LNG储罐检测中运用磁粉检测及地面储存技术

 
其一、磁粉检测在LNG储罐检验中的运用
《压力容器定期检验规则》规定，在用压力容器的检验以宏观检查、测厚、表面无损检测为主。其中表面无损检测主要为磁粉检测和渗透检测。对于铁磁性材料，JB4730.1~.6-2005《承压设备无损检测》系列标准规定，应优先选用磁粉检测。这是由于磁粉检测相对于渗透检测具有灵敏度高、效率高、成本低、缺陷显 示直观的优点。同时在实际检验中大量缺陷几乎都是由磁粉检测先发现的，由此可见，磁粉检测方法是在用LNG储罐定期检验的无损检测方法。
1、磁粉检测的原理及特点
磁粉检测，又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之一。磁粉检测是利用铁磁性材料被磁化后，由于不连续的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场(即磁感应线离开和进入表面时形成的磁场)吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显 示出不连续性的位置、形状、大小和严重程度。可检出铁磁性材料中裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物等缺陷，具有很高的检测灵敏度。
(1)磁粉法的优点
1)能直观显 示缺陷的形状、位置、大小，并可大致确定其性质；
2)具有高的灵敏度，可检出较小长度为0.1mm，宽度为微米级的裂纹；
3)几乎不受试件大小和形状的限制；
4)检测速度快，工艺简单，费用低廉。
(2)局限性
1)只能用于铁磁性材料；
2)只能发现表面和近表面缺陷，可探测的一般在1mm~2mm；
3)磁化场的方向应与缺陷的主平而相交，夹角应在45°~90°，有时，还需从不同方向进行多次磁化；
4)不能确定缺陷的埋深和自身高度；
5)宽而浅的缺陷也难以检出；
6)并不是所有铁磁性材料都能采用，铁素体钢当磁场强度H≤2500A/m时，相对磁导率应是μr＜300，不锈钢的铁素体含量应大于70%；
7)检测后常需退磁和清洗；
8)试件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物质。
2、表面无损检测方法的比较
磁粉检测、渗透检测和涡流检测都属于表面无损检测方法，但其原理和适用范围区别很大，并且有各自的优点和局限性。作为容器检测人员应熟练掌握这三种检测方法，并能根据工件材料、状态和检测要求，选择合理的方法进行检测。例如磁粉检测对铁磁性材料工件的表面和近表面缺陷具有很高的检测灵敏度，可发现微米级宽度的小缺陷，所以在容器检验中对于铁磁性材料工件表面和近表面缺陷的检测，宜优先选择磁粉检测方法，确因工件结构形状等原因不能使用磁粉检测时，方可使用渗透检测或涡流检测。
其二、天然气储罐地面储存技术
目前，天然气的储存方式主要有气态储存和液态储存两种，其中前者包括地面储罐储存、管道储存和地下储气库储存等。
1、地面储罐储存
天然气地面储存一般采用金属储气罐，天然气储罐按压力分为高压和低压两种。低压储罐的工作压力一般为0.004~0.005MPa，多为化工厂、石化厂作工艺气的中间储存，高压储气罐的工作压力一般为0.25~3.0MPa，主要用于城市配气系统供昼夜或小时调峰用。
2、管道储存
天然气管道储存有输气干线末段储气和利用管束储气两种方式。
输气干线末段储气，是指在供气低峰时，将富余的气储存在输气干线末段，随着管内气体压力逐渐升高到然后一个压气站允许的较高压力，到用气高峰时，该储气段压力降到城市配气管网允许的较小值，将储存的气体输出，增加供气量。
管束储气，即使用一定直径和一定数量的管子构成管束，埋设于供气点附近，用高压天然气或压缩机将天然气注入管束中，待高峰用气时输出。
管道储气容量较小，主要供城市昼夜或小时调峰用。
3、地下储气库储存
地面天然气储罐和管道储气只能作为昼夜用气不均衡性的措施，要解决季节用气不均衡性问题，根本的办法是建造地下储气库。如果没有地下储气库，干线输气管道就应根据冬季的用气量进行设计。在冬季，输气管道将满负荷工作，而到夏季，由于用气量减少，输气管道的负荷将下降，因此，管路和设备的利用率降低，固定设备投资在输气成本中所占的比重将提高。在冬夏季用气量相差悬殊的情况下，输气管道夏季负荷降低，不但在经济上不合理，而且在输气工艺上造成很多困难。如果有地下储气库，干线输气管道就可以根据日平均用气量进行设计，在夏季，多余的气体注人地下储气库，在冬季，不足的气体由地下储气库补充.这样，输气管道全年都是在满负荷下工作，管路和设备的能力可以得到充分利用。
地下储气库具有储气容量大、节省地面LNG储罐投资、不受气候影响、维护管理简便、可靠、不影响城镇美化规划、不污染环境等优点。
地下储气库主要有利用枯竭的油田或气田作地下储气库、利用含水层作地下储气库和利用盐层作地下储气库三种类型。
天然气以气态形式进行储存和运输，由于其体积庞大，压力很高，因此通常将其在常压下深冷到-160℃进行液化。在标准状态下，其液态体积为气态时的1/600，而密度相当于气态时的600倍，因此无论对远洋贸易运输，还是储罐储存，都具有较高的经济价值。
天然气液化储存方式不受地理位置、地质构造、距离和容量等的限制，占地少、造价低、工期短、维修方便。对于无油气田、盐穴、水层建造地下储气库的城市，可以利用这种方式进行调峰。
由于液化天然气具有可燃性和超低温性(-160℃)，因而对储存设施(储罐)的要求很高。目前国外液化天然气的储存主要是储罐储存，储罐分地下和地上两种。储罐形式的选择取决于投资费用，也取决于因素及其它一些制约条件。在常压下储存液化天然气时，储罐内压通常为3.4~17.2kPa。