LNG管道冷保温质量检验与测试方法.pdf

.1522023年第2 6 卷节能安全石油和化工设备LNG管道冷保温质量检验与测试方法付春雷，刘书法，晏学兵，吴栋，张如振（海洋石油工程星（青岛）有限公司，山东青岛2 6 6 52 0）摘要】LNG管道冷保温是LNG装置运行的重要环节，通过对施工过程中LNG管道冷保温质量进行检验与测试，对施工质量进行严格优化控制，防止因冷保温层施工质量不合格所带来的安全风险与隐患，为新建LNG装置冷保温施工质量提供相应的参考。关键词LNG；管道；冷保温；质量检验；测试方法天然气从气田开采出来后，常压下气态的天然气经过净化处理和多级冷却至-16 2，使之凝结成液体，形成液化天然气LNG(LiquefiedNaturalGas)。LNG 的体积只有气态的六百分之一，适合进行储存和运输。LNG装置上各种各样的低温液体输送管道承担着LNG的输送任务，LNG管道是LNG装置的重要组成部分，LNG具有超低温、易燃、易爆等特点 2 。管道冷保温质量的好坏不仅影响管道介质的输送效率，同时也直接影响LNG装置的安全运行。在LNG管道冷保温施工过程中需要重视冷保温施工质量，因此要重视冷保温质量检验与测试，对冷保温施工进行控制优化，保证冷保温施工质量，更好地防止LNG管道出现能耗升高、输送效率降低、管道断裂、泄漏等安全和质量隐患，保障LNG装置的安全生产运行。本文重点论述LNG管道冷保温施工过程中质量检验与测试方法，为提升LNG装置建造过程中的管道冷保温施工质量提供相应的参考。1冷保温的类型与定义保冷的定义是阻止热量由外向内传输，保冷受到外部热流向内传递和外部空气所含的水分向内渗透的双重影响，所以保冷在敷设保温层上的基础上还需要再敷设防潮层，来阻止外部水分向内渗透 2 。荷兰保温技术中心（NCTI）CI NI 手册中将低温设备及管道保冷简称冷保温，定义为在操作温度处于环境温度和-2 0 0 C之间的管道和设备上进行的保温 3 。2LNG管道冷保温结构组成及选材LNG管道处于-16 2 低温工况，低温管道应采用冷保温结构使低温工作介质与外界环境相隔绝。如图1所示，冷保温结构由保温层、防潮层和外护层组成。保温层对低温介质的温度维持起到主要作用；防潮层的作用是隔绝外界环境的水分进入保温层，防止保温层失效；外护层处于冷保温结构的最外侧，起到保护内部保温层和防潮层，防止外界不利因素破坏冷保温整体结构的作用，延长冷保温结构的使用寿命，并使冷保温结构外形保持整洁美观 4。外护服主险搬膳保温屋图1冷保温结构冷保温材料分为多孔（泡沫）型、纤维型、薄片型、粉末型、反射型五种 5，而LNG低温管道常用的冷保温材料为多孔（泡沫）型冷保温材料，结合各种材料的特性和冷保温的要求，目前LNG工程中采用的冷保温材料主要有三种：硬质聚氨酯泡沫(PU)、异氰脲酸脂泡沫(PIR)、泡沫玻璃(CG)7。其中PU主要应用于管道冷保温的车作者简介：付春雷（19 8 7-），男，汉，山东青岛，防腐检验工程师，本科，专业过程装备与控制工程。153-付春雷等LNG管道冷与测试方法第8 期间预制，针对没有分支的水平管道。CG具有吸水率小、水蒸气透湿系数极低、线膨胀系数小、不燃烧、安全使用温度范围广等诸多优点，特别适用于陆上液化气体大容量容器的基底承载冷保温工程以及埋地管道冷保温工程，其主要缺点是易脆、耐磨性差、导热系数稍高。PIR既能预制成型，也可现场浇注，使用安全可靠，机械损伤后修复简便，PIR泡沫的耐热性、尺寸稳定性、难燃性及抗压强度都非常优秀，缺点是生产工艺较为苛刻，成本较高 5-8 。