低温储罐的几种储存形式和低安装工艺特点

 [一]、LNG低温储罐的几种储存形式
目前，国内外常用的低温储罐有常压储存、子母罐带压储存及真空罐带压储存三种方式。采用哪种储存方式，主要取决于储存量的大小。
①真空罐
真空罐为双层金属罐，内罐为耐低温的不锈钢压力容器，外罐采用碳钢材料，夹层填充绝热材料，并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。
LNG总储存量在1000m?以下，一般采用多台真空罐集中储存，目前国内使用的真空罐单罐容积较大为150m?。真空罐工艺流程比较简单，一般采用增压器给储罐增压，物料靠压力自流进入气化器，不使用动力设备，能耗低，因此国内外的小型LNG气化站基本上全部采用真空罐形式。
②子母罐
子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器，外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面，内外罐之间也是填充绝热材料，夹层通入干燥氮气，以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场，外罐在现场安装。
储存规模在1000m?到5000m?的储配站，可以根据情况选用子母罐或常压罐储存，由于内罐运输要求，目前国内单台子罐较大可以做到250m?，采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同，由于夹层需要通氮气，装置中多了一套液氮装置。
焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。此种焊接会给操作者带来一定的危险，所以在进行焊接时采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。但是超声波焊接技术完善了这些不足之处，所以能得到广泛的应用。
19世纪末之前，唯一的焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊。较早的现代焊接技术出现在19世纪末，先是弧焊和氧燃气焊，稍后出现了电阻焊。20世纪早期，一次世界大战和二次世界大战中对军用设备的需求量很大，与之相应的廉价可靠的金属连接工艺受到重视，进而促进了焊接技术的发展。20世纪下半叶，焊接技术的发展日新月异，激光焊接和超声波焊接被开发出来。，焊接机器人在工业生产中得到了广泛的应用。研究人员仍在深入研究焊接的本质，继续开发新的焊接方法，并进一步提高焊接质量。
搪瓷罐经900℃高温焙烧，冷却后搪瓷与钢板粘结在一起。低温储罐由于搪瓷的线膨胀系数和延伸率小于钢板，因此冷却后搪玻璃的变形量小于钢板的变形量，搪瓷受到钢板的约束产生压应力。搪瓷罐制成后，其搪玻璃即存在预压缩应力，而钢板则存在预拉伸应力。由于预应力与线膨胀系数和延伸率相关，线膨胀系数和延伸率与温度又密切相关，因此搪瓷罐的工作温度对搪瓷罐的使用影响很大。如果因温度变化大而使搪瓷产生的应力超过其使用应力，搪瓷将被破坏。因此搪瓷罐搪瓷层遇冷、热急变，极易爆瓷。因此搪瓷罐有耐温限制：温度200℃，耐温急变：冷冲击<1IO~C，热冲击<120℃。低温储罐投料时物料温度与罐体温差太大以及升温时蒸汽过猛、降温太急也能导致爆瓷。因此搪瓷罐在使用中升、降温要缓慢、均匀，分级冷却。
[二]、低温储罐安装工艺特点
总体工艺：罐壁采用倒装法施工、罐顶气举法施工。
1、低温储罐罐顶施工特点：
.1、预制：
低温储罐外罐罐顶在搭设起的临时架台上进行安装焊接，先进行是架台的搭设，然后为罐顶钢结构的组装焊接，较后为罐顶板的组对焊接，液化天然气储罐外罐顶的吊装采用150吨的履带吊。
罐顶钢结构应在罐顶临时支撑架台搭设完成后进行。罐顶钢结构中心环应在地面进行预制、检查，确认合格后，安装在中心柱上，在中心环上标出各钢结构骨架的安装位置。为了增强架台的稳定性应采用两台吊车进行钢结构分组对称安装，应在砼壁上划出定位线，以控制罐顶钢结构的安装位置。在安装每组钢结构子骨的连接环梁时无须定位板，间隙为零可直接安装在主骨和子骨上。钢结构的焊接应采用隔组焊接的方式。在焊接好的各组钢结构间安装子骨，这时安装钢结构间连接环梁要用定位板，间隙为1-2mm，钢结构的焊接仍采用隔组焊接的方式。
吊顶板在二级底板安装焊接完成即可进行。
在二级罐底上安装临时架台用于吊顶的安装。将预制成块的吊顶板运进罐内，按照施工图中的位置从中心向四周的方向进行安装。安装时应注意环板和分割板的孔的方向。在吊顶板及其环板、分割板和加固环焊接完成后就可用吊杆将吊顶板与外罐顶的吊架的连接成一个整体。
