LNG项目中冷管鞋的结构及安装工艺

图1 冷管鞋结构图
通常情况下，冷管鞋到货时为组装好的整 体，现场安装时需要从中间分解为上下两部分， 然后安装到管道相应位置处并用螺栓紧固。图1中 各部分的名称见表1。
表1 冷管鞋各部件名称
序号 组成部分
备注
1 金属管卡及底座 一般为碳钢
2 不锈钢保护层 一般为316不锈钢 到 货 时 已 粘
贴为一个整
2.1 冷管鞋的保存及运输
现场临时存储的冷管鞋必须做好保护，不能 直接放在地面上，应保存在托盘上并用防水防紫 外线的帆布覆盖保护。尽可能在管鞋安装时再拆
图3 保冷结构损坏（左图保冷层材料为HD-PUF， 右图为泡沫玻璃）
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2.2 安装前检查 在安装前，应检查管鞋型号、保温厚度、长
2.3 冷管鞋安装步骤 在开始安装工作前，应对操作人员进行详细
的技术交底和JSA工作安全分析，确保工人完全了 解安装过程中的关键要求及注意事项。冷管鞋的 主要安装步骤如下：
(1)将冷管鞋上下两部分拆开，适当抬升管 线，将管鞋下部分安装到管线底部，检查管线底 部和最内保冷层是否紧密贴合。当管线外形不规 则，如受纵焊缝、管线椭圆度等影响导致管线和 保冷层贴合度达不到要求时，需要将管鞋移出， 用软砂轮或其他合适的工具打磨调整保冷层两侧 边缘处，见图4。修整完成后，重新检查保冷层和 管壁在没有外力作用下的贴合情况。
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石油和化工设备 2019年第22卷
LNG项目中冷管鞋的结构及安装工艺
韩帅
（海洋石油工程（青岛）有限公司， 山东 青岛 266520） [摘 要] 冷管鞋作为LNG项目中工艺管线的一个关键附件，其安装质量关系到LNG管线的稳定性及保冷效果，是施工过程中 的一个关键点。本文研究了多个国外大型LNG项目中冷管鞋的结构及组成，详细总结了冷管鞋的安装工艺、核心要求及注意 事项，可为LNG管线冷管鞋施工提供指导和借鉴。 [关键词] LNG项目；冷管鞋结构；安装工艺
LNG（液化天然气）是一种公认的低碳清洁 能源，越来越受到国际社会的关注与重视。近年 来世界各国LNG的生产和贸易日趋活跃，已成为 全球增长最迅速的能源之一。公司承建过多个国 外大型LNG项目的模块建造工程，积累了丰富的 LNG模块施工经验。冷管鞋作为LNG项目中工 艺管线系统的一个关键附件，其安装质量关系到 LNG管线的稳定性及保冷效果，是施工过程中的 一个关键点。本文结合公司在LNG模块项目中积 累的经验，研究总结了冷管鞋的结构和组成，对 冷管鞋现场安装工艺进行了详细说明，可为后续 LNG项目中冷管鞋施工提供参考和指导。
1 冷管鞋结构
管鞋也称管托，起到支撑管道的作用，是 管支架的一种形式。由于LNG的超低温特性 （-162℃），工艺管线系统中的管鞋还必须具有保 冷作用，以减少或控制管线内低温介质的冷量传 导到钢结构支撑部位。这种具备保冷作用的管鞋 称为冷管鞋，在LNG工艺管线系统中得到广泛应 用。若冷管鞋安装不当导致保冷结构失效，管道 内介质的冷流会沿管鞋传导至钢结构，造成支架 钢结构低温冷脆，严重时将导致钢结构发生低温 脆性断裂，使整个管线系统失稳，影响管道的安 全运行[1]。
