大型落地式LNG儲(chǔ)罐承臺(tái)電伴熱管施工技術(shù)

尹付軍，胡 翀，劉慧勛，王 春

1.中國(guó)核工業(yè)第五建設(shè)有限公司，上海 201512

2.上海液化天然氣有限責(zé)任公司，上海 200021

目前，我國(guó)LNG 儲(chǔ)罐的主力罐型為16 萬m3全容式儲(chǔ)罐[1]。近年來，更大容積的儲(chǔ)罐正在不斷研發(fā)和建造。2015年，江蘇LNG 項(xiàng)目建成了全國(guó)最大的單臺(tái)20 萬m3LNG 儲(chǔ)罐；2017年，上海LNG 項(xiàng)目?jī)膳_(tái)20 萬m3LNG 儲(chǔ)罐開工建設(shè)。

LNG 儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的液化天然氣溫度低達(dá)-165℃，盡管罐內(nèi)LNG 與外界環(huán)境之間采用了約1 m 厚度的保冷層隔離，但LNG 的冷量仍然會(huì)緩慢地傳導(dǎo)至罐外，甚至導(dǎo)致基礎(chǔ)凍裂，須設(shè)法消除這些冷量[2]?，F(xiàn)行主要采用空氣對(duì)流和電伴熱兩種方式消除冷量，基于地質(zhì)原因，上海LNG 項(xiàng)目20 萬m3儲(chǔ)罐采用了落地承臺(tái)結(jié)構(gòu)，地基內(nèi)部沒有空氣對(duì)流途徑，因此采用電伴熱方式抵消冷量。

1 承臺(tái)電伴熱管介紹

承臺(tái)電伴熱由電伴熱系統(tǒng)和測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成，電伴熱系統(tǒng)和測(cè)溫系統(tǒng)的加熱、測(cè)溫元件使用不銹鋼管保護(hù)，保護(hù)鋼管之間使用套管焊接連接。電伴熱保護(hù)鋼管在承臺(tái)內(nèi)的分布如圖1、圖2所示，其中測(cè)溫管分為上、下兩層。每座儲(chǔ)罐承臺(tái)中，電伴熱保護(hù)管長(zhǎng)度約10 000 m，測(cè)溫保護(hù)管長(zhǎng)度約2 000 m。

圖1 承臺(tái)電伴熱管平面布置

圖2 電伴熱管在承臺(tái)截面中的布置示意

2 承臺(tái)電伴熱施工技術(shù)

2.1 承臺(tái)電伴熱施工流程

電伴熱管施工流程見圖3。

圖3 電伴熱管施工流程

2.2 材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

電伴熱管為不銹鋼管，材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)對(duì)到貨數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn)，檢查鋼管的包裝是否完整，管端是否有塑料帽保護(hù)，并檢查材料的質(zhì)量證明書上的化學(xué)成分和力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)文件的要求，對(duì)管徑和壁厚進(jìn)行抽檢，檢查鋼管的標(biāo)識(shí)和外觀。對(duì)于表面有銹跡、劃痕、標(biāo)識(shí)不清的鋼管，應(yīng)進(jìn)行隔離處理。

2.3 電伴熱管下料預(yù)制

不銹鋼管應(yīng)使用不銹鋼專用切割片和磨頭進(jìn)行切割和打磨。下料后逐根檢查鋼管兩端是否有毛刺，如果有，則使用內(nèi)磨機(jī)打磨光滑。用彎管機(jī)將環(huán)形電伴熱管出入端彎曲成指定的彎曲半徑，彎曲后應(yīng)使用鋼球檢查彎曲部位的管徑是否滿足要求。所有不銹鋼管伸出承臺(tái)的管端進(jìn)行套絲。上、下層測(cè)溫管使用短管固定成一體，以便于鋼管安裝時(shí)下層測(cè)溫管的固定，見圖4。

圖4 測(cè)溫管連接、固定示意

2.4 電伴熱管焊接

焊接前必須對(duì)焊道25 mm 范圍內(nèi)進(jìn)行清洗拋光，去除油污等。不銹鋼管插入連接套管時(shí)，兩個(gè)不銹鋼管之間至少預(yù)留1 mm 間隙，見圖5。焊接應(yīng)按照?qǐng)D紙和WPS 的要求進(jìn)行，盡量使用小電流焊接[3]，防止較大的熱輸入量導(dǎo)致管道變形。焊接完成后，對(duì)焊縫進(jìn)行100%目視檢查。焊縫檢查合格后使用不銹鋼專用酸洗膏對(duì)焊縫進(jìn)行酸洗鈍化。

圖5 套管連接示意

2.5 電伴熱管安裝

安裝前根據(jù)圖紙，在承臺(tái)頂層鋼筋上用記號(hào)筆標(biāo)記出不銹鋼管的位置。先穿入直埋電伴熱管和測(cè)溫管，再穿入環(huán)形電伴熱管，各類鋼管和鋼筋的固定見圖6。

圖6 各類鋼管和鋼筋布置示意

安裝時(shí)，先將套管焊接連接成較長(zhǎng)的管段再穿入，穿插過程中，使用鋼筋鉤鉤住套管，防止套管受重力作用下垂，可適當(dāng)調(diào)整套管的水平位置，以避開馬凳支撐筋和錨固帶。不銹鋼管應(yīng)使用包膠鐵絲與鋼筋綁扎固定，綁扎間距2 m 左右為宜；電伴熱環(huán)形管可適當(dāng)減小綁扎間距，以保證環(huán)形管的曲率。不銹鋼管禁止與鋼筋直接接觸，應(yīng)使用與承臺(tái)相同標(biāo)號(hào)的梅花形水泥墊塊隔開，防止?jié)B碳[4]。鋼管應(yīng)伸出承臺(tái)至少150 mm，考慮土建施工誤差，應(yīng)適當(dāng)增加伸出的長(zhǎng)度。鋼管安裝后，在管道伸出承臺(tái)的位置，按照?qǐng)D紙對(duì)管道進(jìn)行編號(hào)。

2.6 電伴熱管吹掃和通球試驗(yàn)

安裝完成后，使用壓縮空氣對(duì)鋼管進(jìn)行逐根吹掃，清除管內(nèi)的雜物，再使用直徑不小于2/3 鋼管內(nèi)徑的鋼球逐根進(jìn)行通球試驗(yàn)[5]。試驗(yàn)時(shí)，將鋼球放入管口內(nèi)，在管口連接壓縮空氣管，采用壓力不大于0.6 MPa 的壓縮空氣吹動(dòng)鋼球，使之從管道的另一端吹出。通球時(shí)，應(yīng)在出球管口設(shè)擋球、收球裝置。上述各項(xiàng)工作完成后，用管帽將露出承臺(tái)的管端進(jìn)行封堵，防止異物進(jìn)入。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文在簡(jiǎn)要介紹上海LNG 項(xiàng)目20 萬m3LNG儲(chǔ)罐承臺(tái)電伴熱管布置要求的基礎(chǔ)上，較為詳細(xì)地論述了儲(chǔ)罐承臺(tái)電伴熱管的施工工藝，并對(duì)材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收和電伴熱管的下料預(yù)制、焊接安裝、吹掃與通球試驗(yàn)等關(guān)鍵工序進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。上海LNG項(xiàng)目20 萬m3LNG 儲(chǔ)罐承臺(tái)電伴熱安裝工程按照上述流程和措施進(jìn)行了施工，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。