行后患無(wú)窮管道內(nèi)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?dú)庠噳?氮?dú)鈱?duì)管道有很好管道預(yù)制。的干燥作用。但LNG管道試驗(yàn)壓力高達(dá)80MPa,試壓為了保證長(zhǎng)管道和連接死口時(shí)的焊接質(zhì)量,時(shí),當(dāng)管道系統(tǒng)內(nèi)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(qiáng)大的沖H0Cr2lNi10,對(duì)焊縫進(jìn)行根焊。焊接時(shí),保護(hù)藥皮會(huì)擊波,造成嚴(yán)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(hù)層,使背面不大,會(huì)使管道某些連接部位松動(dòng),或?qū)摻Y(jié)構(gòu)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,焊接LNC管道采用氣體試壓,安全風(fēng)險(xiǎn)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?dú)庠噳骸Ｎ見(jiàn)W氏體不銹鋼大管徑、長(zhǎng)管線及死口焊接質(zhì)量問(wèn)題。們制定出嚴(yán)格的安全保障專(zhuān)項(xiàng)方案,通過(guò)力學(xué)計(jì)算,在安山液化天然氣存儲(chǔ)基地項(xiàng)目中,我們成功地合理地選擇型鋼,對(duì)管道、管廊鋼結(jié)構(gòu)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(duì)鋼結(jié)構(gòu)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(duì)管線、閥門(mén)及施工資料、各項(xiàng)記錄全面檢查,確認(rèn)無(wú)誤后,在項(xiàng)目總工程師的統(tǒng)一指揮下,作業(yè)人員嚴(yán)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(guī)程,按專(zhuān)項(xiàng)方案規(guī)定的步驟實(shí)施。本工位盡可能參加強(qiáng)度和氣密性試壓,管道應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)試程中,我們?cè)诠艿赖那骞茉噳悍矫嬗辛溯^大的突破。壓和吹掃。《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235中規(guī)定,3低溫管道保冷管道系統(tǒng)吹掃是在管道系統(tǒng)試壓合格后進(jìn)行。但我們認(rèn)為,在管道的安裝過(guò)程中,管道內(nèi)積有大量的焊渣在LNG工程項(xiàng)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(tǒng)吹掃,不僅不能將雜質(zhì)吹系統(tǒng)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(duì)吹掃工藝進(jìn)行了優(yōu)酯(PIR)兩種?；Ｔ诠艿老到y(tǒng)上先不安裝閥門(mén),僅安裝直通管,對(duì)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(tǒng)中,待系統(tǒng)遇火災(zāi),在持續(xù)的火焰中能夠燃燒,產(chǎn)生濃煙和有毒氣試壓合格后對(duì)管道系統(tǒng)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(shù)可達(dá)到護(hù)了閥門(mén),又達(dá)到了吹掃效果。我們對(duì)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(xì)節(jié)對(duì)LNG管要求,因而做為保冷材料廣泛使用,既經(jīng)濟(jì)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?xì)饧夹g(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(xiàn)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(yù)冷介質(zhì)可釆用氮。在預(yù)冷時(shí),LNC管道不能降石油瀝青瑪蹄脂。溫太快,應(yīng)遵循預(yù)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膨脹系數(shù)不同,冷的原則,防止溫度驟降對(duì)設(shè)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(jié)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(jié)構(gòu)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(nèi)因收縮被拉開(kāi),致使吸入潮氣,結(jié)霜結(jié)冰,影響絕熱出現(xiàn)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(dǎo)致管道上下收縮不一致,出現(xiàn)凸起現(xiàn)象,即香蕉效上應(yīng)設(shè)置寬度不小于50mm的伸縮縫。應(yīng)。因此在進(jìn)液時(shí),注意實(shí)時(shí)檢查測(cè)試管道頂部和底保冷塊搭接形式的不同對(duì)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)?nèi)。響。在本工程中,我們先做了試驗(yàn),在約30m的同一預(yù)冷可分為氣體預(yù)冷和液體預(yù)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(duì)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(duì)該段管道進(jìn)行預(yù)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(jié)霜現(xiàn)象,后者管道沿縫隙有明顯的結(jié)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(shè)施內(nèi)注入低溫氮?dú)?進(jìn)行氣態(tài)預(yù)冷;然后測(cè)試氣體溫度,達(dá)到預(yù)期值-50℃~-60℃,則氣體預(yù)冷完4低溫管道預(yù)冷成。氣體預(yù)冷完成后,恢復(fù)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(yù)冷,測(cè)LNG管道保冷工程完成之后,應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行預(yù)試氣體溫度,達(dá)到預(yù)期值-130℃,則液體預(yù)冷完成。冷,檢測(cè)和測(cè)試設(shè)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(dá)到設(shè)計(jì)要求。有更高、更嚴(yán)的要求,因此,在LNG管道施工中從方案根據(jù)LNC特性,不銹鋼材料線膨脹系數(shù)較大,對(duì)編制和論證、施工過(guò)程的組織監(jiān)控、施工工序的檢測(cè)于0rl8N9材質(zhì)管路,在工作溫度為-162℃時(shí),100m等環(huán)節(jié)都需要更加謹(jǐn)慎、細(xì)致,工程技術(shù)人員還應(yīng)有管路收縮達(dá)到30om,因此,在設(shè)計(jì)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(shè)。程信息十清遠(yuǎn)市將建22座天然氣汽車(chē)加氣站2014年4月16日,清遠(yuǎn)市規(guī)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(yuǎn)市區(qū)天然氣汽車(chē)加氣站專(zhuān)項(xiàng)規(guī)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(zhèn)區(qū)的主要區(qū)車(chē)運(yùn)輸液化天然氣,充裝到加氣站槽罐,主要供域內(nèi)規(guī)劃新建或擴(kuò)建22座加氣站,其中有4座計(jì)劃大型汽車(chē)如公交車(chē)使用。在2014年內(nèi)完成建設(shè)。屆時(shí),清遠(yuǎn)市區(qū)122輛天然本次城市規(guī)劃區(qū)范圍包括清城區(qū)鳳城、東氣公交車(chē)有望結(jié)束市區(qū)僅有一座加氣站的窘?jīng)r。城、洲心、橫荷四個(gè)街道,石角、龍?zhí)痢⒃刺?、此次清遠(yuǎn)規(guī)劃的天然氣汽車(chē)加氣站包括CNG飛來(lái)峽三個(gè)鎮(zhèn)區(qū),以及清新區(qū)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(zhèn)區(qū),規(guī)劃工程總投資207億元。站兩類(lèi)。CNG加氣站是從城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中提取天(本刊通訊員供稿