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LNG儲(chǔ)罐定檢磁粉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用和內(nèi)罐設(shè)計(jì)(一)、磁粉檢測(cè)在儲(chǔ)罐定檢中的應(yīng)用
由于低溫儲(chǔ)罐用材料大多為Q235、16MnR等碳素鋼或低合金鋼，具有低剩磁、低矯頑力的特點(diǎn)，故LNG儲(chǔ)罐磁粉探傷只能采用連續(xù)法，即在外加磁場(chǎng)磁化的同時(shí)，將磁粉或磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉探傷。磁粉探傷磁化方法有多種，一般根據(jù)被探工件特點(diǎn)選擇，如周向磁化的常用方法有通電法、中心導(dǎo)體法、偏置芯棒法、觸頭法、感應(yīng)電流法、繞電纜法等，縱向磁化的方法有線圈法、磁扼法、磁鐵法，多向磁化有交叉磁扼法、交叉線圈法等。不同方法有不同的特點(diǎn)，例如觸頭法是用兩支桿觸頭接觸工件表面，通電磁化，在平板工件上磁化能產(chǎn)生一個(gè)畸變的周向磁場(chǎng)，用于發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的不連續(xù)性，用較小的磁化電流就可在工件局部得到必要的磁場(chǎng)強(qiáng)度，其靈敏度高，使用方便。
盡管磁粉探傷方法多種多樣，但LNG儲(chǔ)罐定檢磁粉探傷主要是針對(duì)焊縫，包括對(duì)接焊縫、角焊縫等，一般無法使用固定式設(shè)備，只能用便攜式設(shè)備分段探傷，致使LNG儲(chǔ)罐定檢對(duì)磁粉探傷方法的選擇受到局限，目前常用的方法有以下幾種。
(1)磁扼法：應(yīng)用較為廣泛，該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，活動(dòng)關(guān)節(jié)磁扼可檢角焊縫，使用中為檢出各個(gè)方向的缺陷，在同一部位至少做兩次互相垂直的探傷，且應(yīng)將焊縫劃分為若干個(gè)受檢段，檢測(cè)操作時(shí)應(yīng)有一定的重疊，此方法效率低，操作不當(dāng)可能造成漏檢。
(2)交叉磁扼法：目前容器定檢中應(yīng)用較廣的一種方法，可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，探傷效率高，靈敏度高，操作簡(jiǎn)單，一次磁化可檢出各方向的缺陷，適于長(zhǎng)的對(duì)接焊縫探傷，對(duì)角焊縫則不適用。但由于需使用380V電源，在石化行業(yè)容器內(nèi)部使用受到了一些限制。
(3)觸頭法：屬單方向磁化方法，電極間距可以調(diào)節(jié)，可根據(jù)探傷部位情況及靈敏度要求確定電極間距和電流大小，對(duì)于角焊縫可靈活調(diào)節(jié)。該方法和磁扼法一樣，同一部位也要進(jìn)行兩次互相交叉垂直的探傷。
(4)線圈法：對(duì)于管道圓周及管角接焊縫可以用繞電纜法探傷，屬縱向磁化，可發(fā)現(xiàn)焊縫及熱影響區(qū)的縱向裂紋。在實(shí)際的LNG儲(chǔ)罐定檢中，筆者所在單位主要使用的只有磁扼法和交叉磁法兩種。對(duì)于容器對(duì)接的縱、環(huán)焊縫，此兩種方法操作方便、靈敏度高、效率高，處于無可替代的地位；對(duì)于接管角焊縫，實(shí)施交叉磁法無法檢驗(yàn)，活動(dòng)關(guān)節(jié)磁扼能較好的解決與容器筒體垂直的接管角焊縫探傷，但對(duì)于成一定角度的接管角焊縫則存在一定的困難，而觸頭法和線圈法則能較好的解決此問題。
事實(shí)上，由于接管處受力狀況復(fù)雜，角焊縫較對(duì)接焊縫容易出現(xiàn)問題，故如何解決好角焊縫探傷問題，如何引入和運(yùn)用好觸頭法、線圈法是以后工作和努力方向。
(二)、天然氣儲(chǔ)罐的內(nèi)罐設(shè)計(jì)
液化天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)罐設(shè)計(jì)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)為API620附錄Q。內(nèi)罐是整臺(tái)低溫儲(chǔ)罐的核心，也是設(shè)計(jì)的。
一、靜力設(shè)計(jì)
