LNG船用裝卸臂工藝技術(shù)及國產(chǎn)化的必然性分析

王西超　徐杰

摘要：文章通過對(duì)LNG裝卸過程中對(duì)裝卸臂原材料性能、結(jié)構(gòu)、密封性及主要部件的性能進(jìn)行分析，選擇適合的材料，進(jìn)行深冷工藝處理，設(shè)計(jì)制造完全滿足要求的裝卸臂，并通過嚴(yán)格的試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)。該款裝卸臂結(jié)構(gòu)簡潔、性能優(yōu)越、成本低，極具推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：LNG船用裝卸臂；旋轉(zhuǎn)接頭；緊急脫離裝置（ERC）；液壓QC/DC；國產(chǎn)化 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U664 文章編號(hào)：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

隨著我國對(duì)能源需求的不斷增長，引進(jìn)和生產(chǎn)液化天然氣對(duì)優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu)，有效解決能源供應(yīng)、安全、生態(tài)環(huán)保保護(hù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展將發(fā)揮重要的作用。從2006年首座液化天然氣接收站在深圳大鵬建成投產(chǎn)以來，相續(xù)建成（包括在建）20多座，其中碼頭選用的關(guān)鍵設(shè)備——船用裝卸臂一直被歐美國家所壟斷，價(jià)格高、交貨期長、服務(wù)不及時(shí)。無疑地對(duì)LNG碼頭的生產(chǎn)及操作的安全性帶來一定的約束性。

而國內(nèi)類似設(shè)備的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)廠家已在常溫，乃至低溫乙烯裝卸設(shè)備的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)控制方面取得了巨大的成績，常溫裝卸臂完全取代了進(jìn)口產(chǎn)品，低溫乙烯裝卸臂在五年前成功打破了壟斷的格局，并逐漸實(shí)現(xiàn)常溫裝卸臂一樣完全取代進(jìn)口產(chǎn)品。所以，我們已與綜合實(shí)力較強(qiáng)的生產(chǎn)廠（上海冠卓）合作組成LNG裝卸設(shè)備研發(fā)小組，經(jīng)過近三年的不懈努力，終于成功設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造出了完全適宜LNG裝卸的設(shè)備，經(jīng)試驗(yàn)證明其主要部件的性能超過了國外同類產(chǎn)品。

2 LNG裝卸臂技術(shù)與工藝分析

2.1 LNG裝卸臂主體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

為了全面分析整個(gè)冷卻過程的影響，多個(gè)不同體系的分析被進(jìn)行，包括使用四個(gè)非常詳細(xì)的有限元模型進(jìn)行的穩(wěn)態(tài)熱、穩(wěn)態(tài)半耦合熱力和瞬態(tài)半耦合熱力分析等。使用FEMAP軟件、應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，研究在各種瞬態(tài)溫度荷載作用下輸送臂的性能。

2.1.1 在-163℃的環(huán)境下，把液化氣從海岸傳輸?shù)捷喆驈妮喆瑐鬏數(shù)胶０?，現(xiàn)在正面臨著許多問題。這主要是因?yàn)閭鬏斣O(shè)備上存在著熱沖擊和冰塊的堆積。為了評(píng)估液化氣輸送臂能在寒冷的工況及變暖環(huán)境過程中的材料變化，使用FEMAP軟件進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。并通過使用FEMAP software，淺析地證明，在寒冷條件下新的設(shè)計(jì)完全能滿足低溫工況的各種狀態(tài)，而且對(duì)主要構(gòu)件沒有任何有害的影響。

2.1.2 輸送臂的裝配。整個(gè)管道裝配的三維模型用來模擬系統(tǒng)的整個(gè)行為。這個(gè)非常復(fù)雜的模型和分析過程，同時(shí)分析了熱和結(jié)構(gòu)荷載的影響。所獲得的結(jié)果證實(shí)了在冷卻過程中構(gòu)件內(nèi)的收縮量和應(yīng)力值，并突出了使用局部模型進(jìn)行進(jìn)一步分析的重要性。

2.1.3 碼頭基架立柱?；堋⑥D(zhuǎn)軸箱、旋轉(zhuǎn)接頭和回轉(zhuǎn)支承的三維模型，在周圍的構(gòu)件上研究管道的冷卻效應(yīng)，使用一個(gè)保守的穩(wěn)態(tài)熱分析對(duì)流和傳導(dǎo)效應(yīng)。

