20英尺LNG罐式集裝箱罐體的制造工藝

朱彩萍

摘要：本文介紹了20英尺LNG罐式集裝箱的結構特點，并對其高真空多層絕熱結構的制造步驟和質量控制進行了探討，以有助于低溫絕熱結構罐體的制造。

關鍵詞：罐式集裝箱；結構特點；制造

1.前言

天然氣是一種高效、清潔的能源和石油化學工業的原料，天然氣的使用越來越普及，運輸設備的需求量將隨之增大，為適應市場需求，我公司開發了適合水路陸路均可運輸的20英尺LNG罐式集裝箱（LNG即為液化天然氣的英文縮寫），其設計與制造須同時接受特種設備監檢機構與船檢機構的監管。

2. 20英尺LNG罐式集裝箱結構

20英尺LNG罐式集裝箱由框架、罐體及管路系統等組成，罐體采用低溫絕熱技術， 20英尺LNG罐式集裝箱罐體的外形尺寸為φ2384×5666，框架外形尺寸為6058×2438×2591（mm）。

該罐式集裝箱罐體為雙殼結構，由內筒體、外筒體、絕熱層、支撐裝置等組成。罐體的內筒體直徑為φ2200，材質為不銹鋼（S30408），外筒體內直徑為φ2400，材質為低合金鋼（Q345R），在內筒體外表面采用多層鋁箔和玻璃纖維紙進行纏繞構成多層絕熱層，內筒體與外筒體之間設置8個支撐裝置，材質為環氧玻璃鋼。外筒體與內筒體之間為夾層，并在夾層間進行真空技術處理，使夾層處于高真空狀態，多層絕熱層與高真空狀態構成高真空多層絕熱層，絕熱層總厚度約為25mm。

3.內、外筒體及封頭的制造

3.1 材料要求

罐式集裝箱內、外筒體及封頭用材料應有材質證明，進廠須進行復驗；角件及焊材須要CCS持證企業供貨。內筒體及封頭材料S30408應符合GB24511-2009的規定；外筒體及封頭材料Q345R應符合GB713-2008的規定，鋼板每批抽2張進行-20°C夏比（V型缺口）低溫沖擊韌性，AKv≥34J，且應逐張進行超聲檢測，符合JB/T4730.3-2005 II級為合格。

3.2 內、外筒體及封頭的制造及檢驗

內、外筒體及封頭的制造應嚴格符合GB150.4-2011《壓力容器》的規定。內筒體上不應采用硬印作為材料移植標記、焊工標記及其他標記；封頭應整體成形，其拼接接頭在成形前后均應進行100%射線檢測，符合JB/T4730.2-2005中的II級合格；外筒體內部加強圈組焊時應斷續焊，采取防變形措施，嚴格控制其橢圓度，橢圓度采用內弓形或外弓形樣板檢查。

內、外筒體的各類焊接接頭按圖紙要求進行無損檢測。

3.3 內、外筒體及管子的清洗

清洗是為了減少鋼材表面物理吸附和化學吸附的氣體，對真空度及低溫性能的影響很大。內筒體清洗時將酸洗鈍化膏或洗潔溶液涂于內容器內，再用清水沖干凈后晾干或烘干。

管子在彎制工序后24小時內要進行清洗，這樣可使清洗容易且徹底。用泵抽取洗潔溶液反復沖洗管子內外表面，去除所有可見性油和脂，然后用泵抽取過濾的清水反復沖洗干凈。再用常溫的清潔氮氣吹干。

