LNG儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)分析

張繼榮

（一鼎項(xiàng)目管理有限公司 陜西西安 710000）

0 引言

液化天然氣接收終站是LNG十分重要的設(shè)備，其可對(duì)天然氣進(jìn)行接收、儲(chǔ)存以及傳輸?shù)龋怯纱a頭、輸送管道、儲(chǔ)罐、氣化設(shè)備等所組成的。在接收站各類設(shè)備中，LNG儲(chǔ)罐為十分關(guān)鍵的儲(chǔ)存設(shè)備，LNG儲(chǔ)罐安全性會(huì)對(duì)LNG的安全接收以及外輸產(chǎn)生較大影響。通過對(duì)LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行水壓試驗(yàn)，可對(duì)LNG儲(chǔ)罐質(zhì)量進(jìn)行有效檢查，因此，亟需對(duì)LNG儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

1 LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)

LNG為液化天然氣，是天然氣在經(jīng)過壓縮、冷卻至-160℃以下時(shí)所形成的，LNG體積壓縮為氣態(tài)體積的1/620。對(duì)于液化天然氣，需儲(chǔ)存在低溫儲(chǔ)罐中，而對(duì)于LNG儲(chǔ)罐，可根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式不同分為三種類型，包括單容罐、雙容罐以及全容罐，其中，全容罐比較常見，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)

2 LNG儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)的目的

在LNG儲(chǔ)罐主體結(jié)構(gòu)施工完成后，要求應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)罐體施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，在檢查合格后，即可進(jìn)行罐體防腐施工，最后進(jìn)行水壓試驗(yàn)。通過對(duì)LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行水壓試驗(yàn)，能夠?qū)薜讎?yán)密性、罐壁強(qiáng)度、罐壁嚴(yán)密性、基礎(chǔ)沉降量進(jìn)行觀察分析，進(jìn)而判斷LNG儲(chǔ)罐施工質(zhì)量。

3 儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)參數(shù)

楊凌液化天然氣（LNG）應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)峰項(xiàng)目擴(kuò)能工程5萬m3LNG儲(chǔ)罐水壓方案，儲(chǔ)罐壓力試驗(yàn)基本參數(shù)如表1所示。

表1 儲(chǔ)罐壓力試驗(yàn)基本參數(shù)

4 LNG儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)

4.1 水壓試驗(yàn)流程

水壓試驗(yàn)流程如圖2所示。

圖2 水壓試驗(yàn)流程

4.2 注水

（1）水壓試驗(yàn)從罐區(qū)北側(cè)河里取水，在罐頂設(shè)置可拆卸連接處，進(jìn)水完成后用于連接排水管線。

（2）注水管線選用DN150碳鋼管制作，在取水口位置管道與泵之間用軟管進(jìn)行連接，泵入口位置設(shè)置過濾網(wǎng)，避免河水雜物進(jìn)入注水管線。罐外管道敷設(shè)利用25t吊車配合安裝，管線沿罐外斜梯安裝至罐頂，并固定在斜梯上，然后敷設(shè)至拱頂M1物料孔。在混凝土罐頂和頂部M1物料孔之間安裝簡(jiǎn)易三角支架作為管道臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐數(shù)量應(yīng)足夠，強(qiáng)度應(yīng)符合要求

（3）為防止產(chǎn)生較大震動(dòng)，罐內(nèi)排水管線上部與敷設(shè)至物料孔的注水管線連接后，應(yīng)利用臨時(shí)盲板固定在M1物料孔上，罐內(nèi)排水管線下部與潛液泵相連并牢靠的固定在水槽上。

（4）注水管線上罐底部應(yīng)增加止回閥防止水回流。

（5）注水工藝如圖3所示。

圖3 水壓試驗(yàn)

（6）在罐內(nèi)注水管線出口處需增加一段45°斜管，使水流偏向罐中心方向進(jìn)行注水。同時(shí)在出水口設(shè)置分流板，減少水對(duì)底板的沖擊力。

（7）內(nèi)罐水位采用固定標(biāo)示點(diǎn)和卷尺方法測(cè)量，即在內(nèi)罐壁噴涂高度刻度線，用于觀察水位，在直爬梯位置從下往上設(shè)置卷尺，可在直爬梯位置讀出水位具體數(shù)值。