2.1.4 支承支架。支承支架的三維模型，研究了由于周圍剛性約束引起的冷卻和熱應(yīng)力的程度。雖然不容易遭受熱沖擊（因?yàn)榘迨潜〉模?，但是支架也很容易產(chǎn)生一個(gè)溫度梯度。因此，需要對(duì)支架進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和建模，來改進(jìn)它們的性能。

2.2 主要部件的深冷處理方案

LNG裝卸臂的主要部件有旋轉(zhuǎn)接頭（內(nèi)圈、外圈、法蘭、密封圈等）、緊急脫離裝置（ERC，閥、閥體、閥座、抱箍、密封件等）、液壓快速接頭（EDC/DC）以及彎頭等；為了確保這些部件在-196℃狀態(tài)下能保持相同的收縮率，必需在加工前期及加工過程在特定的低溫處理設(shè)備，按照OCMIF、BS 6364-1998《低溫閥門》和BS EN 1474-1-2008《LNG輸送臂》的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行2～3次的深冷處理，處理方案如下：

將需要深冷的零件放至裝有低溫容器中進(jìn)行深冷處理，深冷處理溫度應(yīng)低于使用溫度，冷處理分為冷卻、保溫和放冷三個(gè)階段進(jìn)行，保冷1～2小時(shí)，然后將零件取出放冷至常溫，重復(fù)循環(huán)2次其結(jié)果符合BS EN 1474-1-2008要求。

2.3 LNG裝卸臂的旋轉(zhuǎn)接頭

2.3.1 旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)分析。對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭的軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)建模，研究在各種瞬態(tài)溫度荷載作用下它的性能。溫度荷載給出了隨時(shí)間變化的溫度分布和溫度應(yīng)力。結(jié)果，對(duì)選擇的節(jié)點(diǎn)，溫度時(shí)程圖、von-Mises等效應(yīng)力圖和相對(duì)軸向位移圖，很容易地顯示了冷卻過程中各個(gè)階段的不同，并幫助評(píng)估密封是否能保持產(chǎn)品在冷卻和加載期間的密封性。

為了讓旋轉(zhuǎn)接頭在整個(gè)裝卸過程中能保持干燥并旋轉(zhuǎn)靈活，改變其常溫操作的結(jié)構(gòu)，增加氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)，以便將在操作過程中產(chǎn)生的潮氣及水蒸汽帶走，防止結(jié)冰，無法轉(zhuǎn)動(dòng)或損壞密封圈。

2.3.2 熱分析（冷卻的時(shí)間）。旋轉(zhuǎn)接頭的二維瞬態(tài)熱分析顯示了，由于相對(duì)的質(zhì)量和構(gòu)造，凸起部分比凹陷部分冷卻的更快。為了評(píng)估不同的冷卻選項(xiàng)，在最高應(yīng)力部分上最大的Von-Mises等效應(yīng)力圖被繪制，并在隨后的圖形中顯示。

紅色曲線：假設(shè)沒有進(jìn)行冷卻處理就引入了液化天然氣液體，分析顯示了預(yù)先進(jìn)行冷卻處理的必要性。對(duì)選擇的材料，應(yīng)力超過了許用值。

藍(lán)色曲線：使用氮?dú)夂鸵夯烊粴庹羝幕旌衔铮M(jìn)行2個(gè)小時(shí)的深冷卻處理（在現(xiàn)用的輸送臂上進(jìn)行）。當(dāng)進(jìn)行純液化天然氣輸送時(shí)，在旋轉(zhuǎn)接頭產(chǎn)生的應(yīng)力最小。

綠色曲線：一個(gè)小時(shí)的冷卻處理，包括首先進(jìn)行15分鐘的氮?dú)夂鸵夯烊粴獾幕旌衔锢鋮s，隨后進(jìn)行45分鐘的液化天然氣蒸汽冷卻。但是當(dāng)進(jìn)行液化天然氣輸送時(shí)，所產(chǎn)生的最大應(yīng)力也會(huì)相應(yīng)地增加大約20%。

粉紅色曲線：僅使用液化天然氣蒸汽進(jìn)行1個(gè)小時(shí)的冷卻處理，此時(shí)得到的結(jié)果是最理想的。冷卻處理時(shí)間更快，然而初始的應(yīng)力是最大，當(dāng)進(jìn)行液化天然氣輸送時(shí)，應(yīng)力峰值只會(huì)比2個(gè)小時(shí)冷卻處理所引起的應(yīng)力稍大。因此推薦使用此選項(xiàng)。

