LNG儲罐檢測中運用磁粉檢測及地面儲存技術

 
其一、磁粉檢測在LNG儲罐檢驗中的運用
《壓力容器定期檢驗規則》規定，在用壓力容器的檢驗以宏觀檢查、測厚、表面無損檢測為主。其中表面無損檢測主要為磁粉檢測和滲透檢測。對于鐵磁性材料，JB4730.1~.6-2005《承壓設備無損檢測》系列標準規定，應優先選用磁粉檢測。這是由于磁粉檢測相對于滲透檢測具有靈敏度高、效率高、成本低、缺陷顯 示直觀的優點。同時在實際檢驗中大量缺陷幾乎都是由磁粉檢測先發現的，由此可見，磁粉檢測方法是在用LNG儲罐定期檢驗的無損檢測方法。
1、磁粉檢測的原理及特點
磁粉檢測，又稱磁粉檢驗或磁粉探傷，屬于無損檢測五大常規方法之一。磁粉檢測是利用鐵磁性材料被磁化后，由于不連續的存在，使工件表面和近表面的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場(即磁感應線離開和進入表面時形成的磁場)吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯 示出不連續性的位置、形狀、大小和嚴重程度。可檢出鐵磁性材料中裂紋、發紋、白點、折疊、夾雜物等缺陷，具有很高的檢測靈敏度。
(1)磁粉法的優點
1)能直觀顯 示缺陷的形狀、位置、大小，并可大致確定其性質；
2)具有高的靈敏度，可檢出較小長度為0.1mm，寬度為微米級的裂紋；
3)幾乎不受試件大小和形狀的限制；
4)檢測速度快，工藝簡單，費用低廉。
(2)局限性
1)只能用于鐵磁性材料；
2)只能發現表面和近表面缺陷，可探測的一般在1mm~2mm；
3)磁化場的方向應與缺陷的主平而相交，夾角應在45°~90°，有時，還需從不同方向進行多次磁化；
4)不能確定缺陷的埋深和自身高度；
5)寬而淺的缺陷也難以檢出；
6)并不是所有鐵磁性材料都能采用，鐵素體鋼當磁場強度H≤2500A/m時，相對磁導率應是μr＜300，不銹鋼的鐵素體含量應大于70%；
7)檢測后常需退磁和清洗；
8)試件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物質。
2、表面無損檢測方法的比較
磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測都屬于表面無損檢測方法，但其原理和適用范圍區別很大，并且有各自的優點和局限性。作為容器檢測人員應熟練掌握這三種檢測方法，并能根據工件材料、狀態和檢測要求，選擇合理的方法進行檢測。例如磁粉檢測對鐵磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的檢測靈敏度，可發現微米級寬度的小缺陷，所以在容器檢驗中對于鐵磁性材料工件表面和近表面缺陷的檢測，宜優先選擇磁粉檢測方法，確因工件結構形狀等原因不能使用磁粉檢測時，方可使用滲透檢測或渦流檢測。
其二、天然氣儲罐地面儲存技術
目前，天然氣的儲存方式主要有氣態儲存和液態儲存兩種，其中前者包括地面儲罐儲存、管道儲存和地下儲氣庫儲存等。
1、地面儲罐儲存
天然氣地面儲存一般采用金屬儲氣罐，天然氣儲罐按壓力分為高壓和低壓兩種。低壓儲罐的工作壓力一般為0.004~0.005MPa，多為化工廠、石化廠作工藝氣的中間儲存，高壓儲氣罐的工作壓力一般為0.25~3.0MPa，主要用于城市配氣系統供晝夜或小時調峰用。
2、管道儲存
天然氣管道儲存有輸氣干線末段儲氣和利用管束儲氣兩種方式。
輸氣干線末段儲氣，是指在供氣低峰時，將富余的氣儲存在輸氣干線末段，隨著管內氣體壓力逐漸升高到然后一個壓氣站允許的較高壓力，到用氣高峰時，該儲氣段壓力降到城市配氣管網允許的較小值，將儲存的氣體輸出，增加供氣量。
管束儲氣，即使用一定直徑和一定數量的管子構成管束，埋設于供氣點附近，用高壓天然氣或壓縮機將天然氣注入管束中，待高峰用氣時輸出。
管道儲氣容量較小，主要供城市晝夜或小時調峰用。
3、地下儲氣庫儲存
地面天然氣儲罐和管道儲氣只能作為晝夜用氣不均衡性的措施，要解決季節用氣不均衡性問題，根本的辦法是建造地下儲氣庫。如果沒有地下儲氣庫，干線輸氣管道就應根據冬季的用氣量進行設計。在冬季，輸氣管道將滿負荷工作，而到夏季，由于用氣量減少，輸氣管道的負荷將下降，因此，管路和設備的利用率降低，固定設備投資在輸氣成本中所占的比重將提高。在冬夏季用氣量相差懸殊的情況下，輸氣管道夏季負荷降低，不但在經濟上不合理，而且在輸氣工藝上造成很多困難。如果有地下儲氣庫，干線輸氣管道就可以根據日平均用氣量進行設計，在夏季，多余的氣體注人地下儲氣庫，在冬季，不足的氣體由地下儲氣庫補充.這樣，輸氣管道全年都是在滿負荷下工作，管路和設備的能力可以得到充分利用。
地下儲氣庫具有儲氣容量大、節省地面LNG儲罐投資、不受氣候影響、維護管理簡便、可靠、不影響城鎮美化規劃、不污染環境等優點。
地下儲氣庫主要有利用枯竭的油田或氣田作地下儲氣庫、利用含水層作地下儲氣庫和利用鹽層作地下儲氣庫三種類型。
天然氣以氣態形式進行儲存和運輸，由于其體積龐大，壓力很高，因此通常將其在常壓下深冷到-160℃進行液化。在標準狀態下，其液態體積為氣態時的1/600，而密度相當于氣態時的600倍，因此無論對遠洋貿易運輸，還是儲罐儲存，都具有較高的經濟價值。
天然氣液化儲存方式不受地理位置、地質構造、距離和容量等的限制，占地少、造價低、工期短、維修方便。對于無油氣田、鹽穴、水層建造地下儲氣庫的城市，可以利用這種方式進行調峰。
由于液化天然氣具有可燃性和超低溫性(-160℃)，因而對儲存設施(儲罐)的要求很高。目前國外液化天然氣的儲存主要是儲罐儲存，儲罐分地下和地上兩種。儲罐形式的選擇取決于投資費用，也取決于因素及其它一些制約條件。在常壓下儲存液化天然氣時，儲罐內壓通常為3.4~17.2kPa。