（8）所有前提條件及準(zhǔn)備工作完成后，即可開始進(jìn)行儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)。開始向內(nèi)罐注水時(shí)，應(yīng)定時(shí)進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)（每2h測(cè)量一次），確定注水速度并進(jìn)行調(diào)整。且水壓試驗(yàn)期間應(yīng)確保泵柱管內(nèi)充水不低于水壓液位，以抵消外界水壓力。

（9）使用2臺(tái)160m3/h潛水泵對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行注水，水壓試驗(yàn)注排水時(shí)間具體詳見附件。

（10）儲(chǔ)罐最大注水流量為160m3/h×2=320m3/h，儲(chǔ)罐液面最大上升速度的為0.15m/h，即注水速率不超過1m/h，符合儲(chǔ)罐對(duì)注水速度要求。注水時(shí)當(dāng)液面高度即將達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注水高度時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況降低注水速度。

（11）注水泵注水期間應(yīng)避免因河水中的臟物、浮游物或者大顆粒的雜物被吸入等外力影響出現(xiàn)比較大的晃動(dòng)，而影響泵的注水效果或者造成注水泵損壞。

（12）同時(shí)為保障注水效果避免受水位高低影響，注水泵入水深度應(yīng)不低于1.5m。

（13）注水過程中應(yīng)對(duì)外罐承臺(tái)、內(nèi)罐壁的沉降和內(nèi)罐壁變形進(jìn)行觀測(cè)。若發(fā)現(xiàn)罐體滲漏應(yīng)馬上放水，使液面比滲漏點(diǎn)低1m，然后進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)處RT檢測(cè)合格后方可繼續(xù)向罐內(nèi)注水。

4.3 排水

（1）排水管線與注水罐外管線共用，通過拱頂上M1物料孔向外排出試驗(yàn)用水，進(jìn)水管設(shè)置可拆卸連接點(diǎn)，進(jìn)水完成后，從連接點(diǎn)位置另外連接排水管至場(chǎng)內(nèi)河道。

（2）根據(jù)潛水泵流量，使用兩臺(tái)潛水泵配合排水。潛水泵型號(hào)：150QWN160-80-90，流量為160m3/h，功率為90kW，揚(yáng)程為80m。

（3）罐內(nèi)排水泵在安裝之前應(yīng)全面進(jìn)行調(diào)試，確保能正常工作，且不得有漏電。

（4）注水時(shí)，注水深度達(dá)到一定的深度后要對(duì)罐內(nèi)排水泵進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試排水泵是否能正常工作。

（5）靠近潛水泵的管道上分別安裝兩個(gè)止回閥以保證潛水泵的正常工作。

（6）注水水位達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注水高度48h后，若未發(fā)現(xiàn)任何異常情況方可排水。

4.4 錨固帶焊接

（1）罐內(nèi)水位達(dá)到設(shè)計(jì)水位（15450mm）高度后，應(yīng)立即安排多名焊工從多個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)焊，應(yīng)保障在48h內(nèi)所有錨固帶均點(diǎn)焊固定完成。

（2）錨固帶最終焊接完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查及PT檢測(cè)。

4.5 儲(chǔ)罐清洗和干燥

（1）隨著罐內(nèi)水位的降低，使用載人浮船利用高壓水槍（類似洗車用）及掃把，在內(nèi)罐排水期間進(jìn)行罐內(nèi)壁的清洗工作。在內(nèi)罐里應(yīng)盡快使罐底干燥，無剩水現(xiàn)象，并進(jìn)行罐底的清洗工作。排水泵不能覆蓋的地方采用抽水泵（小泵）配合人工方式排水，用小泵抽水經(jīng)水槽，然后再用排水泵向外排除，最后無法抽取的水用拖布、水桶等工具清理。清洗內(nèi)罐壁板的同時(shí)應(yīng)做好內(nèi)罐管線外壁浮銹檢查及清洗工作。

（2）清洗罐用水引自廠區(qū)內(nèi)自來水。

（3）吊頂設(shè)置淡水箱，清洗泵從淡水箱取水進(jìn)行清洗，清洗泵入水口設(shè)置過濾網(wǎng)，從吊頂通過透氣孔將水槍放入罐內(nèi)進(jìn)行沖洗，清洗泵電源從吊頂電箱位置接入。