通過使用FEMAP軟件，計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，不但能夠證實(shí)或調(diào)整他們的設(shè)計(jì)，以確保使用最好的設(shè)計(jì)，而且也能夠給他們的客戶提供完全的信心——所采用的設(shè)計(jì)將提供無故障運(yùn)轉(zhuǎn)以及延長使用期限。

2.3.3 低溫旋轉(zhuǎn)接頭試驗(yàn)。

第一，在試驗(yàn)溫度下，當(dāng)旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)允許溫差±5℃，充氮?dú)獯龎毫ι?.6MPa或更高的規(guī)定壓力下，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為0.1赫茲，旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間持續(xù)30分鐘，采用氣體定量測漏儀測量。

第二，旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部溫度降至規(guī)定溫度，放掉氮?dú)?，充氦氣，待壓力升至?guī)定壓力，試驗(yàn)按HG/T 21608.6標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，再按BS EN 1474-1-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定步驟分段進(jìn)行試驗(yàn)，該試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在1.5倍當(dāng)量設(shè)計(jì)載荷加內(nèi)部設(shè)計(jì)壓力下任一處壓潰寬度不得超過滾珠或滾柱直徑的8%；（2）在2倍當(dāng)量設(shè)計(jì)載荷加內(nèi)部設(shè)計(jì)壓力下旋轉(zhuǎn)接頭不應(yīng)產(chǎn)生泄漏及泄壓；（3）對(duì)于常規(guī)液體作業(yè)，在3.5倍當(dāng)量設(shè)計(jì)載荷下不產(chǎn)生任何結(jié)構(gòu)失效破壞；（4）對(duì)于液化氣作業(yè)的旋轉(zhuǎn)接頭，在4倍當(dāng)量設(shè)計(jì)載荷下不產(chǎn)生任何結(jié)構(gòu)失效破壞，每1cm密封直徑上，在0℃0.1MPa時(shí)其泄漏率應(yīng)不超過17.5cc/分鐘。采用氣體定量測漏儀測量。

2.4 低溫緊急脫離裝置

2.4.1 性能要求。

第一，對(duì)于液相式裝置應(yīng)先關(guān)閉球閥，再松開夾緊機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)脫離。

第二，用于液相式裝置的球閥應(yīng)在成裝前對(duì)殼體進(jìn)行常溫條件下的強(qiáng)度和密封性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合BSEN1474-1-2008標(biāo)準(zhǔn)中要求；用于液相式裝置的球閥應(yīng)在整體裝置成裝后在低溫條件下采用0.6MPa公稱壓力的氮?dú)膺M(jìn)行密封試驗(yàn)，保壓5分鐘，軟密封應(yīng)無可見泄漏。

第三，用于氣相式裝置的閥門成裝前應(yīng)進(jìn)行常溫條件下的密封性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合GB/T13927要求；用于氣相式裝置的閥門組應(yīng)在整體成裝后在低溫條件下采用0.6MPa公稱壓力的氮?dú)膺M(jìn)行密封試驗(yàn)，保壓5分鐘，應(yīng)無可見泄漏。

第四，緊急脫離裝置夾緊機(jī)構(gòu)采用彈性夾緊，夾緊應(yīng)保證密封和鎖緊可靠；緊急脫離裝置成裝后應(yīng)進(jìn)行殼體常溫耐水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，應(yīng)無可見滲漏。

第五，在低溫條件下試驗(yàn)緊急脫離過程的可靠性：（1）在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行緊急脫離裝置的低溫試驗(yàn)。分離試驗(yàn)應(yīng)至少重復(fù)3次，可靠性達(dá)100%；（2）先用氮?dú)鈾z驗(yàn)緊急脫離裝置及試驗(yàn)裝置無可見泄漏；（3）將液氮輸入緊急脫離裝置中，待溫度降至使用溫度，待壓力升至設(shè)計(jì)壓力時(shí)進(jìn)行脫離試驗(yàn)，脫開后的閥門密封面應(yīng)無可見泄漏。

