容器手艺发扬压力容器建设压力容器建设手艺
正在环球能源组织加快低碳化转型的配景下，液化自然气（LNG）举动洁净能源的要紧构成个别，正成为各国保护能源安详、饱励绿色成长的闭头抓手。LNG储罐是保护能源安详、擢升储气调峰才略的中心根柢措施，其创立更是量度一个国度正在低温工程、原料科学、配备修设等范畴归纳身手势力的标记。
从沿海采纳站到内陆调峰闭键、从古代16万立方米储罐到27万立方米“巨无霸”，我国LNG储罐创立正以自帮更始络续打破范围极限与身手壁垒。然而，跟着储罐容量攀升与创态度景杂乱化，若何正在原料本能、施工安详、低碳运维等维度杀青“破冰”，仍需行业凝结聪慧。本版聚焦LNG储罐创立，邀请了策画、施工、运营企业的干系专家举办访道，敬请眷注。
●正在超大型LNG储罐的策画中，若何均衡储罐的容积、高度和太平性？青岛LNG采纳站采用的“矮胖型”策画有哪些上风？
李凤奇：正在超大型LNG储罐策画中，均衡容积、高度和太平性是储罐策画的闭头。正在坚持无别操作容积的条件下，增大罐径可低浸罐体高度，擢升储罐的抗震本能。但罐径的增大会导致穹顶跨度弥补，加大施工历程及杂乱荷载下的太平性策画难度。别的，罐径弥补可使内罐壁厚变薄，减幼内罐的策画与施工难度。储罐策画罐容越大，表罐投资越高，内罐投资越低。于是，需纠合园地创立前提，并以罐容大、抗震才略强、穹顶太平性好为倾向，优化储罐组织参数。
青岛LNG采纳站采用的“矮胖型”储罐拥有以下上风：一是低重心策画使储罐正在地动工况下的推翻力矩裁减，抗震才略明显加强；二是减幼了内罐壁厚，低浸了策画与焊接的难度；三是缩短了储罐的施工工期并低浸了高空功课危机；四是缩短了卸船工夫，进步了卸船功课作用。目前，“矮胖型”储罐已成为环球LNG采纳站的主流策画。
●LNG储罐每每修于沿海区域，容易受到地动和台风的影响。正在策画阶段，若何通过组织优化进步储罐的抗震和抗风才略？
李凤奇：LNG储罐储蓄能量强壮，一朝产生泄露爆炸将出现难以预计的次生灾难，故抗震设防恳求远高于旧例修修建物，对策画提出了空前未有的挑拨。LNG储罐每每修于沿海区域，而沿海多为软土地基，沿海工业用地多是吹填造成，吹填后的软土每每尚未举办充斥排水凝聚，土体的承载力较差，若何正在高烈度软土区修造超大型LNG储罐，成为储罐抗震策画的困难。为此，工程创立公司初次构修了“双层罐体+根柢+桩土”与低温液体的整个流固耦合动力学模子，处理非整个理解力学模子失真困难；聚焦高烈度地动区储罐抗震身手瓶颈与软土地基-桩基体例灾变防控困难，创办了“双承台+隔震”组织编造，研发了LNG范畴首套国产化隔震装配，使LNG储罐修造于地动高烈度软土区域成为或者。
●此刻各类数字化器械正在LNG储罐策画中的操纵情形若何？这些身手是否明显擢升了策画作用和工程精度？
李凤奇：正在超大型LNG储罐工程范畴，以SP3D、ABAQUS、ANSYS、HYSYS为代表的数字化器械已造玉成人命周期身手矩阵，明显擢升了策画作用与工程精度。个中，HYSYS通过成立热力学、流体力学模子杀青体例的精准工艺模仿与流程优化。ABAQUS和ANSYS软件可能通过多物理场理解对LNG储罐的表罐与内罐组织举办优化。正在运用SP3D软件举办多专业三维协同策画中，不光可能检讨碰撞，还可能知够数字化交付需求，为聪慧化运维创设前提。数字化器械正在施工阶段的操纵也尤为闭头。通过三维模子正向策画可能精准急促导出施工所需图纸和数据，有帮于进步作用，缩短施工工期。数字化器械已深度融入LNG储罐策画，成为擢升作用与精度的中心驱动力。跟着身手迭代与行业圭臬化不断推动，其操纵范畴将进一步扩展，饱励LNG储罐工程向更高效、更安详的对象成长。