目前就国内外大型LNG装置来说，除采用单一的PIR材料进行冷保温，更倾向于PIR+CG复合结构进行冷保温，从而达到更好的冷保温效果 8 3LNG管道冷保温各阶段检验与测试方法目前冷保温检验领域检验标准相对较少，工程领域主要执行的检验标准为各项目规格书及施工程序，辅助以国标（GB）、美标（ASTM）、美国防腐工程师学会（NA CE）、荷兰保温技术中心（NCTI）等参考标准，因此本文通过对冷保温检验相关标准进行整合，将冷保温施工过程分为三个阶段：材料验货阶段、车间发泡阶段、现场安装阶段。冷保温各阶段检验项、参考标准和推荐接受程度如下所示：如表1所示为冷保温材料验货检验与测试标准与方法，图2 为材料验货区的PIR和泡沫玻璃材料，材料验货阶段参考资料为规格书和采办料单。检验时需携带验货通知单、卷尺、游标卡尺、合金元素分析仪（PMI）等物品。验收要点如下：检查材料证书，重点关注执行标准及各项参数应满足规格书要求，并存档备查；检查不锈钢板或铝板的材质是否满足规格书的要求（通过PMI实现）；检查保温材料外观无破损和潮湿，密度符合规格书要求，尺寸厚度在误差允许范围内；检查密封胶、粘接胶、胶水在有效期内，并符合规格书要求；检查不锈钢钢带及不锈钢丝材质（通过PMI实现），尺寸厚度在误差允许范围内。图2 PIR和泡沫玻璃表1冷保温材料验货阶段检验与测试材料验货阶段检验项参考标准接受程度尺寸规格与料单一致，无受潮及表面缺陷，如磕碰、凹陷、紫外线损保温材料规格书/采办料单伤等缺陷，储存条件满足厂家推荐要求密封剂及胶水规格书/采办料单牌号正确，在使用有效期内，储存条件满足厂家推荐要求发泡剂规格书/采办料单牌号正确，在使用有效期内，储存条件满足厂家推荐要求尺寸规格与料单一致，无变形、锈蚀、污染等情况，使用PMI检验金保护层及其他材料规格书/采办料单属材质，储存条件满足厂家推荐要求注：上述接受程度为一般要求，具体接受要求依据冷保温规格书，如不在接受程度内，不接受并向上级汇报，并依据规格书要求整改。如表2 所示为冷保温车间预制阶段检验与测试方法，图3 所示为管线冷保温的车间预制及浇筑GRE加强层过程，冷保温施工前主要检查项为油漆是否损坏，管线表面清洁和干燥是否满足要表2 冷保温材料车间预制阶检验与测试1542023年第2 6 卷节能安全石油和化工设备求。预制过程中注意温度控制，在确保每层厚度达到规格书要求的情况下要分多层发泡，发泡层没有可见空泡。进行硬质加强层施工时，要依据项目规格书对加强层厚度的要求来检验加强层是否达到厚度要求，并保证表面没有贯穿性气孔。图3 车间预制及浇筑GRE加强层车间预制阶段检验项参考标准接受程度被保温管道的表面项目规格书被保温管道表面清洁无油污水分、油漆完好发泡层项目规格书测量发泡厚度达到项目要求，表面无气泡、剥裂等缺陷硬质加强层项目规格书测量硬质加强层达到项目要求，表面无气泡、针孔、裂纹等缺陷注：上述接受程度为一般要求，具体接受要求依据项目规格书，如不在接受程度内，不接受并向上级汇报，并依据规格书要求整改。如表3 所示为冷保温材料现场安装阶段检验与测试方法，图4为现场安装及检验过程，在现场冷保温安装检验时，要确认所用材料类型、每层的保温材料厚度、保温材料的接缝安排、层与层之间的缝隙安排、密封剂的使用、伸缩缝的安排、绑带的间距、气阻涂刷的厚度及范围等是否满足要求。由于各个项目要求不同，具体检验要求必须以项目规格书规定为准。