第六，常溫條件下試驗(yàn)緊急脫離過程的可靠性：（1）在輸油臂上進(jìn)行脫離試驗(yàn)，當(dāng)電液控制系統(tǒng)發(fā)生一級(jí)報(bào)警后，介質(zhì)泵關(guān)閉，液壓泵啟動(dòng)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；（2）發(fā)生二級(jí)報(bào)警到裝置完全分離，時(shí)間應(yīng)在5秒以內(nèi)。響應(yīng)時(shí)間需由供應(yīng)商詳細(xì)計(jì)算后確定；（3）緊急脫離裝置分離后，裝卸臂的分離端立即開始上升，上升高度應(yīng)在2m以上實(shí)現(xiàn)液壓制動(dòng)。分離試驗(yàn)應(yīng)至少重復(fù)3次，可靠性達(dá)100%。

第七，緊急脫離接頭釋放機(jī)構(gòu)在結(jié)冰的情況下蓄能系統(tǒng)應(yīng)確保切實(shí)的脫離。

2.4.2 安裝要求。

第一，采用不銹鋼螺栓。

第二，擰緊螺栓時(shí)用力矩扳手，保持螺栓受力一致，力矩大小參照表1，過24小時(shí)再擰第二次。

第三，低溫試驗(yàn)前用氮?dú)鈱㈤y腔、管道內(nèi)脫脂并吹掃干凈。

2.4.3 低溫緊急脫離裝置試驗(yàn)。

第一，對(duì)于液相式裝置的球閥殼體強(qiáng)度和密封性試驗(yàn)：按GB/T13927的規(guī)定進(jìn)行，低溫密封試驗(yàn)采用保冷法。

第二，緊急脫離裝置的低溫分離試驗(yàn)在試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行

2.5 EQC/DC《快速接頭》

2.5.1 產(chǎn)品用途及結(jié)構(gòu)?？焖俳宇^是安裝在輸油臂末端，與槽船歧管法蘭聯(lián)接的裝置，它通過電氣控制系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)使輸油臂與槽船歧管法蘭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、快速、可靠聯(lián)接。

其結(jié)構(gòu)主要由閥體合件3、回轉(zhuǎn)支撐2、組合拉桿1、推桿5、加力彈簧6、卡爪7、液壓缸4、液壓系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)等九個(gè)主要零、部件組成。液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)附于輸油臂相關(guān)系統(tǒng)之中（見圖表1，圖中電氣液壓系統(tǒng)未繪制）。

2.5.2 快速聯(lián)接裝置工作原理。聯(lián)接裝置在電氣液壓系統(tǒng)的控制下，卡爪處在最大開啟狀態(tài)，用人工（或用遙控器）操縱快速接裝置將聯(lián)接裝置下端導(dǎo)向塊與槽船管線法蘭對(duì)正，使兩法蘭面貼緊。通過電液控制系統(tǒng)控制，啟動(dòng)油缸推動(dòng)回轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)4個(gè)壓緊機(jī)構(gòu)的上端一起旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)壓緊機(jī)構(gòu)推動(dòng)卡爪繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使卡口貼緊槽船法蘭端面，回轉(zhuǎn)環(huán)的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)引起壓緊機(jī)構(gòu)彈簧的壓縮，使卡爪對(duì)法蘭端面產(chǎn)生壓緊力，當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)的軸線與閥體軸線重合時(shí)，彈簧載荷最大。當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)軸線相對(duì)卡爪稍過中心線3°～5°角（使壓緊機(jī)構(gòu)處在自鎖狀態(tài)）時(shí)，回轉(zhuǎn)環(huán)停止旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，彈簧產(chǎn)生的載荷，通過卡爪的卡口端面加在法蘭上的力≥法蘭在操作狀態(tài)下所需的密封圈的壓緊力與操作狀態(tài)下所需的螺栓載荷之和，整個(gè)鎖緊就完成了。在該位置回轉(zhuǎn)環(huán)將在機(jī)械式定位裝置下限制轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)工作結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉閥門，切斷槽船管線與輸油臂管線之間的介質(zhì)流動(dòng)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)油缸反方向推動(dòng)回轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)初始，使彈簧卸載，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)，通過壓緊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)卡爪旋轉(zhuǎn)，使卡爪脫開并開到位。此時(shí)輸油臂帶動(dòng)快速聯(lián)接裝置一起與槽船管線分離。

