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LNG天然气国外技术现状和定检磁粉检测技术应用

202010-0923:18:00

  一、天然气液化国外技术现状

  常温下的天然气为气体,贮存或者远距离的运输比较困难,开采出来的天然气通常需要经过“三脱”进行净化处理,然后将天然气进行液化工艺处理,由于其组分中主要为甲烷,液化后的天然气为低温液体。由于天然气液化后的体积仅为气态时的1/625,故其运输以及储存效率得到大幅度提高。至今,天然气的液化技术中比较成熟的工艺主要有膨胀机制冷、节流制冷、阶式制冷、混合冷剂制冷以及带预冷的混合冷剂制冷等。目前,液化天然气厂多采用后三种液化工艺。美国于1941年建成了一套工业级的液化天然气装置,自60年代以来,液化天然气工业迅速发展,其规模也越来越大,国内外在天然气液化技术方而也有着一定的开发研究。

  规模大、设备多、工艺复杂、投资高是国外天然气液化工艺的特点,大都采用阶式以及混合冷剂的制冷液化工艺,这两种类型的液化装置目前仍在运行中,其中混合冷剂的制冷液化工艺是新装置投产设计考虑的主要工艺,工艺研究的主要目的是降低天然气液化的能耗。

  法国的Axens公司研究开发了先进的Liqnefin天然气液化工艺,与通用的液化工艺相比,Liqnefin工艺的生产能力可提高15一20%,其生产成本也降低了25%,该工艺的工业化为天然气液化奠定了基础。Liqnefin工艺的优点主要是使用翅片式的换热器以及进行了热力学优化的工艺,该工艺在环保、、实用以及创新等方而特点已经在世界范围内被广泛认可。

  天然气液化的CII-2工艺,有着简洁、无相分离以及易于控制等的纯组分循环具有的优点,同时又有着制冷剂与天然气制冷温位的较好配合、装置少、功效高等混合冷剂的制冷循环工艺具有的优点。

  美国研究开发的一种新型的GTL天然气液化的技术比目前的GTL液化技术能适用于较小规模的天然气液化装置。该新型工艺相比现有的技术要简单的多,同时不需要使用合成气,并且除发电外,氧气也不需使用。其规模、生产以及经济性等方而均与普通的GTL工艺不同。

  二、磁粉检测在储罐定检中的应用

  由于LNG储罐用材料大多为Q235、16MnR等碳素钢或低合金钢,具有低剩磁、低矫顽力的特点,故LNG储罐磁粉探伤只能采用连续法,即在外加磁场磁化的同时,将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉探伤。磁粉探伤磁化方法有多种,一般根据被探工件特点选择,如周向磁化的常用方法有通电法、中心导体法、偏置芯棒法、触头法、感应电流法、绕电缆法等,纵向磁化的方法有线圈法、磁扼法、磁铁法,多向磁化有交叉磁扼法、交叉线圈法等。不同方法有不同的特点,例如触头法是用两支杆触头接触工件表面,通电磁化,在平板工件上磁化能产生一个畸变的周向磁场,用于发现与两触头连线平行的不连续性,用较小的磁化电流就可在工件局部得到必要的磁场强度,其灵敏度高,使用方便。

  尽管磁粉探伤方法多种多样,但LNG储罐定检磁粉探伤主要是针对焊缝,包括对接焊缝、角焊缝等,一般无法使用固定式设备,只能用便携式设备分段探伤,致使LNG储罐定检对磁粉探伤方法的选择受到局限,目前常用的方法有以下几种。

  (1)磁扼法:应用较为广泛,该方法设备简单,操作方便,活动关节磁扼可检角焊缝,使用中为检出各个方向的缺陷,在同一部位至少做两次互相垂直的探伤,且应将焊缝划分为若干个受检段,检测操作时应有一定的重叠,此方法效率低,操作不当可能造成漏检。

  (2)交叉磁扼法:目前容器定检中应用较广的一种方法,可产生旋转磁场,探伤效率高,灵敏度高,操作简单,一次磁化可检出各方向的缺陷,适于长的对接焊缝探伤,对角焊缝则不适用。但由于需使用380V电源,在石化行业容器内部使用受到了一些限制。

  (3)触头法:属单方向磁化方法,电极间距可以调节,可根据探伤部位情况及灵敏度要求确定电极间距和电流大小,对于角焊缝可灵活调节。该方法和磁扼法一样,同一部位也要进行两次互相交叉垂直的探伤。

  (4)线圈法:对于管道圆周及管角接焊缝可以用绕电缆法探伤,属纵向磁化,可发现焊缝及热影响区的纵向裂纹。在实际的LNG储罐定检中,笔者所在单位主要使用的只有磁扼法和交叉磁法两种。对于容器对接的纵、环焊缝,此两种方法操作方便、灵敏度高、效率高,处于无可替代的地位;对于接管角焊缝,实施交叉磁法无法检验,活动关节磁扼能较好的解决与容器筒体垂直的接管角焊缝探伤,但对于成一定角度的接管角焊缝则存在一定的困难,而触头法和线圈法则能较好的解决此问题。

  事实上,由于接管处受力状况复杂,角焊缝较对接焊缝容易出现问题,故如何解决好角焊缝探伤问题,如何引入和运用好触头法、线圈法是以后工作和努力方向。