20英尺LNG罐式集装箱罐体的制造工艺

20英尺LNG罐式集装箱罐体的制造工艺

摘要：本文介绍了20英尺LNG罐式集装箱的结构特点，并对其高真空多层绝热结构的制造步骤和质量控制进行了探讨，以有助于低温绝热结构罐体的制造。

关键词：罐式集装箱；结构特点；制造

1.前言

天然气是一种高效、清洁的能源和石油化学工业的原料，天然气的使用越来越普及，运输设备的需求量将随之增大，为适应市场需求，我公司开发了适合水路陆路均可运输的20英尺LNG罐式集装箱（LNG即为液化天然气的英文缩写），其设计与制造须同时接受特种设备监检机构与船检机构的监管。

2. 20英尺LNG罐式集装箱结构

20英尺LNG罐式集装箱由框架、罐体及管路系统等组成，罐体采用低温绝热技术，20英尺LNG罐式集装箱罐体的外形尺寸为φ2384×5666，框架外形尺寸为6058×2438×2591（mm）。

该罐式集装箱罐体为双壳结构，由内筒体、外筒体、绝热层、支撑装置等组成。罐体的内筒体直径为φ2200，材质为不锈钢（S30408），外筒体内直径为φ2400，材质为低合金钢（Q345R），在内筒体外表面采用多层铝箔和玻璃纤维纸进行缠绕构成多层绝热层，内筒体与外筒体之间设置8个支撑装置，材质为环氧玻璃钢。外筒体与内筒体之间为夹层，并在夹层间进行真空技术处理，使夹层处于高真空状态，多层绝热层与高真空状态构成高真空多层绝热层，绝热层总厚度约为25mm。

3.内、外筒体及封头的制造

3.1 材料要求

罐式集装箱内、外筒体及封头用材料应有材质证明，进厂须进行复验；角件及焊材须要CCS持证企业供货。内筒体及封头材料S30408应符合GB24511-2009的规定；外筒体及封头材料Q345R应符合GB713-2008的规定，钢板每批抽2张进行-20°C夏比（V型缺口）低温冲击韧性，AKv≥34J，且应逐张进行超声检测，符合JB/T4730.3-2005 II级为合格。

3.2 内、外筒体及封头的制造及检验

内、外筒体及封头的制造应严格符合GB150.4-2011《压力容器》的规定。内筒体上不应采用硬印作为材料移植标记、焊工标记及其他标记；封头应整体成

形，其拼接接头在成形前后均应进行100%射线检测，符合JB/T4730.2-2005中的II级合格；外筒体内部加强圈组焊时应断续焊，采取防变形措施，严格控制其椭圆度，椭圆度采用内弓形或外弓形样板检查。

内、外筒体的各类焊接接头按图纸要求进行无损检测。

3.3 内、外筒体及管子的清洗

清洗是为了减少钢材表面物理吸附和化学吸附的气体，对真空度及低温性能的影响很大。内筒体清洗时将酸洗钝化膏或洗洁溶液涂于内容器内，再用清水冲干净后晾干或烘干。

管子在弯制工序后24小时内要进行清洗，这样可使清洗容易且彻底。用泵抽取洗洁溶液反复冲洗管子内外表面，去除所有可见性油和脂，然后用泵抽取过滤的清水反复冲洗干净。再用常温的清洁氮气吹干。

内容器外壁进行清洗前，彻底清除焊接飞溅物、焊接药皮、毛刺，打磨焊接件，使圆滑过渡，然后用洗洁溶液或酸洗钝化膏擦洗表面，并晾干或吹干。

外筒体、封头的内外表面喷砂，达到ISO2?级，露出金属泛白色，用机械清除焊渣、未脱落氧化皮，压缩空气去除表面的灰尘和铁砂，目测污斑处用洗涤剂擦拭。

清洗后应无目视可见的任何污染，在白光或黑光灯下无荧光显示。

4.多层绝热层的制造

检查内胆表面清洁干净，没有油污；缠绕室必须清洁干燥，无灰尘；使用的工具必须事先去油污，操作人员应穿干净的工作服、布鞋，戴口罩、帽子和手套。缠绕室的相对湿度应控制在70%左右，无关人员不得随意进入。缠绕员将内胆放在缠绕机上，固定在正确位置，确认支承已锁紧。调整缠绕纸及内胆的位置，确定纸旋转圈数。缠绕要求松紧适宜。缠绕30层箔纸后完成，关闭缠绕机。

5.内、外筒体的套装

检查内筒缠绕层及所装外筒清洁度符合要求。将外筒调整好方位放在架子上。慢慢地将内胆装入外壳，确保缠绕完好。

内、外套装的注意事项：

（1）内筒体缠绕工作完成后应立即与外筒体组对，或放入烘干室内待装，无关人员不得触摸筒体。

（2）内外筒体的组对应在密封无尘的场所进行，在组对部件焊接期间及合

拢后，对各开孔处用塑料纸贴封，以免灰尘进入夹层。

（3）组对过程中切实防止油、水和其他污染物进入夹层。这是由于污染物特别是油污、水进入夹层会导致放气量增加，延长抽真空时间，甚至导致真空度不能达标的严重后果。

6.框架及管道制作

角件与角柱组装焊接后，要按JB4784的要求对角件与角柱焊缝进行拉伸试验，合格后在工装上组焊端部框架。利用工装，将罐体与框架的端部、底部、侧部等相应连接件组装焊接，严格控制罐箱外形尺寸。

框架装完后，进行阀门仓外管道、阀门仪表、安全附件组装焊接。安全附件需要经过校验并在校验有效期内。安装好管线后，作气密试验，检查各接头及附件是否有泄漏，如果有要进行调节或更换。

7.真空夹层的抽空

当容器氦质谱检漏合格后即可进入加热抽真空工序。将需抽真空的容器调整位置使容器抽真空接头尽量靠近真空泵的抽口，以便尽可能使用短的线路进行抽真空。将加热器与内容器管道连接起来，进行加热。加热温度设置>100℃，加热时间>12小时。加热结束，关闭加热器后应持续抽真空，抽真空时间必须满60小时（包括所有的抽真空时间），直至夹层真空度优于标准要求1×10-1Pa，并符合以下要求：真空夹层漏气速率≤5×10-9Pa.m3/s，真空夹层漏放气速率≤1×10-6 Pa.m3/s后进行封结。

8.型式试验

对于设计定型或正式生产后主要设计参数、主体材料、结构型式、关键制造工艺和使用条件等变更可能影响产品性能时，需进行型式试验，低温性能试验需在强度试验合格后进行。型式试验的顺序如下：

框架焊接质量、外部尺寸、外观表面质量检查、耐压试验、气密性试验、空箱质量、容积测定、堆码试验、吊顶试验、吊底试验、外部纵向栓固试验、内部横向栓固试验、横向刚性试验、纵向刚性试验、步道试验、扶梯试验、碰撞试验（冲击试验）、封口真空度、常温下夹层真空度、低温下夹层真空度、真空夹层漏放气速率、真空夹层漏气速率、静态蒸发率、维持时间测试。

9.结束语

本文通过对20英尺LNG罐式集装箱罐体制造关键过程的介绍，使大家初步了解低温绝热罐箱的制造工艺及质量控制要求。

参考文献：