國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)罐技術(shù)現(xiàn)狀與定檢磁粉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

 其一、天然氣液化國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀
天然氣有高氫碳比、高熱值的特性，與石油和煤炭并稱為世界一次能源三大支柱。在作為燃料方而，天然氣比較其它的化石燃料，有著環(huán)境污染較低以及效率較高的特點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題的倍受關(guān)注以及石油資源的日益緊缺，使得天然氣的需求量急劇的增長(zhǎng)，21世紀(jì)將會(huì)是天然氣的世紀(jì)。天然氣作為清潔能源，其在一次能源中的比重日漸增加，減少了大氣環(huán)境污染的壓力。天然氣由于其液化后體積大大減小，運(yùn)輸和儲(chǔ)存效率高，目前已經(jīng)成為增長(zhǎng)速度較快的能源供應(yīng)領(lǐng)域。因此，合理利用寶貴的液化天然氣資源以及提高其能源利用率具有深遠(yuǎn)的意義。
國(guó)內(nèi)的天然氣液化研究大都是小型的液化工藝，吉林的LNG裝置是采用氣體軸承的透平膨脹機(jī)，以氮?dú)庾鳛槔鋭┻M(jìn)行的閉式循環(huán)液化工藝，該工藝流程簡(jiǎn)單，但該工藝沒(méi)有能夠充分利用天然氣的自身壓力，并且以氮?dú)庾鳛橹评鋭┫啾绕渌鋭┑墓拇?，故而該裝置的功耗較高；四川的LNG裝置充分利用了天然氣的自身壓力，通過(guò)透平膨脹機(jī)來(lái)制冷液化天然氣，工藝流程技術(shù)較為先進(jìn)合理。該LNG儲(chǔ)罐基本上不消耗電、水等，但液化率相對(duì)很低；陜北的LNG裝置是利用天然氣的膨脹進(jìn)行制冷循環(huán)工藝，分子篩干燥與低溫甲醇洗聯(lián)合凈化原料氣，低溫制冷通過(guò)透平膨脹機(jī)與氣波制冷機(jī)聯(lián)合進(jìn)行，分子篩的是通過(guò)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣加熱，該裝置設(shè)備能耗低，已全部國(guó)產(chǎn)化；LNG裝置結(jié)合國(guó)內(nèi)氣源的特點(diǎn)，在國(guó)外先進(jìn)的液化工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)了液化工藝技術(shù)新方案。該液化工藝采用乙烯和丙烷進(jìn)行復(fù)疊式預(yù)冷后經(jīng)過(guò)節(jié)流式制冷，制冷系統(tǒng)之間相對(duì)、靈活性、可靠性較好。但該液化工藝相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備投資較高；西南石油學(xué)院以SRK方程為基礎(chǔ)模型，研究開(kāi)發(fā)了LNG工藝軟件，提出了新的液化工藝。工藝流程中天然氣進(jìn)行循環(huán)壓縮，天然氣的液化率得到了大幅度提高，另外采用天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)以及小負(fù)荷天然氣的發(fā)電機(jī)組為天然氣的壓縮機(jī)供電，以解決較邊遠(yuǎn)地區(qū)電力緊張或無(wú)電的問(wèn)題。另外裝置中還增加以微波吸收腔，能夠利用天然氣自身壓力，制冷效率得到了大幅度提高。
其二、磁粉檢測(cè)在儲(chǔ)罐定檢中的應(yīng)用
由于液化天然氣儲(chǔ)罐用材料大多為Q235、16MnR等碳素鋼或低合金鋼，具有低剩磁、低矯頑力的特點(diǎn)，故LNG儲(chǔ)罐磁粉探傷只能采用連續(xù)法，即在外加磁場(chǎng)磁化的同時(shí)，將磁粉或磁懸液施加到工件上進(jìn)行磁粉探傷。磁粉探傷磁化方法有多種，一般根據(jù)被探工件特點(diǎn)選擇，如周向磁化的常用方法有通電法、中心導(dǎo)體法、偏置芯棒法、觸頭法、感應(yīng)電流法、繞電纜法等，縱向磁化的方法有線圈法、磁扼法、磁鐵法，多向磁化有交叉磁扼法、交叉線圈法等。不同方法有不同的特點(diǎn)，例如觸頭法是用兩支桿觸頭接觸工件表面，通電磁化，在平板工件上磁化能產(chǎn)生一個(gè)畸變的周向磁場(chǎng)，用于發(fā)現(xiàn)與兩觸頭連線平行的不連續(xù)性，用較小的磁化電流就可在工件局部得到必要的磁場(chǎng)強(qiáng)度，其靈敏度高，使用方便。
盡管磁粉探傷方法多種多樣，但LNG儲(chǔ)罐定檢磁粉探傷主要是針對(duì)焊縫，包括對(duì)接焊縫、角焊縫等，一般無(wú)法使用固定式設(shè)備，只能用便攜式設(shè)備分段探傷，致使LNG儲(chǔ)罐定檢對(duì)磁粉探傷方法的選擇受到局限，目前常用的方法有以下幾種。
(1)磁扼法：應(yīng)用較為廣泛，該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，活動(dòng)關(guān)節(jié)磁扼可檢角焊縫，使用中為檢出各個(gè)方向的缺陷，在同一部位至少做兩次互相垂直的探傷，且應(yīng)將焊縫劃分為若干個(gè)受檢段，檢測(cè)操作時(shí)應(yīng)有一定的重疊，此方法效率低，操作不當(dāng)可能造成漏檢。
(2)交叉磁扼法：目前容器定檢中應(yīng)用較廣的一種方法，可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，探傷效率高，靈敏度高，操作簡(jiǎn)單，一次磁化可檢出各方向的缺陷，適于長(zhǎng)的對(duì)接焊縫探傷，對(duì)角焊縫則不適用。但由于需使用380V電源，在石化行業(yè)容器內(nèi)部使用受到了一些限制。
(3)觸頭法：屬單方向磁化方法，電極間距可以調(diào)節(jié)，可根據(jù)探傷部位情況及靈敏度要求確定電極間距和電流大小，對(duì)于角焊縫可靈活調(diào)節(jié)。該方法和磁扼法一樣，同一部位也要進(jìn)行兩次互相交叉垂直的探傷。
(4)線圈法：對(duì)于管道圓周及管角接焊縫可以用繞電纜法探傷，屬縱向磁化，可發(fā)現(xiàn)焊縫及熱影響區(qū)的縱向裂紋。在實(shí)際的LNG儲(chǔ)罐定檢中，筆者所在單位主要使用的只有磁扼法和交叉磁法兩種。對(duì)于容器對(duì)接的縱、環(huán)焊縫，此兩種方法操作方便、靈敏度高、效率高，處于無(wú)可替代的地位；對(duì)于接管角焊縫，實(shí)施交叉磁法無(wú)法檢驗(yàn)，活動(dòng)關(guān)節(jié)磁扼能較好的解決與容器筒體垂直的接管角焊縫探傷，但對(duì)于成一定角度的接管角焊縫則存在一定的困難，而觸頭法和線圈法則能較好的解決此問(wèn)題。
事實(shí)上，由于接管處受力狀況復(fù)雜，角焊縫較對(duì)接焊縫容易出現(xiàn)問(wèn)題，故如何解決好角焊縫探傷問(wèn)題，如何引入和運(yùn)用好觸頭法、線圈法是以后工作和努力方向。