內容器外壁進行清洗前，徹底清除焊接飛濺物、焊接藥皮、毛刺，打磨焊接件，使圓滑過渡，然后用洗潔溶液或酸洗鈍化膏擦洗表面，并晾干或吹干。

外筒體、封頭的內外表面噴砂，達到ISO2?級，露出金屬泛白色，用機械清除焊渣、未脫落氧化皮，壓縮空氣去除表面的灰塵和鐵砂，目測污斑處用洗滌劑擦拭。

清洗后應無目視可見的任何污染，在白光或黑光燈下無熒光顯示。

4.多層絕熱層的制造

檢查內膽表面清潔干凈，沒有油污；纏繞室必須清潔干燥，無灰塵；使用的工具必須事先去油污，操作人員應穿干凈的工作服、布鞋，戴口罩、帽子和手套。纏繞室的相對濕度應控制在70%左右，無關人員不得隨意進入。纏繞員將內膽放在纏繞機上，固定在正確位置，確認支承已鎖緊。調整纏繞紙及內膽的位置，確定紙旋轉圈數。纏繞要求松緊適宜。纏繞30層箔紙后完成，關閉纏繞機。

5.內、外筒體的套裝

檢查內筒纏繞層及所裝外筒清潔度符合要求。將外筒調整好方位放在架子上。慢慢地將內膽裝入外殼，確保纏繞完好。

內、外套裝的注意事項：

（1）內筒體纏繞工作完成后應立即與外筒體組對，或放入烘干室內待裝，無關人員不得觸摸筒體。

（2）內外筒體的組對應在密封無塵的場所進行，在組對部件焊接期間及合攏后，對各開孔處用塑料紙貼封，以免灰塵進入夾層。

（3）組對過程中切實防止油、水和其他污染物進入夾層。這是由于污染物特別是油污、水進入夾層會導致放氣量增加，延長抽真空時間，甚至導致真空度不能達標的嚴重后果。

6.框架及管道制作

角件與角柱組裝焊接后，要按JB4784的要求對角件與角柱焊縫進行拉伸試驗，合格后在工裝上組焊端部框架。利用工裝，將罐體與框架的端部、底部、側部等相應連接件組裝焊接，嚴格控制罐箱外形尺寸。

框架裝完后，進行閥門倉外管道、閥門儀表、安全附件組裝焊接。安全附件需要經過校驗并在校驗有效期內。安裝好管線后，作氣密試驗，檢查各接頭及附件是否有泄漏，如果有要進行調節或更換。

7.真空夾層的抽空

當容器氦質譜檢漏合格后即可進入加熱抽真空工序。將需抽真空的容器調整位置使容器抽真空接頭盡量靠近真空泵的抽口，以便盡可能使用短的線路進行抽真空。將加熱器與內容器管道連接起來，進行加熱。加熱溫度設置>100℃，加熱時間>12小時。加熱結束，關閉加熱器后應持續抽真空，抽真空時間必須滿60小時（包括所有的抽真空時間），直至夾層真空度優于標準要求1×10-1Pa，并符合以下要求：真空夾層漏氣速率≤5×10-9Pa.m3/s，真空夾層漏放氣速率≤1×10-6 Pa.m3/s后進行封結。

8.型式試驗

對于設計定型或正式生產后主要設計參數、主體材料、結構型式、關鍵制造工藝和使用條件等變更可能影響產品性能時，需進行型式試驗，低溫性能試驗需在強度試驗合格后進行。型式試驗的順序如下：

框架焊接質量、外部尺寸、外觀表面質量檢查、耐壓試驗、氣密性試驗、空箱質量、容積測定、堆碼試驗、吊頂試驗、吊底試驗、外部縱向栓固試驗、內部橫向栓固試驗、橫向剛性試驗、縱向剛性試驗、步道試驗、扶梯試驗、碰撞試驗（沖擊試驗）、封口真空度、常溫下夾層真空度、低溫下夾層真空度、真空夾層漏放氣速率、真空夾層漏氣速率、靜態蒸發率、維持時間測試。

9.結束語

本文通過對20英尺LNG罐式集裝箱罐體制造關鍵過程的介紹，使大家初步了解低溫絕熱罐箱的制造工藝及質量控制要求。

參考文獻：

[1]JB/T4784-2007低溫液體罐式集裝箱