LNG储罐水压试验与监测分析

张继荣

（一鼎项目管理有限公司 陕西西安 710000）

0 引言

液化天然气接收终站是LNG十分重要的设备，其可对天然气进行接收、储存以及传输等，是由码头、输送管道、储罐、气化设备等所组成的。在接收站各类设备中，LNG储罐为十分关键的储存设备，LNG储罐安全性会对LNG的安全接收以及外输产生较大影响。通过对LNG储罐进行水压试验，可对LNG储罐质量进行有效检查，因此，亟需对LNG储罐水压试验要点进行详细探究。

1 LNG储罐结构

LNG为液化天然气，是天然气在经过压缩、冷却至-160℃以下时所形成的，LNG体积压缩为气态体积的1/620。对于液化天然气，需储存在低温储罐中，而对于LNG储罐，可根据其结构形式不同分为三种类型，包括单容罐、双容罐以及全容罐，其中，全容罐比较常见，其结构形式如图1所示。

图1 LNG储罐结构

2 LNG储罐水压试验的目的

在LNG储罐主体结构施工完成后，要求应用无损检测技术对罐体施工质量进行检查，在检查合格后，即可进行罐体防腐施工，最后进行水压试验。通过对LNG储罐进行水压试验，能够对罐底严密性、罐壁强度、罐壁严密性、基础沉降量进行观察分析，进而判断LNG储罐施工质量。

3 储罐水压试验参数

杨凌液化天然气（LNG）应急储备调峰项目扩能工程5万m3LNG储罐水压方案，储罐压力试验基本参数如表1所示。

表1 储罐压力试验基本参数

4 LNG储罐水压试验

4.1 水压试验流程

水压试验流程如图2所示。

图2 水压试验流程

4.2 注水

（1）水压试验从罐区北侧河里取水，在罐顶设置可拆卸连接处，进水完成后用于连接排水管线。

（2）注水管线选用DN150碳钢管制作，在取水口位置管道与泵之间用软管进行连接，泵入口位置设置过滤网，避免河水杂物进入注水管线。罐外管道敷设利用25t吊车配合安装，管线沿罐外斜梯安装至罐顶，并固定在斜梯上，然后敷设至拱顶M1物料孔。在混凝土罐顶和顶部M1物料孔之间安装简易三角支架作为管道临时支撑，临时支撑数量应足够，强度应符合要求

（3）为防止产生较大震动，罐内排水管线上部与敷设至物料孔的注水管线连接后，应利用临时盲板固定在M1物料孔上，罐内排水管线下部与潜液泵相连并牢靠的固定在水槽上。

（4）注水管线上罐底部应增加止回阀防止水回流。

（5）注水工艺如图3所示。

图3 水压试验

（6）在罐内注水管线出口处需增加一段45°斜管，使水流偏向罐中心方向进行注水。同时在出水口设置分流板，减少水对底板的冲击力。

（7）内罐水位采用固定标示点和卷尺方法测量，即在内罐壁喷涂高度刻度线，用于观察水位，在直爬梯位置从下往上设置卷尺，可在直爬梯位置读出水位具体数值。

（8）所有前提条件及准备工作完成后，即可开始进行储罐水压试验。开始向内罐注水时，应定时进行水位监测（每2h测量一次），确定注水速度并进行调整。且水压试验期间应确保泵柱管内充水不低于水压液位，以抵消外界水压力。

（9）使用2台160m3/h潜水泵对储罐进行注水，水压试验注排水时间具体详见附件。

（10）储罐最大注水流量为160m3/h×2=320m3/h，储罐液面最大上升速度的为0.15m/h，即注水速率不超过1m/h，符合储罐对注水速度要求。注水时当液面高度即将达到设计要求的注水高度时，可根据现场实际情况降低注水速度。

（11）注水泵注水期间应避免因河水中的脏物、浮游物或者大颗粒的杂物被吸入等外力影响出现比较大的晃动，而影响泵的注水效果或者造成注水泵损坏。

（12）同时为保障注水效果避免受水位高低影响，注水泵入水深度应不低于1.5m。

（13）注水过程中应对外罐承台、内罐壁的沉降和内罐壁变形进行观测。若发现罐体渗漏应马上放水，使液面比渗漏点低1m，然后进行修补，修补处RT检测合格后方可继续向罐内注水。