张向东：9%Ni（镍）钢是超大型LNG储罐常用的罐体原料，其强度、韧性和低温本能对储罐的安详运转至闭要紧。焊接是罐体装置的闭头闭节，焊缝的质料直接影响罐体的密封性和强度。对待9%Ni钢的焊接，需求采取合意的焊接原料、焊接方式和焊接工艺参数，苛苛限定焊接历程中的变形、裂纹和气孔等缺陷。
近年来，跟着16万立方米储罐到27万立方米储罐的奔腾式成长，四修公司永远仍旧施工商场当先上风，告竣了中国石化LNG储罐内罐纵缝主动焊工艺开辟，正在国内率先杀青了内罐纵缝主动化焊接，进步了焊接作用，焊缝力学本能更优，质料牢靠。同时，咱们举办罐顶以泵井主平台和放空框架为主的模块化施工，进一步避免高空功课、进步人为功课作用、裁减呆滞台班，从而低浸安详危机和经济本钱。
●青岛LNG采纳站的27万立方米储罐仅用时18个月就告竣主体组织创立，施职业用大幅擢升。正在超大型LNG储罐创立中，有哪些闭头步调可能缩短工期并低浸本钱？
潘吉龙：受青岛冬季苛寒及强海风境遇影响，储罐施工面对混凝土浇筑温度难以达标的题目。十修公司创办“表罐壁低温混凝土内加热表保温工法”，通过预埋套管注入热干氛围，担保浇筑温度，杀青冬季络续施工。针对27万立方米储罐钢穹顶跨度大（总重1530吨）、型钢尺寸浩劫组对的特质，十修公司项目团队从头策画H形钢组对组装工装设置，擢升穹顶片修设精度和预造作用。
正在钢穹顶气顶升施工历程中，十修公司将激光测距仪、压力传感器、陀螺仪等仪器集成正在主动限定体例中，杀青顶升历程中钢穹顶顶升高度、速率、方位等闭头数据的衡量、传输、谋划，同时采用数字孪生身手，杀青数据及时反应和实时调控。
针对高空钢筋网片推翻危机，十修公司研发混凝土预埋抗风柱身手，打消风力激励的安详隐患，保护表罐壁双层钢筋网片施工安详高效推动。
钢造穹顶后期顶升仅用时107分钟，偏向限定正在60毫米以内（远低于200毫米许诺值），工期较策动提前了13天，为储罐整个施工缩短工期提前交工奠定了坚实根柢。
●穹顶气顶升是储罐创立的闭头工序之一。正在超大型LNG储罐的创立中，若何通过身手优化确保气顶升的安详性和精准性？
张向东：穹顶气顶升道理是运用微压氛围浮升身手，通过大流量饱风机向罐内送入压缩氛围，弥补穹顶下方气压至容许的压力，表里压力差将预造好的穹顶“托举”起来，沿混凝土罐壁络续安定擢升至罐壁顶部，与承压环接合。
正在顶升功课中，均衡体例、密封体例、动力体例和智能监测体例是得胜升顶的闭头。通过及时监测、精准限定储罐升顶时的气压、速度、偏移度等参数，以保护气顶升安详、太平。均衡体例是通过滑轮组和钢丝绳为悬浮的钢质穹顶供应定位导向，避免穹顶正在升顶历程中产生倾斜和挽救。密封体例直接裁夺顶升的质料。正在拱顶与罐壁间隙这一最闭头的密封处所，每每采用增强型聚乙烯密封帘或其他相仿密封原料，升顶时正在内罐风压用意下紧紧贴正在混凝土罐壁上，担保精良的密封性。此刻开辟的智能监测体例仍然操纵于顶升功课中，可能及时调理气顶升历程中的气压和速度，杀青精准限定和安详施工。
●焊接是LNG储罐施工的中心闭节之一，若何确保焊接质料以知足极低温前提下的运用恳求？是否有主动化或智能化焊接身手正正在扩张？
潘吉龙：为确保焊接质料知足极低温前提下的运用恳求，十修公司项目团队开辟运用热丝TIG机动焊焊接工艺，蜕化图纸坡口尺寸，使焊接更贴合现场实践，从而进步焊接质料。目前，该工艺已正在中国石化天津LNG、龙口LNG储罐内罐施工中运用。别的，通过正在埋弧焊机和手工焊机上预设电流、电压、速率，确保9%Ni钢焊接线千焦/厘米。苛控纵缝主动焊U形坡口加工尺寸，通过大型铣边机缜密加工，将预造尺寸差错限定正在±0.5毫米以内，裁减装置偏向。
