文档介绍:2010年9月
LNG储罐焊接技术及发展
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2021/3/26
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一、前言
目前世界各国都在积极推动低温液化气的储备。随着我国经济的迅猛发展,我国的能源产业结构也在发生巨大的变化,国家极力支持液化天然气项目的发展,并把实施LNG进口多元化发展战略作为国家能源战略的重要组成部分。06年启动的三大LNG接收站项目广东、福建和上海LNG项目相继投产,目前大连、江苏项目正处施工阶段。
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LNG接收设施主要由用于LNG接收储存的低温储罐、LNG码头及栈桥区、灌区泡沫站、气化区、增压/冷凝区、火炬区、公用工程、计量输出区、槽车装车区等组成,其中LNG低温储罐的安装是建设的核心和关键。
LNG低温储罐通常是双层壁结构的立式拱顶储罐,外壁为预应力混凝土结构,内侧为双层壁钢结构。外层普通碳钢板紧贴混凝土 (通过预埋件贴在外罐壁混凝土层内侧并密封焊接),
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最内层为9%Ni钢(例如ASTM A553 Type1等),厚度从下到上呈递减型(,顶圈壁板为12 mm),内外层结构间距一般在850mm以上、1000mm以内,中间夹层填充特殊的绝热材料;罐顶也是双层结构,顶板是普通碳钢板,悬挂在外顶层内壁的吊顶是铝板(例如ASTM B209M5083),通过吊杆(SS)与外罐拱顶骨架连接,内外顶之间夹层填充特殊的绝热材料,在顶板外侧为混凝土层。
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罐底由三层钢板及保冷层组成,最下层底板为碳钢板,底板和次外层底板为9%Ni钢,每两层底板之间铺设泡沫玻璃砖保冷层。储罐罐壁无管口,所有管线都由罐顶开孔与罐内连接。其结构如下图:
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LNG储罐工艺设计数据
项目
内罐
外罐
储存介质
LNG(液化天然气蒸汽)
有效容积(m3)
工作温度(℃)
-165
-
设计最低温度(℃)
-196
-20
最高工作压力(MPa)
设计压力(MPa)
安全阀起跳压力(MPa)
直径(mm)
80000
82000
最大设计液位(mm)
37385
射线探伤
100%
罐外低温管线100%
腐蚀裕量
0
1
焊缝系数
,
主体材质
9%Ni
A516Gr380、 A36
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下面主要以上海LNG储罐的焊接施工为例进行介绍:
二、储罐材料介绍
储罐所包含的主要材料
外罐:A36、A516Gr380、A516Gr450
铝吊顶:B209M 5083-O
内罐:A553 TYPE 1(9%Ni钢)
螺柱:A108 Gr1015、A276 TYPE 304
接管及套管:TP304L、API 5L Gr. B、A516Gr450
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9%Ni钢介绍
9%Ni钢于1944 年由美国INCO 公司开发发明的一种优良的低温用钢,1948 年推向市场。1956年初列入ASTM标准。1960 年以前9%Ni钢只能用铁素体焊条焊接,需进行焊后消除应力的热处理,这对于制造大型储罐是一个难题。1960 年10 月,采用Inconel型焊条焊接9%Ni钢成功,并通过了液氮温度下的爆破增压试验。后来开发的9%Ni 钢的双正火+ 回火(NNT)热处理工艺和淬火+ 回火(QT)热处理工艺使9%Ni 钢的焊接不需进行焊后消除应力的热处理。1962 年,ASTM规范认定:
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板厚不超过38mm 的储罐可以不进行消除焊接接残余应力热处理,1963年又扩大到50mm,使9%Ni 钢用于大型LNG 储罐制造成为可能。1952 年,第一台9 %Ni钢储罐在美国投入使用。1965 年法国用9%Ni 钢建造了第一艘LNG 油轮"Jules Verne" 号,舱容 万m3。日本大规模使用9%Ni 钢开始于1969 万m3 万m3 LNG储罐,1977 年将Ni9 钢列入JIS 标准, JIS