但对于通用项目要求来说，冷保温材料管壳应符合粘接应牢固、无断裂，管壳之间的拼缝应均匀整齐，平整一致，横向缝应错开的规定；棉毡管壳应符合两个相临管壳的纵缝应错开，横向接缝应握紧对严，包扎应牢固、平整的规定；防潮层应符合应紧密牢固地粘贴在绝热层上，搭接缝口朝向低端，搭接宽度足够且均匀整齐，封闭良好，无破损，外形美观的规定；外护层应符合松紧适度，搭接口朝向低端，搭接宽度足够且均匀一致，接口平整，固定牢靠，外形美观的规定。图4现场安装及检验155-第8 期付春雷等LNG管道冷保温质量检验与测试方法表3 冷保温材料现场安装阶段检验与测试现场安装阶段检验项参考标准接受程度被保温表面项目规格书被保温物体表面光洁无油污水分、油漆完好保温层数项目规格书按要求检查保温层数符合规格书要求，层与层之间按要求错缝保温层厚度项目规格书测量每层保温层的厚度满足项目要求防潮层项目规格书目视检查防潮层所用材料正确无划伤等缺陷绑带项目规格书目视检查绑带松紧度，测量绑带间距符合要求目视检查在要求使用粘接剂及胶水的位置正确使用，检查粘接剂及胶水施工温度满足粘接剂胶水项目规格书要求目视检查外护层材料使用正确，并测量外护层厚度，测量钢带间距符合要求，打接口外护层项目规格书顺水搭接，接口处密封剂宽度厚度满足要求并有效密封，外护层表面无明显磕碰、凹槽等缺陷注：上述接受程度为一般要求，具体接受要求依据项目规格书，如不在接受程度内，不接受并向上级汇报，并依据规格书要求整改。4结语LNG作为一种清洁高效能源备受能源市场欢迎，LNG管道冷保温是LNG装置安全运行的重要环节。LNG管道冷保温施工质量决定LNG装置能否正常运行，因此在LNG管道冷保温施工过程中质量检验控制非常重要，在施工过程中要重视冷保温质量检验与测试，对冷保温施工进行控制优化，提高冷保温施工质量，更好地防止LNG管道出现能耗升高，输送效率降低、管道断裂、泄漏等安全隐患，保障LNG装置的安全生产运行。参考文献1付现桥,陈珏伶,徐敬,刘志田,贾光猛,付立欣,郭旭.国内外关于LNG管道保冷层厚度设计相关标准分析 J.当代化工,2 0 14,43(0 3):3 56-3 59.2GB50264-2013，工业设备及管道绝热工程设计规范 S.3CINI-2005,INSULATION SPECIFICATIONS.4付春雷,刘书法,高鹏飞,刘继霞,李子敏.LNG管道冷保温质量检验及风险控制分析 J.石油和化工设备,2 0 2 2,2 5(0 2):141-144.5程明,许克军,蒲黎明,杜磊,张平.LNG管道保冷材料的应用和发展 .天然气与石油,2 0 13,3 1(0 5):6 5-6 8+9.6李宏男,李文武,张春瑞.LNG管道保冷材料安装技术 .深冷技术,2 0 17(0 2):43-46.7贾振,张祥,相政乐,赵利,吕喜军,陈钱.LNG管道保冷材料及施工 .石化技术,2 0 16,2 3(0 4):6 7-6 8+8 0.8王燕飞.浅谈LNG管道保冷材料的选用 .石油化工安全环保技术,2 0 16,3 2(0 5):44-48+6.收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 3 修回日期：2 0 2 3-0 7-13多家相关石化企业进入2 0 2 3 年度国家能效监察名单据悉，本年度专项节能监察任务确定的国家工业节能监察任务企业达43 9 1家。其中列入重点行业能效专项监察的有18 9 1家，涉及焦化、炼油、乙烯、合成氨、电石、黄磷等重点行业，包括天津渤化永利化工股份有限公司、内蒙古黑猫煤化工有限公司、上海氯碱化工股份有限公司、安徽昊源化工集团有限公司、安徽华塑股份有限公司、万华化学（福建）有限公司、山东明泉新材料科技有限公司等3 42 家企业。