1.2、低温储罐罐顶举升拱顶的气举作业是储罐施工中非常重要的一项作业。并且气举作业中的手段材非常大，所以要提前准备预制工作，如钢丝绳的支架和滑轮、导向滑轮支架，临时内罐密封板、临时施工口、风道和密封胶布等等，其中有许多的附件要在气举之前装入吊顶之内，技术人员要详细参阅图纸，不要少项，并且这些附件要在气举之前预制、安装完成。
在试升顶的基础上，确认对正式升顶无障碍后，开始正式升顶，正式升顶应选择在好的天气下进行。
在较终检查完后，各有关人员就位于指定位置。然后开始打开1号鼓风机，开始升压，当罐内压力达到上升压力后，调整鼓风机的风门，使其达到上升速度（30mm/min），当密封带通过2号鼓风机的风道后，启动2号鼓风机，另外调整1号鼓风机的输出风门，使其达到50mm/min的速度，当通过两重门后将上升速度提高到100mm/min，当通过临时施工口后，将速度提高到（150-200）mm/min。
低温储罐罐顶开始上升时，罐内的检查人员要仔细检查罐顶上升中有无障碍，在罐顶上升过程中仔细确认罐顶的水平度和平衡度。还要确认罐内的压力和上升速度。
鼓风机班要经常监视鼓风机的动作状况（电流、风门大小等）。测量班应随时报告罐顶的上升位置。
当罐顶将要到达上部临时壁板前，慢慢降低罐顶上升速度，检测罐顶与压力环（外罐壁与罐顶的连接构件）的安装位置是否正确，如错位可用杠杆式调节楔、千斤顶等来调整位置。调整后即可让罐顶与压力环搭接，然后固定焊接。
2、内罐罐底施工特点
2.1、底板铺设：
内罐底板应在内外罐底间环梁保温结束后进行，因此时外罐顶已安装焊接完毕，内罐底板只能从临时施工口运入，因此应在施工口处搭设运板滑道，将底板运入罐内，底板在罐内的运输采用自制的运板车进行。在运输过程中，由于罐底已铺设了保温用的玻璃砖及干砂，所以为了不破坏砂面及防止碾压碎保温用的玻璃砖，在作业人员的脚下和车轮下放铺设临时板。如果微小破坏沙面水平处，立即复原，才能继续施工。
2.2、边缘板安装：低温储罐内罐边缘板采用对接焊，因此内罐边缘板应在由三脚架搭起的平台上进行组装，以便于进行X射线探伤。安装要点为几何尺寸的控制与调整。
考虑到边缘板各自焊缝的横向收缩变形和角焊缝焊接纵向收缩变形对边板的影响，为保证罐体几何尺寸，组装时边缘板安装半径应适当放大。
按放大后的尺寸在环梁上划出边板安装位置线，其垫板可先行铺设，亦可把垫板点到边板上，按位置线顺时针安装边缘板，留出一张调整板，安装时注意坡口的间隙为外周小间隙，内周大间隙，边板组装后进行点焊，点焊长度为80毫米/300毫米，点焊时按规定清理坡口和预热，同时安装焊缝引出板和安装防变形的固定卡具。 防变形工卡具、眼块与底板满焊牢固，工卡具间距为200毫米。引出块坡口与边缘板坡口相同。
边缘板一周安装完毕，工卡具固定牢靠，清理坡口，按规定预热，由多名焊工，每名焊工一道焊缝或几道，焊工均布一周，同时对称的进行焊接。焊接方向从内向外进行，把收尾焊缝焊到引出板上，焊缝位置为从边缘板外侧向内侧300毫米长。
先打底焊300毫米，PT探伤合格后将300毫米长焊缝焊完。按要求每条焊缝的外端300毫米内进行射线探伤合格后，即可以安装壁板。余下的焊缝待第三节或第四节板安装焊接结束后，大角焊缝焊接完再进行焊接，焊接时用砂轮打磨已焊焊缝，端部成一斜坡形凹槽，便于以后接头。
在完成边缘板上罐壁板安装垂直部位300mm的焊接，确认其合格后，将边缘板沿顺时针方向依次吊起，撤除底部临时架台，使边缘板落到环梁上，然后对边缘板外径进行测量是否是正圆，若不是正圆应重新起吊、下落。
300毫米焊缝焊完后，原组对安装的工卡具不允许拆掉，直到边板所有焊缝焊完后才能拆除。
3、罐壁施工特点：罐壁施工为正装法，安装方式与以往低温储罐施工相同，只是需要在一节壁板预留施工口，此处壁板在组对时不安装。
3.1、施工口的预留壁施工口在一节壁板组立时，在底板上标出准确位置，壁板组立时，按照正常施工，只是施工口处的壁板只用工卡具固定，不进行焊接。待二节和第三节内壁板组焊结束后再进行拆卸，1H及角焊缝施工口两侧300mm范围内留下不焊接，在施工口周围3个方向上安装补强材，注意水平补强材和纵向补强材之间不得留有间隙，在纵向补强材和边板之间不得有间隙，补强材和外部侧板用龙门板及斜楔拉合，焊接侧板和补强材，用临时吊车起吊施工出入口，卸除对接夹具，折除施工口，因为从内外槽间搬出，所以可以临时撤去内外槽的脚手架。
3.2、施工口的组装低温储罐外罐施工口的组装，确认罐内施工已完成，附件均已安装完毕，并且内外罐施工口板亦已运到罐内，撤出不必要的器具。此时可以进行砼壁施工口的浇筑施工，砼壁施工口浇筑完成后，开始外罐施工口的组装。用临时吊车起吊施工口，由内壁施工口拉入吊起，将施工口壁板贴紧砼壁，组立到安装位置，完成焊接。
内壁施工口的组装，由于内壁施工口会发生若干变形缩小，因此，需测定各尺寸，沿此尺寸加工施工口板，用临时吊车起吊施工口，实施对接。组对完成后，按立缝―1H―大角缝的顺序进行焊接，检查合格后，将托架式脚手架及其它施工机具搬出，完成施工口的安装。