十修公司正在内罐壁9%Ni钢纵缝焊接历程中开辟运用主动焊焊接工艺，焊缝表观成形美丽，不需求举办焊缝余高的打磨，裁减了焊工才能对焊接质料的影响。该公司合伙埋弧焊焊机厂家开辟了等离子主动清根机，研发并操纵焊缝余高主动打磨身手，处理了古代人为打磨导致的作用低、质料差等题目，内罐焊接一次及格率99.9%，有用擢升了呆滞化施工秤谌和劳手脚用。目前，更始工艺与焊接身手已正在国内各大型LNG储罐内罐施工中扩张运用。值得一提的是，十修公司正在北海液化三期项目储罐中操纵国产高镍焊材，处理了焊接原料依赖进口的题目。
比拟古代手工焊条电弧焊，罐壁与内罐周围板之间的T形接头（大角缝）采用埋弧主动焊工艺，拥有焊接线能量幼、缺陷少、质料高的特质，裁减了因焊工操作秤谌亏空导致的质料题目，可杀青单座罐减省50片面工时，进步了呆滞化施工秤谌。
●LNG储罐修成后，若何通过传感器、物联网等身手实实际时监测和智能运维？这些身手是否仍然成熟并普通操纵于实践项目？
刘庆胜：多维度传感器汇集可操纵到液化自然气储罐的及时监测中。液位与压力监测可能采用无线远传液位计，通过高精度传感器及时搜罗液位、压力数据，纠合物联网身手传输至云平台，精度达±1毫米，数据更新频率达秒级。温度与泄露监测可通过分散式光纤传感身手沿罐壁布置，监测温度梯度和细幼形变，纠合激光气体成像身手（如TDLAS）杀青0.1ppm（1ppm为百万分之一）级甲烷泄露定位。
智能运维方面，可通过搭修物联网架构与数据平台，通过资源层（传感器与设置）、数据层（周围谋划与存储）、透露层（可视化界面）三层架构策画，杀青多站点会合照料。
多级报警体例方面，可杀青阈值报警（如液位超限、压力骤变），以及打击分级推送（血色警报直达照料层、黄色警报发送至运维团队）。
长途操作成效方面，可通过物联网平台杀青阀门长途启闭、液位调控及急切堵截成效，擢升应急反映作用。
此刻，无线传输、光纤传感等身手已圭臬化，国内企业推出的商用化监控体例根基可能杀青LNG储罐全人命周期照料。
●LNG储罐的运用寿命每每长达几十年，正在永恒运转中，若何评估其组织无缺性和耐久性？是否有按期检测和修复的圭臬流程？
王增平：目前，LNG储罐通过操纵组织无缺性评估编造，杀青原料退化机理理解，确保其正在永恒运转中安详牢靠太平。正在低温脆性监测方面，针对9%Ni钢、不锈钢等低温原料的特质，采用缺口膺惩试验按期验证原料韧性，确保正在负162摄氏度工况下无脆性断裂危机。正在应力侵蚀开裂评估方面，通过电化学阻抗谱和慢应变速度试验检测焊缝等应力区域的侵蚀敏锐性。正在保冷体例效用评估方面，通过蒸发率、珍珠岩浸降、弹性毡老化、真空度吃亏等方法按期监测，杀青整个效用评估。
相闭LNG储罐的按期检测和圭臬化爱护修复，27万立方米LNG储罐可能操纵正在线监测汇整体例，通过采用沿罐壁计划测点的分散式光纤传感身手杀青全人命周期检测，或许杀青0.1毫米级的裂纹检测。目前LNG储罐服从缺陷分级修复处置，浮现裂纹深度幼于10%壁厚的一级缺陷题目时，采用低温冷焊修复；浮现侵蚀面积幼于5%的二级缺陷题目时，操纵厚度200微米、附出力大于等于10兆帕的纳米复合涂层身手；浮现组织毁伤的三级缺陷题目时，操纵弹性模量成家度大于90%的碳纤维加强复合原料补强身手。
青岛LNG采纳站的27万立方米LNG储罐，是目前国内单体容积最大的LNG储罐之一。罐体直径达100.6米、高55米，双罐体策画、落地式组织，采用17项自帮常识产权专利身手，仅用时18个月就告竣储罐主体组织创立，27个月后安详安定投用。罐内空间可停放一架国产C919大型客机，属超大型LNG储罐。