（4）內(nèi)罐壁板焊縫，罐內(nèi)管道支架、梯子和加強(qiáng)圈應(yīng)重點(diǎn)仔細(xì)噴水處理。

（5）在整個(gè)排水過程中均需進(jìn)行清洗，清洗頻率一般以單圈壁板排水高度為一次。

（6）清洗后應(yīng)對(duì)內(nèi)罐壁板和內(nèi)罐底板表面殘留的氯化物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，試驗(yàn)采用氯化物試紙進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)罐其表面的氯化物含量不得大于100mg/m2。內(nèi)罐壁板每圈壁板高程抽檢測(cè)量10個(gè)點(diǎn)，內(nèi)罐底板抽檢檢測(cè)8個(gè)點(diǎn)。

（7）所有清洗人員應(yīng)經(jīng)過安全培訓(xùn)及技術(shù)交底后方可允許上崗，同時(shí)為保障作業(yè)安全，作業(yè)過程中應(yīng)安排專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，做好安全監(jiān)控及通訊保障工作。

（8）為保障清洗效果，應(yīng)在清洗區(qū)域內(nèi)制作一塊清洗樣板區(qū)域，供清洗人員參考。

（9）以上工作完成后，應(yīng)用拖布將罐體內(nèi)部剩水清理干凈，無積水遺留為合格。

（10）水壓試驗(yàn)完成后要再次對(duì)內(nèi)罐底板進(jìn)行真空盒檢測(cè)。

（11）內(nèi)罐試驗(yàn)完成對(duì)內(nèi)罐下部壁板和底板進(jìn)行檢查，對(duì)腐蝕嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行刷或打磨。

5 LNG儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)

（1）注水水位至25%，50%，75%以及100%時(shí)分別進(jìn)行內(nèi)罐沉降的測(cè)量和觀測(cè)（25%處高度為3862.5mm，50%處高度為7725mm，75%處高度為11587.5mm，100%處高度為15450mm）。

（2）從開始到水位測(cè)試高度的時(shí)間段內(nèi)跟蹤觀看內(nèi)罐底板沿周，若有水泄漏，須放盡罐內(nèi)積水，找出泄漏點(diǎn)修補(bǔ)合格后重新注水。

（3）注水過程中觀測(cè)內(nèi)罐壁板有無明顯變形及滲水、漏水現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，按照規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)泄漏點(diǎn)，檢查合格后繼續(xù)注水。對(duì)內(nèi)罐焊縫的嚴(yán)密性及罐體各部位的變形仔細(xì)檢查，當(dāng)注水到設(shè)計(jì)最高液位并保持48h或者在沉降已經(jīng)穩(wěn)定之后，內(nèi)罐無滲漏、罐體無異常變形為合格。

（4）注水和排水過程中按設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行內(nèi)罐罐體沉降監(jiān)測(cè)，注水前對(duì)需進(jìn)行沉降觀測(cè)的位置進(jìn)行原始數(shù)據(jù)記錄。因試壓試驗(yàn)時(shí)24h不間斷連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)在試驗(yàn)過程中對(duì)水位以及內(nèi)罐沉降安排專人進(jìn)行日常檢測(cè)。

（5）預(yù)先在TCP壁板上及內(nèi)罐外壁相對(duì)位置設(shè)置水平點(diǎn)，位置在1500mm左右高度，共16個(gè)點(diǎn)位，分別對(duì)應(yīng)外罐16個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。在儲(chǔ)罐注水觀察期間使用激光筆進(jìn)行高差測(cè)量，讀取內(nèi)罐沉降數(shù)據(jù)。

（6）針對(duì)內(nèi)罐罐體變形測(cè)量，對(duì)罐體的16個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)。在注水前、注水過程中、注水后均需測(cè)量。外罐沉降觀測(cè)由土建單位配合進(jìn)行檢測(cè)。

（7）注水期間儲(chǔ)罐沉降量和變形控制要求如表2所示。

表2 注水期間儲(chǔ)罐沉降量和變形控制要求

6 結(jié)語

綜上所述，本文主要對(duì)楊凌液化天然氣（LNG）儲(chǔ)罐水壓試驗(yàn)要點(diǎn)以及監(jiān)測(cè)重點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在對(duì)LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行水壓時(shí)，首先需對(duì)罐體進(jìn)行全面檢查，在保證罐體無損后即可進(jìn)行充水，并進(jìn)行水壓試驗(yàn)，要求在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)安排檢查人員對(duì)進(jìn)水和放水情況進(jìn)行監(jiān)控管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，并采取有效的處理措施，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷罐體質(zhì)量。