2.5.3 壓力等級(jí)應(yīng)與裝卸臂壓力等級(jí)相同。

2.5.4 快換接頭的設(shè)計(jì)能適應(yīng)集油管法蘭的公差帶，夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須完全滿足使用要求。

2.5.5 快換接頭的強(qiáng)度符合BSEN1474-1-2008標(biāo)準(zhǔn)中要求，即強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)內(nèi)部設(shè)計(jì)壓力和由裝卸臂姿態(tài)、外部軸向載荷、彎曲扭矩和剪切載荷的最荷刻的組合下確定的最大設(shè)計(jì)當(dāng)量載荷計(jì)算；在2倍的設(shè)計(jì)當(dāng)量載荷加內(nèi)部設(shè)計(jì)壓力下快換接頭不應(yīng)泄漏、變形及失效。這應(yīng)適用于在彎曲拉伸時(shí)使用最少的夾緊塊的情況。

2.5.6 快換接頭應(yīng)提供機(jī)械鎖緊裝置以防止由于壓力或振動(dòng)而意外松脫。鎖緊裝置的操縱應(yīng)簡便易行。

2.5.7 快換接頭應(yīng)有一個(gè)法蘭蓋，當(dāng)用戶要求時(shí)法蘭蓋上可有一個(gè)螺紋孔并裝一螺塞。

2.5.8 連接法蘭、鎖緊件等在精加工前作兩次深冷處理。

2.5.9 快換接頭應(yīng)在有試驗(yàn)壓力及試驗(yàn)負(fù)荷Pct情況下進(jìn)行試驗(yàn)。

以上結(jié)構(gòu)的液壓快速接頭（DC/DC）由上海冠卓公司設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造，其結(jié)構(gòu)較歐美國家FMC、SVT的結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)實(shí)踐證明不僅完全滿足各種溫度、各種工況下技術(shù)要求，而且操作方便、易維護(hù)。

2.6 低溫臂操作試驗(yàn)

在LNG裝卸臂整體裝配完成后，需進(jìn)行整機(jī)試驗(yàn)，首先進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)（水壓試驗(yàn)），試驗(yàn)程序與常溫裝卸臂一致，在水壓試驗(yàn)后所有零件均應(yīng)干燥，運(yùn)行操作之前應(yīng)用氮?dú)饣蚋稍锏目諝膺M(jìn)行皂泡檢漏試驗(yàn)。試驗(yàn)過程和結(jié)果應(yīng)符合BSEN1474-1-2008標(biāo)準(zhǔn)的要求。然后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)接頭的氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)應(yīng)進(jìn)行功能試驗(yàn)。在裝卸臂豎立在試驗(yàn)臺(tái)上時(shí)，進(jìn)行如下試驗(yàn)：

2.6.1 操縱試驗(yàn)。

第一，裝卸臂包括液壓控制單元在裝卸臂豎立起來時(shí)進(jìn)行下列試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)符合BSEN1474-1-2008標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求。

第二，試驗(yàn)項(xiàng)目：（1）平衡試驗(yàn)；（2）空載裝卸臂操縱到其包絡(luò)范圍內(nèi)能達(dá)到的最大極限位置，包括在最高的槽船護(hù)攔上操作及在其維修位置，并應(yīng)檢驗(yàn)所有的報(bào)警設(shè)定；（3）如果有快換接頭，應(yīng)當(dāng)在正常操作條件下試驗(yàn)釋放性能；（4）裝卸臂應(yīng)當(dāng)在空載及滿載時(shí)用假集油管模擬并在包絡(luò)范圍內(nèi)移動(dòng)進(jìn)行階段報(bào)警和作緊急脫離的試驗(yàn)；（5）在緊急脫離系統(tǒng)釋放后，滿載的裝卸臂應(yīng)從抬起位置到收攏狀態(tài)且外臂應(yīng)抬起高于水平線；（6）重新對(duì)接需在空臂時(shí)進(jìn)行；（7）裝卸臂應(yīng)從靜止位置進(jìn)一步試驗(yàn)：采用控制板上的按鈕；采用蓄能器模擬供電中斷。

第三，試驗(yàn)應(yīng)演示下列內(nèi)容：完整的液壓系統(tǒng)；控制及報(bào)警系統(tǒng)；緊急脫離系統(tǒng)閥門及緊急脫離接頭動(dòng)作時(shí)間；裝卸臂及緊急脫離系統(tǒng)的安全操作；各種聯(lián)鎖的操作；控制臺(tái)及遙控操作；在碼頭平面的作業(yè)包絡(luò)范圍；規(guī)格一致性檢驗(yàn)；由蓄能器壓力下降及階段報(bào)警啟動(dòng)的液壓泵自動(dòng)運(yùn)行