正在储罐创立历程中，由自然气分公司、工程创立公司、十修公司等构成的项目团队先后杀青了20余项中心设置的国产化操纵，使储罐的国产化秤谌擢升至95%以上，是此刻国产化水平最高的LNG储罐。
聪慧高效施工：攻陷表罐壁高难度施工，优化钢穹顶预造分片形式，进步职业作用，修成目前国内最大跨度、最大重量全容式LNG储罐穹顶组织。
超大直径储罐策画：创办电加热根柢体式，保护储罐根柢和基层泥土不会因LNG低温出现无益变形。罐壁更始采用变截面策画，确定首要构件的截面尺寸，确保经济合理。
智能化照料体例：储罐投用后，更始协调北斗卫星导航体例和5G室表里定位身手，饱励安详分娩流程数智化改造，帮力设置措施稳重运转。
初次构修了双层罐体、根柢、桩土与低温液体的整个流固耦合动力学模子，处理了独立理解力学模子数据失真困难；创办了“双承台+隔震”组织编造，并研造隔震装配，攻陷了正在高烈度软土区域修造LNG储罐的抗震困难；创修了蒙皮屈曲后剩余刚度表面，开辟了基于初始几何缺陷迭代改进的蒙皮-球壳整个屈曲理解身手，处理了宇宙上最大LNG储罐穹顶策画修造困难；研发了表罐整套低温原料，并创修了干系的评议编造，构修了基于储罐钢筋混凝土与低温杂乱荷载下的原料非线性全工况仿真模子，保护了混凝土正在低温开裂下的液密性。创立历程中，更始研造5项省部级工法，采用17项自帮常识产权专利身手，亨通攻陷了多项创立困难，仅用时18个月就完全告竣储罐主体组织创立，大幅进步了施职业用，为国内超大型LNG储罐创立供应了阅历鉴戒。
深圳大鹏LNG采纳站项目是国内第一个LNG项目，于2004年3月26日开工创立，16万立方米LNG储罐为当时最大LNG储罐。16万立方米LNG储罐为双层组织，表罐是混凝土组织，内罐是9%Ni钢金属罐，直径80米、高度35.43米。该项倾向志着国内彻底左右9%Ni钢焊接工艺，打破了欧洲圭臬的身手壁垒。同时，该站修成投营，修国内液化自然气采纳站创立运营先河，为我国LNG财产高质料成长奠定了坚实根柢。
深圳大鹏LNG采纳站项目共告竣了LNG罐体工程所需求的35个焊接工艺评定，个中9%Ni钢焊接工艺评定22个，完全通过力学本能试验，最终两座罐焊接射线%。
改造了单面埋弧主动爱护横焊机，杀青双面埋弧爱护、单面主动焊接，焊道成型好，后面焊道不必二次打磨清根，擢升了现场施职业用。
天津LNG采纳站二期工程于2023年11月完全投用，搜罗5座22万立方米LNG储罐及配套工艺、电仪、消防措施等，天津LNG采纳站总储气才略达10.8亿立方米，正在国内已投产的LNG采纳站中居首位。
正在创立历程中，由自然气分公司、工程创立公司、四修公司等构成的项目团队采用优化罐体高度、桩基、元宝钢筋数目等步调，低浸施工危机，进步功课作用，同时操纵大跨度安装式铝吊顶组织，大幅裁减焊接功课、缩短施工周期。
内罐纵缝主动焊工艺开辟：四修公司牵头，合伙自然气分公司、工程创立公司协同开辟，纠合LNG储罐纵缝组织特质及9%Ni钢特质，开辟U形窄坡口工艺，杀青国内初次LNG储罐整条纵缝打底、填充、盖面的主动化焊接，裁减了焊缝金属填充量，焊道成型美丽，力学本能更优，质料牢靠。该工艺正在进步焊接分娩作用、低浸施工本钱的同时，裁减了罐内功课空间的粉尘、烟尘、噪声，极大革新了职业境遇，杀青了绿色环保施工。
该工艺率先正在天津LNG采纳站二期项目两座22万立方米LNG储罐施工中操纵，焊接一次及格率为99.44%，后续正在中国石化龙口LNG采纳站项目、天津南港乙烯项目扩张操纵。
