LNG低温液体运输罐车结构、常见故障和研究.doc

LNG低温液体运输罐车结构、常见故障和研究 　　一、前言 随着科学技术的迅猛发展和国民经济的需要，气体市场得到迅速发展，相应贮存、运输低温液体的设备需求量也不断增长。LNG低温液体运输罐车是专为运输LNG开发研制的专用车辆。其盛装的LNG主要成分是液态甲烷，是由地下天然气经过净化、降温、制冷、液化而成，温度极低，沸点为-162℃，是一种无色、无味的气体，化学性质比较稳定。但与空气中的氧气混合后，能形成爆鸣性气体，所以该车辆的使用和操作具有特殊性和潜在的危险性，要求在遇到故障时必须及时、迅速采取相应的解决措施，确保安全。 二、LNG低温液体运输罐车的基本结构及特点 LNG低温液体运输罐车的基本结构：其主要由以下四部分组成：①高真空多层缠绕绝热夹层。减少外界对内容器的热辐射和热传导；②罐体内容器。用来充装LNG低温液体；③罐体外容器。主要作用是与内容器构成真空夹层；④管路系统。装卸低温液体用。 低温液体运输罐车的关键部位是高真空多层绝热层，它是由玻璃微纤维高效深冷绝热（纸）材料和玻璃纤维复合后缠绕在内容器外壁上的绝热层。在罐体的制造过程中要严格控制并保持罐体夹层的真空度，真空度的高低直接影响罐体绝热效果，所以罐体内设有吸附装置：①在真空夹层的冷侧采用深冷、真空状态下吸附性能好的吸附剂─分子筛，目的是吸附与真空夹层接触的各种材料的放气，以延长真空寿命，此吸附剂应紧贴内容器设置；常温下起吸附作用的吸附剂─氧化钯（PdO），目的是吸附溶入钢板晶界和穿透外容器渗入真空夹层的氢气（H2），以延长真空寿命，此吸附剂应紧贴外容器设置。 由于多层绝热空间中，各种材料表面或内部吸附有大量不凝性气体，特别是热传导性能很好的氢气（H2），它们会慢慢地不断释放出来，而使夹层中的真空度下降及绝热性能降低，对此要用CO2气体进行置换。同时，加热能加速被吸附气体的脱附，提高气体分子渗透到多层间的速度及沿层间缝隙的流导，所以充入CO2后再进行加热。 三、LNG低温液体运输罐车的常见故障及解决措施 （一）真空度丧失。绝热夹层失去真空度主要原因是内容器泄漏、外容器泄漏或管路管线泄漏。造成泄漏的主要原因是在制造过程中存在的缺陷（裂纹），在低温状态下和运输过程中产生振动或碰撞等致使微裂的扩展而导致泄漏。这种泄漏使内容器内介质压力迅速升高，安全阀频繁开启、排放，严重地影响罐体的绝热效果和使用安全性能，并大大增加了生产运输成本。 使用氦质谱仪对外容器和夹层管路分别用氦气进行检查，很容易查找出漏点，但对内容器的检漏却相当困难，由于低温贮罐是双层夹层真空容器，无法进入内容器检查，只能有针对性地对各可能泄漏的部位分别重点检查和分析。具体步骤如下：①对夹层的气体进行化学分析，如果夹层的气体与内容器充装的介质成分一致，则可确定气体是从内容器或内管路中泄漏出来的。②对夹层抽真空检查，如果发现夹层真空度很快达到标准要求的真空度，则说明夹层的气体由内容器泄漏出来的，因为如果是外容器泄漏则进入潮湿空气，而潮湿空气接触绝热层产生不凝气体，在真空状态下不断释放出来，所以不可能在短时间内夹层的真空度达到标准要求，同时也说明这是较小的泄漏。③若夹层的真空度很难抽出，则可能是内容器或外容器严重泄漏。④对内容器抽真空，真空度很快达到要求且能保持，则说明内容器无泄漏，反之则说明内容器有泄漏，但极小的泄漏需要很长时间才能发现。 以52.5m3LNG低温液体运输车罐体为例进行了检漏。该罐体待修时的现象是外容器结霜，尤其是靠近半挂车牵引座处的外封头结霜较厚，真空度几乎丧失，初步认为该罐是属于内容器或其相关联的管路泄漏，按以下步骤进行了检查：①对夹层抽真空约18小时后，其真空度很快达到要求。按照此现象判断夹层的气体是由内容器泄漏的气体，若外容器泄漏则有潮湿空气进入夹层，不可能在18小时内将真空度抽至规定数值；②按罐体图的结构，分析内容器存在漏点的可能位置，该罐体的A、B类焊缝均经过100%射线无损检测，出现漏点的可能性比较小，而D类焊缝只做100%着色渗透无损检测，对内部很难检测出缺陷，出现漏点的可能性较大；③对夹层抽真空，用氦质谱仪检漏，分别对每个接管焊接部位喷氦气进行检漏，通过氦质谱仪出现的反应时间可判断出漏点是在前端压力表接管处。在此部位相应的外封头上开φ300mm的检修孔（开孔前先将干燥的氮气充入罐体的夹层，防止潮湿空气进入夹层，影响检修后对夹层抽真空的时间和效果）；④对内容器进行抽真空，用氦质谱仪检漏，向可疑的角焊缝喷氦气，最终找出漏点的位置是夹层内前端压力表接管与内封头之间的D类角焊缝被局部拉裂。 （二）罐车压力不能保持。LNG低温液体运输罐车罐体的设计压力0.65MPa，设计温度-196～+20℃，安全阀的开启压力0.69 MPa，回座压