图2 冷管鞋配套滑板及其结构图
2 冷管鞋安装工艺
冷管鞋承担着分布管道系统载荷及保冷的双 重作用，冷管鞋的安装是LNG工艺管线施工中非 常重要的一个环节。冷管鞋中的保冷层材料内部 是多孔结构，如果有水汽渗入孔隙，当温度低于 0℃时，水会结冰膨胀，破坏多孔结构导致保冷 层失效，从而使冷管鞋失去应有的作用。因此在 涉及冷管鞋的所有工作中，一个核心原则是保证 无缝隙，无水汽渗入（No gap & No Water），即 保冷层和管鞋要紧密接触，保冷层之间无缝隙存 在，防潮层等要搭接完好，无破损，不存在水气 侵入的机会和条件。在冷管鞋的设计、运输、保 存及安装等一系列工作中采取的所有措施都要围 绕这个核心，保证保冷层的完整性及有效性[3]。
掉原包装，以便防潮防尘。阳光中的紫外线长时 间照射会严重影响HD-PUF的性能，因此对于HDPUF冷管鞋要特别注意做好防紫外线保护。
冷管鞋吊装运输时，吊钩吊带应连接到管鞋 的金属管卡处起吊，绝不能穿过保冷层起吊，注 意吊装时不要碰到保冷层或防潮层，否则会造成 保冷结构碎裂或破损。图3所示为由于吊装运输不 当造成保冷层损坏的情景。
在公司参与的3个LNG模块项目中，冷管鞋 都是由专业厂家供货的成品件。由于生产厂家不 同，冷管鞋结构各有差异。但其基本结构都是一 致的，主要由两大部分组成：起支撑固定作用的 金属底座及管卡以及控制冷量传导的保冷部分。 其中保冷部分作为冷管鞋的核心部件，主要由保
冷层，防潮层，保护层组成。冷管鞋的基本结构 见图1及表1所示。
9 六角头螺母
除上述主要组成部分，冷管鞋在现场安装过 程中，还要用一些辅助材料来保证管鞋保冷层的 保冷效果，如弹性缝隙填料（玻璃纤维毯），防 潮胶带，密封胶等。
不同的LNG项目中冷管鞋的主要区别是保冷 层材料的选用不同，如公司参与的2个澳大利亚 LNG项目中选用的保冷层材料为高密度聚氨酯泡
沫（HD-PUF），而某北极地区LNG项目则采用泡 沫玻璃。保冷材料的选择需要根据项目所在地的 环境温度、材料的导热系数、承载力等通过工艺 计算综合考虑确定[2]。
另外，由于LNG低温管道不同工况下温度变 化范围大，管线有收缩运动的要求，当管线发生 位移时，为减少冷管鞋处的摩擦力，冷管鞋通常 和滑板配套使用。滑板的结构如图2所示：分为上 下两部分，上部为抛光的不锈钢板，要求具有较 低的摩擦系数；下部为嵌有PTFE板的碳钢底座。 滑板的上部不锈钢板需要焊接到冷管鞋底板上， 滑板下部则安装在承载的钢结构上。
度等信息，保证与图纸要求一致。
松开螺栓，并拆下管鞋外部的金属管卡，检 查防潮层及保冷层表面是否有破损及空洞，对于 较小的损伤，可根据厂家的指导说明进行修复， 若损坏较大，则必须更换。
检查管鞋安装附件，碟形弹簧组，滑板等是 否齐全。
检查管鞋安装位置处的管道油漆涂层是否完 整，若有损坏，应在管线补漆完成后再安装冷管 鞋。
3
保冷层
粘贴有防潮箔层
体
3.1 内保冷层 和部件3粘贴在一块
4
保冷层
粘贴有防潮箔层
4.1 内保冷层
作者简介：韩帅（1986—），男，河南南阳人，工学硕士，配管 工程师。现从事海洋石油工程建造设计工作。
第3期
韩帅 LNG项目中冷管鞋的结构及安装工艺
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5 金属保护层
6
金属管卡
7
螺栓
8 碟形弹簧组