液化天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)罐筒體的高度應(yīng)考慮滿足儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)容積(設(shè)計(jì)液位)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮由于泵吸入口高度造成一部分液態(tài)LNG存留于內(nèi)罐中所占據(jù)的高度，以及針對(duì)地震造成液面晃動(dòng)預(yù)留出的頂部自由空間。
不銹鋼內(nèi)罐壁板設(shè)計(jì)的厚度應(yīng)滿足下列要求：
(1)相當(dāng)于液態(tài)LNG設(shè)計(jì)液位的液柱壓力；
(2)相當(dāng)于液態(tài)LNG設(shè)計(jì)液位的液柱壓力1.25倍的水壓試驗(yàn)壓力。
由于內(nèi)罐為開口結(jié)構(gòu)，內(nèi)罐兩側(cè)所受到的氣相壓力大小相等，因此在內(nèi)罐壁厚的計(jì)算中無需考慮蒸發(fā)氣體壓力。
二、筒體壓縮
筒體底部的較大縱向壓縮力可以根據(jù)API620附錄L5.2計(jì)算，結(jié)果需滿足API620附錄L5.3筒體較大縱向壓應(yīng)力要求。
三、抗震設(shè)計(jì)
天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)罐抗震設(shè)計(jì)采取預(yù)埋錨固帶，以抵抗由于地震產(chǎn)生的傾覆力矩。應(yīng)在水壓試驗(yàn)過程中進(jìn)行內(nèi)罐錨固帶與內(nèi)罐壁板的焊接，而在氣壓試驗(yàn)過程中完成外罐錨固帶與外罐壁板的焊接工作。
四、抗傾覆計(jì)算
儲(chǔ)罐可以由罐體重量和儲(chǔ)存液體的重量來確定殼體底部的抗傾覆力矩，通過比較計(jì)算結(jié)果是否滿足API620附錄L4.1及L4.2來判斷儲(chǔ)罐是否需要采用錨固帶解決。對(duì)于非錨固帶設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐，可以利用殼體下提升基礎(chǔ)底板寬度的這部分介質(zhì)來抗傾覆。
五、液體晃動(dòng)值計(jì)算
由地震造成液體晃動(dòng)的高度值可以由API620附錄L8計(jì)算得出，將該計(jì)算結(jié)果加上較小為1英尺的數(shù)值作為內(nèi)罐高度的預(yù)留液體晃動(dòng)高度值。
六、吊頂設(shè)計(jì)
吊頂設(shè)計(jì)應(yīng)考慮吊頂自身重量以及覆蓋在吊頂上的保冷材料、接管套筒、壓力平衡孔的重量和施工中的臨時(shí)載荷。由于儲(chǔ)罐在常溫狀態(tài)下安裝，因此吊頂上接管開孔與接管應(yīng)當(dāng)偏心布置，以補(bǔ)償由于溫度變化造成的吊頂甲板收縮量，否則可能會(huì)由于甲板收縮與接管產(chǎn)生碰撞，造成吊頂甲板或接管變形。
七、接管設(shè)計(jì)
接管的設(shè)計(jì)除了要滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮到在儲(chǔ)罐氣體置換及預(yù)冷過程中需要配置的一些臨時(shí)接管。
黃驊百恒達(dá)祥通機(jī)械制造有限公司(http://www.chinaxiangtong.com)位于新興的港口城市黃驊市，于2002年經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)的特種設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。公司現(xiàn)具有A2壓力容器設(shè)計(jì)許可證，壓力容器A1、A2、D1、D2制造許可證，鍋爐B級(jí)制造許可證。主要產(chǎn)品有液氬儲(chǔ)罐、LNG容器、低溫壓力容器、液氮儲(chǔ)罐、低溫容器等。公司占地面積67320平方米。生產(chǎn)50多種工業(yè)產(chǎn)品，低溫液體儲(chǔ)罐（250m3）主要市場(chǎng)方向液氧儲(chǔ)罐，LNG加注站，工業(yè)氣體分裝站，企業(yè)和居民氣化站。油田加熱爐，現(xiàn)階段的市場(chǎng)方向西北油田、大慶油田、華北油田。各種鍋爐產(chǎn)品及各種二氧化碳儲(chǔ)罐產(chǎn)品的市場(chǎng)方向各大化工業(yè)。