LNG储罐的焊接施工及罐顶的气吹顶升

论文摘要

LNG（Liquefied Natural Gas）,即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中开采出来的可燃气体,主要成分由甲烷组成,LNG是将常压下气态的天然气冷却至-162℃,使之凝结成液体。随着世界经济的迅速发展,人们对于能源的需求与重视程度也在与日俱增。由于天然气具有热值高、污染程度小、价格低廉等许多优点。天然气作为清洁能源越来越受到青睐,很多国家都将LNG列为首选燃料,LNG成为全球增长最迅猛的能源行业之一。LNG通常储存在-162℃,压力为0.1MPa左右的低温储罐内。储罐罐体呈内、外两层罐体结构,外罐为预应力混凝土结构,内罐材质为9%Ni钢。因此,LNG储罐的焊接施工主要是9%Ni钢内罐壁板的焊接施工。内罐壁板的焊接方法主要采用焊条电弧焊与埋弧自动焊,焊条电弧焊常用于立焊缝的焊接及横焊缝的打底焊,埋弧自动焊常用于横焊缝的填充及盖面。由于LNG储罐的设计温度是-162℃,且9%Ni钢内罐壁板承担着盛装冷液和密封的作用,对于母材和焊接材料的机械性能提出了很高的要求。因此,对两种焊接工艺得到的9%Ni钢焊接接头的力学性能、微观组织及断口形貌进行了分析,从而对9%Ni钢进行了焊接工艺评定。LNG储罐罐顶的气吹顶升是大型LNG低温储罐施工的重要控制环节,施工中将面临顶升件重量大,顶升件与罐壁密封要求高,平衡控制装置复杂等一系列技术难点。本课题受某石化公司委托,进行了160000m3的大型LNG低温储罐罐顶气吹顶升的研究。研究表明:在施工前根据罐顶重量合理选择鼓风机,设计平衡装置和密封结构,是确保罐顶气吹顶升作业一次性顺利安全完成的关键。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 液化天然气（LNG）
• 1.2 我国及国外LNG 的发展现状
• 1.2.1 我国LNG 发展现状与前景
• 1.2.2 国外LNG 发展现状及规划
• 1.3 LNG 储罐焊接技术的发展现状及研究必要性
• 1.3.1 LNG 储罐焊接技术的发展现状
• 1.3.2 LNG 储罐焊接技术研究的必要性
• 1.4 LNG 储罐的结构形式及特殊要求
• 1.4.1 LNG 储罐的结构形式
• 1.4.2 LNG 低温储罐的特殊要求
• 1.5 LNG 低温储罐罐顶的气吹顶升
• 1.6 LNG 低温储罐用9% Ni 钢简介
• 1.6.1 材质标准
• 1.6.2 9%Ni 钢的基本特性
• 1.6.3 9%Ni 钢的焊接方法
• 1.6.4 9%Ni 钢的焊接性能
• 1.7 课题研究内容
• 第2章 LNG 储罐焊接施工
• 2.1 工程简介
• 2.2 焊接施工过程中需解决的问题
• 2.3 焊接施工
• 2.3.1 内罐壁板的焊接施工
• 2.3.2 铝合金吊顶的焊接施工
• 2.4 焊接检验
• 2.4.1 焊缝外观检测
• 2.4.2 无损检测
• 2.5 焊缝返修
• 2.6 小结
• 第3章 罐顶的气吹顶升
• 3.1 罐顶气吹顶升需解决的问题
• 3.2 气吹顶升作业采取的主要步骤
• 3.3 罐顶气吹顶升参数的计算
• 3.4 罐顶的绳索（传动装置、装备）安装
• 3.5 密封系统安装
• 3.6 平衡系统的安装
• 3.7 圆度和水平度的调试
• 3.8 安装鼓风机
• 3.9 罐顶的气吹顶升
• 3.10 罐顶气吹顶升的技术路线图
• 3.11 小结
• 第4章 LNG 用9% Ni 钢的焊接性评定
• 4.1 参照标准
• 4.2 母材
• 4.3 焊材
• 4.4 焊接规范
• 4.5 焊接接头机械性能
• 4.6 焊接接头硬度
• 4.7 焊接接头的宏观形貌及微观组织
• 4.8 -196℃低温冲击试验的断口形貌分析
• 4.9 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录