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低温储罐微波无损检测技术跟温度测量和控制方法

发布时间：2020-12-21

<一>、LNG储罐微波无损检测
微波无损检测技术始于上世纪60年代，微波无损检测技术是将在GHzMHz3300~330中某段频率的电磁波照射到被测物体上，低温储罐通过分析反射波和透射波的振幅和相位的变化，波的模式的变化，通过对散射波的分析，从而了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷，分层媒质的脱粘，夹杂等的位置和尺寸，复合材料内部密度的不均匀程度的技术，微波无损检测技术可按检测原理主要分为反射波法，透射波法和散射波法三大类。
由于微波自身的特点如它的波长很短、频率很高、贯穿介电材料的等，因此微波无损检测能进行的无损扫查LNG储罐并且提供数据，使缺陷区得以量化；特别是不用做特别的分析处理，就可缺陷区域的实时三维图像。其优点还有仪器简单、操作简单、携带方便、费用很低、微波不需要耦合剂，避免了耦合剂对材料的污染。其局限性是微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料，所以只能用于检测储罐金属表面裂纹缺陷及粗糙度而不能对这种复合结构内部缺陷进行的检测。
<二>、LNG储罐的温度测量和控制方法
液化气储罐配备有温度测量装置，用于测量内罐（LNG温度测量）、钢质罐壁内表面温度以及罐底温度。安装有两个用于测量产品温度的温度显示器，这两个温度显示器安装在一个贯穿罐顶和罐底的静水井内。
从低温储罐顶部对罐内LNG温度及密度进行测量，以监视罐内可能的液泛危险。液泛会导致热层突然转移到液体表面，且伴随产生大量LNG蒸气。这会导致不容许的过压危险。
为防发生液泛的可能，液下泵应以旁路运行的方式以较大流量运行，以加大固有的对流，使LNG均匀混合。
储罐配备有706个温度传感器，且这706个温度传感器安装在一个静水井内，且高度位置各不相同。温度在DCS上显示。相邻传感器所测的温度在DCS上彼此比较，以识别任何温度层的形成（分层，即较冷层下有一较热层）。在上述情况下，会发出警报，因为此时存在潜在的液泛风险。
在内罐壁上附有542个温度传感器，高度位置各不相同。并在内罐底不同的圈上均匀分布有07个温度传感器。另外，在环形空间底部附有256个传感器，且是均匀分布的。
安装有一个密度测量装置，以测量不同的LNG密度。正常情况下，通过底部管线对储罐进行充装。只有当LNG密度相差时，才选择从顶部充装。
lng储罐的多功能壳特性有以下几点：
1、自我抑爆或抗爆。lng储罐发生爆破将带来严重的破坏后果。所以，lng储罐不论大小和厚薄，其壳体均应具有在工作压力条件下即使发生严重裂纹扩展，也具有自我抑爆或抗爆的功能。
2、具有足够的强度和刚度。lng储罐应满足设计工况下的静压强度、刚度、温差应力、疲劳强度、断裂韧性、介质腐蚀作用及其裕量等方面的要求，且受力静定。现有上各种LNG储罐的壳壁均仅具有这些功能。这些功能只是lng储罐的较基本的功能。
3、适应其他需要。除可按需开孔接管外，lng储罐设备壳体也应可在内壁、外壁和层间，按需便于设置壳体内壁直接冷却或加热系统，及其他如阻隔辐射等某种发展需要的功能。
4、继续保持暂时工作的能力。lng储罐设备即使因内部介质发生泄漏而引发突然紧急停车或停用，不论对大型化工或能源生产过程，还是对小型车用燃气贮存系统，都将带来严重的后果。所以，作为lng储罐，即使发生严重介质泄漏时，其壳体结构也应具有继续保持暂时工作状态的功能，为作出较为妥善的处理赢得时间。
5、自动收集泄漏介质。lng储罐设备由于各种原因易发生内部介质严重泄漏的事故。为防止因泄漏而引发燃烧、爆炸、中毒等严重后果，作为lng储罐设备的壳体结构，也应具备自动作出收集泄漏介质，并自动作出适当处理的功能。
6、按需改变内外层构造材料。除了内壁衬里或堆焊层以外，作为lng储罐，其壳体应具有可按需灵活改变内外层构造材料的功能，包括铝和钛合金的合理应用，以改变壳壁功能和合理复合承力，适应各种应用需求。
7、尽量减少焊接和整体机械加工。大量的焊接工作和整体大型机械加工，以及因焊接而引起质量检验与整体热处理的要求，是使lng储罐设备形成制造缺陷和显著增加制造成本的基本因素。因此，壳壁结构减少焊接，尤其是纵向与环向的深厚焊缝，以及整体大型机械加工的特性，将可使lng储罐带来成倍提高制造工效和显著降低成本的突出效果。
8、实现经济的在线状态自动监控。任何lng储罐始终潜在因腐蚀、疲劳及韧性恶化等原因而引发的突然断裂破坏的危险。所以，作为lng储罐的壳体结构应能具备自我抑爆和实现经济的在线状态，包括内壁的腐蚀状态及时自动警报监控的功能。从长远发展观点看，实际上这比采取其他技术措施要。