20英尺LNG罐式集裝箱罐體的制造工藝

朱彩萍

摘要：本文介紹了20英尺LNG罐式集裝箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)其高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)的制造步驟和質(zhì)量控制進(jìn)行了探討，以有助于低溫絕熱結(jié)構(gòu)罐體的制造。

關(guān)鍵詞：罐式集裝箱；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；制造

1.前言

天然氣是一種高效、清潔的能源和石油化學(xué)工業(yè)的原料，天然氣的使用越來越普及，運(yùn)輸設(shè)備的需求量將隨之增大，為適應(yīng)市場需求，我公司開發(fā)了適合水路陸路均可運(yùn)輸?shù)?0英尺LNG罐式集裝箱（LNG即為液化天然氣的英文縮寫），其設(shè)計(jì)與制造須同時(shí)接受特種設(shè)備監(jiān)檢機(jī)構(gòu)與船檢機(jī)構(gòu)的監(jiān)管。

2. 20英尺LNG罐式集裝箱結(jié)構(gòu)

20英尺LNG罐式集裝箱由框架、罐體及管路系統(tǒng)等組成，罐體采用低溫絕熱技術(shù)， 20英尺LNG罐式集裝箱罐體的外形尺寸為φ2384×5666，框架外形尺寸為6058×2438×2591（mm）。

該罐式集裝箱罐體為雙殼結(jié)構(gòu)，由內(nèi)筒體、外筒體、絕熱層、支撐裝置等組成。罐體的內(nèi)筒體直徑為φ2200，材質(zhì)為不銹鋼（S30408），外筒體內(nèi)直徑為φ2400，材質(zhì)為低合金鋼（Q345R），在內(nèi)筒體外表面采用多層鋁箔和玻璃纖維紙進(jìn)行纏繞構(gòu)成多層絕熱層，內(nèi)筒體與外筒體之間設(shè)置8個(gè)支撐裝置，材質(zhì)為環(huán)氧玻璃鋼。外筒體與內(nèi)筒體之間為夾層，并在夾層間進(jìn)行真空技術(shù)處理，使夾層處于高真空狀態(tài)，多層絕熱層與高真空狀態(tài)構(gòu)成高真空多層絕熱層，絕熱層總厚度約為25mm。

3.內(nèi)、外筒體及封頭的制造

3.1 材料要求

罐式集裝箱內(nèi)、外筒體及封頭用材料應(yīng)有材質(zhì)證明，進(jìn)廠須進(jìn)行復(fù)驗(yàn)；角件及焊材須要CCS持證企業(yè)供貨。內(nèi)筒體及封頭材料S30408應(yīng)符合GB24511-2009的規(guī)定；外筒體及封頭材料Q345R應(yīng)符合GB713-2008的規(guī)定，鋼板每批抽2張進(jìn)行-20°C夏比（V型缺口）低溫沖擊韌性，AKv≥34J，且應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，符合JB/T4730.3-2005 II級(jí)為合格。

3.2 內(nèi)、外筒體及封頭的制造及檢驗(yàn)

內(nèi)、外筒體及封頭的制造應(yīng)嚴(yán)格符合GB150.4-2011《壓力容器》的規(guī)定。內(nèi)筒體上不應(yīng)采用硬印作為材料移植標(biāo)記、焊工標(biāo)記及其他標(biāo)記；封頭應(yīng)整體成形，其拼接接頭在成形前后均應(yīng)進(jìn)行100%射線檢測(cè)，符合JB/T4730.2-2005中的II級(jí)合格；外筒體內(nèi)部加強(qiáng)圈組焊時(shí)應(yīng)斷續(xù)焊，采取防變形措施，嚴(yán)格控制其橢圓度，橢圓度采用內(nèi)弓形或外弓形樣板檢查。

內(nèi)、外筒體的各類焊接接頭按圖紙要求進(jìn)行無損檢測(cè)。

3.3 內(nèi)、外筒體及管子的清洗

清洗是為了減少鋼材表面物理吸附和化學(xué)吸附的氣體，對(duì)真空度及低溫性能的影響很大。內(nèi)筒體清洗時(shí)將酸洗鈍化膏或洗潔溶液涂于內(nèi)容器內(nèi)，再用清水沖干凈后晾干或烘干。

管子在彎制工序后24小時(shí)內(nèi)要進(jìn)行清洗，這樣可使清洗容易且徹底。用泵抽取洗潔溶液反復(fù)沖洗管子內(nèi)外表面，去除所有可見性油和脂，然后用泵抽取過濾的清水反復(fù)沖洗干凈。再用常溫的清潔氮?dú)獯蹈伞?/p>

內(nèi)容器外壁進(jìn)行清洗前，徹底清除焊接飛濺物、焊接藥皮、毛刺，打磨焊接件，使圓滑過渡，然后用洗潔溶液或酸洗鈍化膏擦洗表面，并晾干或吹干。

外筒體、封頭的內(nèi)外表面噴砂，達(dá)到ISO2?級(jí)，露出金屬泛白色，用機(jī)械清除焊渣、未脫落氧化皮，壓縮空氣去除表面的灰塵和鐵砂，目測(cè)污斑處用洗滌劑擦拭。