2.6.2 低溫試驗(yàn)。

第一，進(jìn)行低溫乙烯裝卸臂的試驗(yàn)?zāi)康摹z驗(yàn)LNG裝卸臂在規(guī)定低溫（-163℃）狀態(tài)下緊急脫離裝置能否安全脫離且雙球閥安全關(guān)閉，同時(shí)檢驗(yàn)脫離整機(jī)的平衡狀態(tài)。

第二，低溫乙烯裝卸臂試驗(yàn)步驟：（1）安裝液壓管線、電器控制及氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)；（2）在功能性試驗(yàn)滿足要求后，將裝卸臂調(diào)整至工作狀態(tài)（模擬），如下圖所示，安裝底部盲板法蘭、連接好集管法蘭、氮?dú)夤芫€、液氮管線（與低溫槽罐車），并仔細(xì)檢查各接頭的連接是否可靠；（3）打開液氮罐閥門，將液氮從裝卸臂頂部入口法蘭處通到低溫整機(jī)的內(nèi)部，然后將底部的排空閥門打開，保持開啟狀態(tài)，將乙烯臂整機(jī)進(jìn)行低溫冷卻；（4）當(dāng)溫度降至規(guī)定的試驗(yàn)溫度（-163℃左右）、整機(jī)處于結(jié)霜狀態(tài)時(shí)，關(guān)液氮閥門，將裝卸臂設(shè)置為浮動(dòng)狀態(tài)，然后人力或采用叉車分別按左、右及正前方拉動(dòng)裝卸臂，檢驗(yàn)在試驗(yàn)溫度時(shí)裝卸臂是否能正常運(yùn)動(dòng)；（5）給緊急脫離裝置驅(qū)動(dòng)信號(hào)，打開液壓泵站的電磁閥，使緊急脫離液壓缸開始工作，在推桿機(jī)構(gòu)的作用下兩球閥關(guān)閉，然后脫離接頭夾緊機(jī)構(gòu)打開，實(shí)現(xiàn)脫離裝置脫離，此時(shí)外臂應(yīng)按規(guī)定上升，但很快處于平衡狀態(tài)；（6）脫離后的下球閥內(nèi)部壓力快速上升，需立即打開脫離裝置下球閥處的排空閥門，排出液氮；（7）檢查脫離裝置雙球閥的關(guān)閉情況，并做好記錄；（8）低溫乙烯裝卸臂功能性及低溫脫離試驗(yàn)結(jié)束，讓整機(jī)在常溫狀態(tài)下慢慢升溫至常溫。

3 結(jié)語

總上所述，我們與冠卓聯(lián)合技術(shù)開發(fā)小組是利用原有的常溫裝卸臂的技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合超低溫裝卸過程中對(duì)設(shè)備的要求，通過改變原主要部件的材質(zhì)及進(jìn)行特殊的工藝處理，對(duì)密封結(jié)構(gòu)及性能的調(diào)整、使其完全滿足在超低溫狀態(tài)下的工作工況，獲得兩項(xiàng)專利，且經(jīng)實(shí)踐證明其密封性及操作的靈活性超過了進(jìn)口的歐美產(chǎn)品，而生產(chǎn)成本較進(jìn)口產(chǎn)品低了許多，更重要的是令操作人員一直頭痛的服務(wù)問題徹底得到了保證。如果該裝卸臂在行業(yè)中落到實(shí)處地得到推廣的話，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、減少項(xiàng)目建設(shè)投資的目的，使作業(yè)的連續(xù)性、穩(wěn)定性、安全性均得到保證。

參考文獻(xiàn)

[1] OCMIF.Design and Construction Specification for Marine Loading ArmsThird Edition.1999.

[2] BS EN 1474-1.Installation and Equipment for Liquid Nature Gas：Part1.2008.

作者簡介：王西超（1965-），男，河南南陽人，中石化天津液化天然氣有限責(zé)任公司高級(jí)工程師，研究方向：石油加工、液化天然氣等；徐杰（1966-），女，江蘇連云港人，上海冠卓企業(yè)發(fā)展有限公司工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)等。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）