4.3 排水

（1）排水管线与注水罐外管线共用，通过拱顶上M1物料孔向外排出试验用水，进水管设置可拆卸连接点，进水完成后，从连接点位置另外连接排水管至场内河道。

（2）根据潜水泵流量，使用两台潜水泵配合排水。潜水泵型号：150QWN160-80-90，流量为160m3/h，功率为90kW，扬程为80m。

（3）罐内排水泵在安装之前应全面进行调试，确保能正常工作，且不得有漏电。

（4）注水时，注水深度达到一定的深度后要对罐内排水泵进行测试，测试排水泵是否能正常工作。

（5）靠近潜水泵的管道上分别安装两个止回阀以保证潜水泵的正常工作。

（6）注水水位达到设计要求的注水高度48h后，若未发现任何异常情况方可排水。

4.4 锚固带焊接

（1）罐内水位达到设计水位（15450mm）高度后，应立即安排多名焊工从多个位置进行点焊，应保障在48h内所有锚固带均点焊固定完成。

（2）锚固带最终焊接完成后，应进行外观检查及PT检测。

4.5 储罐清洗和干燥

（1）随着罐内水位的降低，使用载人浮船利用高压水枪（类似洗车用）及扫把，在内罐排水期间进行罐内壁的清洗工作。在内罐里应尽快使罐底干燥，无剩水现象，并进行罐底的清洗工作。排水泵不能覆盖的地方采用抽水泵（小泵）配合人工方式排水，用小泵抽水经水槽，然后再用排水泵向外排除，最后无法抽取的水用拖布、水桶等工具清理。清洗内罐壁板的同时应做好内罐管线外壁浮锈检查及清洗工作。

（2）清洗罐用水引自厂区内自来水。

（3）吊顶设置淡水箱，清洗泵从淡水箱取水进行清洗，清洗泵入水口设置过滤网，从吊顶通过透气孔将水枪放入罐内进行冲洗，清洗泵电源从吊顶电箱位置接入。

（4）内罐壁板焊缝，罐内管道支架、梯子和加强圈应重点仔细喷水处理。

（5）在整个排水过程中均需进行清洗，清洗频率一般以单圈壁板排水高度为一次。

（6）清洗后应对内罐壁板和内罐底板表面残留的氯化物进行监测，试验采用氯化物试纸进行检测，根据以往项目经验，内罐其表面的氯化物含量不得大于100mg/m2。内罐壁板每圈壁板高程抽检测量10个点，内罐底板抽检检测8个点。

（7）所有清洗人员应经过安全培训及技术交底后方可允许上岗，同时为保障作业安全，作业过程中应安排专人进行监护，做好安全监控及通讯保障工作。

（8）为保障清洗效果，应在清洗区域内制作一块清洗样板区域，供清洗人员参考。

（9）以上工作完成后，应用拖布将罐体内部剩水清理干净，无积水遗留为合格。

（10）水压试验完成后要再次对内罐底板进行真空盒检测。

（11）内罐试验完成对内罐下部壁板和底板进行检查，对腐蚀严重区域进行刷或打磨。

5 LNG储罐水压试验监测要点

（1）注水水位至25%，50%，75%以及100%时分别进行内罐沉降的测量和观测（25%处高度为3862.5mm，50%处高度为7725mm，75%处高度为11587.5mm，100%处高度为15450mm）。

（2）从开始到水位测试高度的时间段内跟踪观看内罐底板沿周，若有水泄漏，须放尽罐内积水，找出泄漏点修补合格后重新注水。

（3）注水过程中观测内罐壁板有无明显变形及渗水、漏水现象。发现泄漏时，按照规定进行修补泄漏点，检查合格后继续注水。对内罐焊缝的严密性及罐体各部位的变形仔细检查，当注水到设计最高液位并保持48h或者在沉降已经稳定之后，内罐无渗漏、罐体无异常变形为合格。

（4）注水和排水过程中按设计文件要求进行内罐罐体沉降监测，注水前对需进行沉降观测的位置进行原始数据记录。因试压试验时24h不间断连续进行，应在试验过程中对水位以及內罐沉降安排专人进行日常检测。

（5）预先在TCP壁板上及内罐外壁相对位置设置水平点，位置在1500mm左右高度，共16个点位，分别对应外罐16个沉降观测点。在储罐注水观察期间使用激光笔进行高差测量，读取内罐沉降数据。

（6）针对内罐罐体变形测量，对罐体的16个方向进行检测。在注水前、注水过程中、注水后均需测量。外罐沉降观测由土建单位配合进行检测。

（7）注水期间储罐沉降量和变形控制要求如表2所示。

表2 注水期间储罐沉降量和变形控制要求

6 结语

综上所述，本文主要对杨凌液化天然气（LNG）储罐水压试验要点以及监测重点进行了详细探究。在对LNG储罐进行水压时，首先需对罐体进行全面检查，在保证罐体无损后即可进行充水，并进行水压试验，要求在试验现场安排检查人员对进水和放水情况进行监控管理，及时发现异常，并采取有效的处理措施，进而准确判断罐体质量。