清洗后應(yīng)無目視可見的任何污染，在白光或黑光燈下無熒光顯示。

4.多層絕熱層的制造

檢查內(nèi)膽表面清潔干凈，沒有油污；纏繞室必須清潔干燥，無灰塵；使用的工具必須事先去油污，操作人員應(yīng)穿干凈的工作服、布鞋，戴口罩、帽子和手套。纏繞室的相對(duì)濕度應(yīng)控制在70%左右，無關(guān)人員不得隨意進(jìn)入。纏繞員將內(nèi)膽放在纏繞機(jī)上，固定在正確位置，確認(rèn)支承已鎖緊。調(diào)整纏繞紙及內(nèi)膽的位置，確定紙旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。纏繞要求松緊適宜。纏繞30層箔紙后完成，關(guān)閉纏繞機(jī)。

5.內(nèi)、外筒體的套裝

檢查內(nèi)筒纏繞層及所裝外筒清潔度符合要求。將外筒調(diào)整好方位放在架子上。慢慢地將內(nèi)膽裝入外殼，確保纏繞完好。

內(nèi)、外套裝的注意事項(xiàng)：

（1）內(nèi)筒體纏繞工作完成后應(yīng)立即與外筒體組對(duì)，或放入烘干室內(nèi)待裝，無關(guān)人員不得觸摸筒體。

（2）內(nèi)外筒體的組對(duì)應(yīng)在密封無塵的場所進(jìn)行，在組對(duì)部件焊接期間及合攏后，對(duì)各開孔處用塑料紙貼封，以免灰塵進(jìn)入夾層。

（3）組對(duì)過程中切實(shí)防止油、水和其他污染物進(jìn)入夾層。這是由于污染物特別是油污、水進(jìn)入夾層會(huì)導(dǎo)致放氣量增加，延長抽真空時(shí)間，甚至導(dǎo)致真空度不能達(dá)標(biāo)的嚴(yán)重后果。

6.框架及管道制作

角件與角柱組裝焊接后，要按JB4784的要求對(duì)角件與角柱焊縫進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，合格后在工裝上組焊端部框架。利用工裝，將罐體與框架的端部、底部、側(cè)部等相應(yīng)連接件組裝焊接，嚴(yán)格控制罐箱外形尺寸。

框架裝完后，進(jìn)行閥門倉外管道、閥門儀表、安全附件組裝焊接。安全附件需要經(jīng)過校驗(yàn)并在校驗(yàn)有效期內(nèi)。安裝好管線后，作氣密試驗(yàn)，檢查各接頭及附件是否有泄漏，如果有要進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換。

7.真空夾層的抽空

當(dāng)容器氦質(zhì)譜檢漏合格后即可進(jìn)入加熱抽真空工序。將需抽真空的容器調(diào)整位置使容器抽真空接頭盡量靠近真空泵的抽口，以便盡可能使用短的線路進(jìn)行抽真空。將加熱器與內(nèi)容器管道連接起來，進(jìn)行加熱。加熱溫度設(shè)置>100℃，加熱時(shí)間>12小時(shí)。加熱結(jié)束，關(guān)閉加熱器后應(yīng)持續(xù)抽真空，抽真空時(shí)間必須滿60小時(shí)（包括所有的抽真空時(shí)間），直至夾層真空度優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求1×10-1Pa，并符合以下要求：真空夾層漏氣速率≤5×10-9Pa.m3/s，真空夾層漏放氣速率≤1×10-6 Pa.m3/s后進(jìn)行封結(jié)。

8.型式試驗(yàn)

對(duì)于設(shè)計(jì)定型或正式生產(chǎn)后主要設(shè)計(jì)參數(shù)、主體材料、結(jié)構(gòu)型式、關(guān)鍵制造工藝和使用條件等變更可能影響產(chǎn)品性能時(shí)，需進(jìn)行型式試驗(yàn)，低溫性能試驗(yàn)需在強(qiáng)度試驗(yàn)合格后進(jìn)行。型式試驗(yàn)的順序如下：

框架焊接質(zhì)量、外部尺寸、外觀表面質(zhì)量檢查、耐壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、空箱質(zhì)量、容積測(cè)定、堆碼試驗(yàn)、吊頂試驗(yàn)、吊底試驗(yàn)、外部縱向栓固試驗(yàn)、內(nèi)部橫向栓固試驗(yàn)、橫向剛性試驗(yàn)、縱向剛性試驗(yàn)、步道試驗(yàn)、扶梯試驗(yàn)、碰撞試驗(yàn)（沖擊試驗(yàn)）、封口真空度、常溫下夾層真空度、低溫下夾層真空度、真空夾層漏放氣速率、真空夾層漏氣速率、靜態(tài)蒸發(fā)率、維持時(shí)間測(cè)試。

9.結(jié)束語

本文通過對(duì)20英尺LNG罐式集裝箱罐體制造關(guān)鍵過程的介紹，使大家初步了解低溫絕熱罐箱的制造工藝及質(zhì)量控制要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]JB/T4784-2007低溫液體罐式集裝箱