低温储罐-低温储罐泄漏分析-低温储罐失效分析及对策
价格:53160.00
由于LNG储站内无法进行修理,目前无法确定产生泄漏的具体位置是在内罐体上还是上、下进液管或者焊缝等其它什么位置,并且,无法***储站的实际的充装过程,所以,分析泄漏原因主要根据以下几个客观存在的事实并加以推理来确定的。首先,泄漏的发生是在储站长期停用(约10个月)后再次充装LNG后产生的,停用期间储罐的真空度和***压力没有异常的变化,也就是说,是储站充装LNG对该罐产生了影响,并导致泄漏。压力容器制造缺陷产生的泄漏在此不能成立,因为,***对低温储罐的制造标准要求很高,出厂前要经过十分严格检验和检测,对于标准、规范允许存在的微小缺陷、焊接部位和弯管等应力集中部位,在没有外界诱发条件下,如:压力、温度、介质的变化,缺陷是处于相对“稳定状态”,不会发生扩展的。其次,要分析储站充装LNG对该罐产生了怎么的影响。在此可以不考虑LNG对罐体的腐蚀或其它影响;储罐上的两个整定压力为0.59MPa的安全阀可以保障不会存在超压事故,储站DCS系统和巡查记录上没有记载储罐压力的异常波动,在此也可以排除压力变化的影响因素;那么只有-162℃(实际情况)的低温LNG可能对该罐产生了重大影响,停用8个月的低温储罐,内罐的温度已达到常温状态,如果此时LNG突然进入一定会造成不良后果,就是所说的“急冷”,预冷的目的就是为了使内罐缓慢的整体降温,避免急冷造成材料的局部冷缩而产生的内应力,导致材料的开裂。***后,要找到LNG是如何进入该储罐的。槽车通过充装母管向1、2号罐充装时,压力约为0.6MPa,该储罐的的气压为0.2MPa,在储罐与充装母管间存在压差;并且,据储站操作人员所说:充装时,储罐上、下进液管的阀门当时只有一个是关闭状态。如果当时上、下进液管那个“关闭”的阀门存在以下问题,LNG液体都可以进入储罐,a.内漏;b.未关严;c.未关闭;d.误操作开启;e.冷缩造成的内漏。从实际产生的后果来看,从阀门漏入的LNG应该不是少量的,少量的LNG进入罐内会快速的蒸发,只有进入罐内的LNG达到急冷的条件,才会产生这个后果。从储罐的压降来看,泄漏点较小,泄漏点在接管或接管焊接部位可能性较大。通过以上的分析,我们可以推断该LNG低温储罐泄漏的原因是:LNG储站充装时,该储罐未能与系统有效隔离,LNG从充装母管漏入未预冷的罐内,造成急冷而导致的材料开裂。版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。作者:四川许润能源(来自豆瓣)来源:https:///note/592262035/1设备及事故概况1.1事故概况2010年2月25日,沈阳某气体公司一台50m3低温液氧储罐发生泄漏事故。事故发生时可观察到该罐周围围绕大量白色雾气,罐内液氧完全泄漏,该储罐失效。经查看罐体和装卸记录,发现液氧储槽外壳下封头(靠近上方液体充装接管一侧)总面积约1/2部分发生脆性断裂并完全脱离外壳。事故发生前10分钟,该罐刚结束由罐车向罐内充装液氧作业,充装时间约为40分钟。事发当天为冰雪天气,致使该储罐外壳普遍覆盖约4~6mm的冰层;外筒顶部设置的安全泄放装置没有起跳的迹象。1.2设备基本情况该容器原设计为III类低压容器,设计日期为2002年2月,制造日期为2003年9月,投用日期为2004年12月。产品主要技术参数如下:设计压力:内筒:0.824MPa外筒:-0.1MPa设计温度:内筒:-196℃外筒:常温工作介质:内筒:Lar(LN2、LO2)外筒:充填珠光砂该容器为立式双层圆筒形结构,高度13150mm,内筒容积50m3;内筒材质为0Gr18Ni9,壁厚为10mm;外筒材质为Q235—A,壁厚为10mm;上部进液管口材质为OCr18Ni9(无缝管),尺寸为Φ45×3.5mm。2事故原因分析2.1断口分析为了查找事故相关原因,相关部门将该储罐运送至某一压力容器制造厂进行解剖分析,将外筒上封头和***上部***筒节取下后查***应部位内筒情况及相连接管情况,发现上部液体充装接管发生断裂(断裂部位与下部外壳封头断裂处于同侧),形貌特征见图1。从图1中可以看出:①对接接管上半部断口平齐,颜色灰暗,只有在内壁宽约1mm呈新鲜断痕。通过宏观检验,发现断口断面存在阶梯状纹理,从管的外壁向内壁扩展,应为往复弯曲疲劳形貌。②断口观察发现疲劳裂纹起始处附近存在较多平滑光洁区域,无断裂特征,应该是焊接时形成的自由表面。由于该断裂处正值焊缝的熔合线附近,所以初步判定为该焊缝存在未熔合类缺陷,且该处断口呈现出脆性断裂的形貌。③对接接管下半部断口断面呈新鲜的断口形貌并且沿厚度方向呈45°方向,呈现出韧性断裂断口,经分析,该处为外筒***时拉扯造成的断裂。2.2材质分析为了查实上部进液管发生的脆性断裂是否由于材料原因导致,对所用材料进行了取样分析,结论为断管母材化学成分基本符合奥氏体不锈钢0Cr18Ni9的规定范围,但Si含量偏高。2.3载荷性质分析该低温储罐每次充装时,进液管处充满了液氧,并且温度较低,充装结束后进液管处温度又***常态,由于钢管热胀冷缩的原因形成了较大的温差应力,每一次充装都经历了一次温差应力的循环。该罐已投运6年,期间经过几百次充装,相当于经历了几百次应力循环,所以温差应力是形成疲劳载荷的主要原因。综上分析结果,可以得出以下结论:该液氧低温储罐发生的泄漏事故是由于上部进液管焊缝在制造中存在大量未熔合性质的缺陷形成疲劳断裂源,在多次温差和其他应力循环作用下,导致上部进液管疲劳断裂,液氧泄漏外溢至夹套内,造成液氧沿着内胆外壁流向外筒下封头,从而使得下封头在液氧的作用下产生极低温度,该温度远远低于下封头材料(Q235—A)的无延性转变温度;此时,外筒安全泄放装置由于天气等原因而失效,无法正常泄放压力,夹套内压力急剧升高,***终导致该低温储罐发生脆性断裂。3预防事故的对策3.1设计文件的完善①低温液体储罐设计时,应对夹套内上液管、侧液管等工艺接管结构考虑温差应力的作用,并采取相应的补偿措施。②由于低温液体储罐全包夹套结构特点,使用中定期检验不能对真空夹层内的上液管、侧液管等受压元件及其连接焊缝实施有效的定期检查,因此设计文件制造要求中应对此提出更高要求。③设计应为使用单位提供失效模式和风险评估报告。3.2施焊控制制造单位严格控制工艺接管材料和焊接材料的质量,焊前进行符合要求的焊接工艺评定,并制定相应的焊接工艺规程。施焊焊工应严格遵守工艺纪律,无损检测人员和焊接检验人员要严把质量关。3.3安全泄放装置检查与维护使用单位必须对安全泄放装置采取防霜、防冻的保护措施,建立健全定期检验及维修制度,并有效实施,确保安全泄放装置灵敏、可靠。)