1、精選優質文檔-傾情為你奉上大型LNG船主流貨物維護系統比較2015-02-09 一、LNG船貨物維護系統類型比較1. 挪威Moss球罐型液貨艙2. 日本IHI的SPB菱形液貨艙3. 法國GTT的薄膜型（Membrane）；薄膜型的貨物維護系統包括GT No.96（Gaz tranport）和TGZ Mark III（Technigaz）兩種。薄膜型LNG船的開發者Gaz Transport和Technigaz已合并為一家法國GTT公司，故對該型船稱為GTT型。針對3種液貨艙系統在設計、建造和營運等過程中的難易程度進行對比如表1。從上表中可以看出，SPB型液貨艙系統較MOSS型和GTT

2、型，操作簡單，維護減少，消除了不同的壓力控制，不再需要加熱管線，內殼與液艙的間距容易處理。二、LNG船的貨物維護系統目前建造的大型LNG船主要采用的液貨艙系統類型如表2。在表中18家船廠中可以看出有14家船廠采用GTT型液貨艙，5家船廠采用MOSS型液貨艙， 2家船廠采用SPB型液貨艙。由日本石川島播磨重工公司（IHI）研發的棱形SPB仍在等待行業內的普遍認同，因其具有很好的晃動特性，所以更適用于海洋工程中，雖燃該系統吸引了不少人的關注，但其造價昂貴，因此采用此系統的船廠較少。三、貨物維護系統建造材料及方法在運輸LNG時，LNG始終處在常壓和-163左右的低溫條件下，因此，液貨艙內會產生一定的

3、蒸發，為避免蒸發的天然氣在LNG液面上產生壓力，液貨艙的材料以及絕緣性對于LNG船來說是至關重要的。同時，在LNG船的建造過程中，液貨艙的焊接也有嚴格的要求，下面對不同類型液貨艙的建造材料、建造方法等進行介紹。1.IHI SPB液貨艙系統（IHI研發）建造材料SPB型液貨艙，就是Self-supporting Prismatic IMO Type B的縮寫，顧名思義就是IMO獨立B型液貨艙，采用“鋁-4.5%鎂”的合金5083，是利用其較好的強度和可焊性，采用棱形結構是為適合安裝于船殼內，同時使甲板保持傳統的平坦形式，建造者認為該結構具有穩定性好和容易維護等優點。建造方法焊接前，必須將焊接處擦

4、拭干凈，這是因為鋁容易被氧化，如果氧化物進入到焊接的金屬中就會增加“未熔合”點，形成多孔結構。焊接中，必須十分小心，時刻保持材料的清潔。理論上講可以使用機械焊接，但通常均采用手工MIG焊接。石川島播磨重工設計的該液貨艙最大的優點，就是減少了液貨艙內液面“晃蕩”對罐內結構的損壞。一般，最壞的情況是罐內液體只占到液貨艙的10%或80%時，液體將對罐壁產生劇烈的擠壓。IHI通過在罐內壁增加了一個隔壁，很好地緩解這一作用力。2.Moss球形液貨艙建造材料Moss球形液貨艙最初采用9%的鎳鋼作為液貨艙材料，直到上世紀九十年代，鋁5083才成為首選材料。最初采用的鎳鋼是經過特殊設計的，在較低的溫度下具有較

5、強的強度和韌性，通作陸上LNG液貨艙的材料。建造方法雖然鎳鋼易于焊接，但使用9%鎳鋼的主要困難在于成份相似的焊接材料不能夠焊接到底座上。在金屬板建造過程中，需要進行特殊的熱處理，或進行淬火和回火，或進行兩次淬火。由于鑄造焊接金屬不能再生，因此通常用鎳合金代替，鎳合金具有較強的硬度和強度，但與底座材料不匹配。為此，TWI對不相似連接的硬度與性能問題進行了大量的研究工作，并取得了一些成果。3.薄膜形液貨艙Gaz Transport和Technigaz（后來被合并起來稱為GTT）設計了兩種薄壁液貨艙系統，該系統液貨艙依靠船體本身結構來提供剛性和穩性。目前，該設計又得到了進一步的發展，一種新的融合兩種

6、設計優點于一身的CS-1系統被開發應用。這些系統的一個共同點就是應用薄金屬（厚度在0.71.5毫米）材料作為液貨艙主屏壁、配有絕緣板和次屏壁，且各層之間互相固定后，與船殼緊密相連。但三種系統的建造材料、建造方法以及連接方法卻有很大的不同。Gaz Transport No.96建造材料該系統的兩層屏壁均為殷瓦鋼，殷瓦鋼是一種鐵與36%鎳的合金，該合金具有較低的熱膨脹率。在工作溫度下，該材料產生很少的收縮，因此，因收縮而產生的壓力可以忽略不計。該材料非常昂貴，但其重量上的優勢卻足可以彌補這一不足，相同容積的液貨艙，薄膜形重400噸而Moss球形則重達4000噸。相對而言，絕緣材料就比較充足而且便宜

7、。絕緣盒（200×1000×1200毫米）由填充了膨脹的珍珠巖的膠合板建造而成。外部絕緣層與船殼內壁通過具有粘性的樹脂繩粘合在一起，該操作對于整體結構來說是非常關鍵的，因為荷載可以通過兩者之間的連接進行傳遞。由于船殼本身是不平坦的，而液貨艙與船體只有完整地粘合在一起才能夠達到最佳狀態，因此，需要采用不同厚度的樹脂繩進行粘結。建造方法殷瓦鋼覆蓋在絕緣材料的表面上。這些殷瓦鋼本來是被卷成0.7毫米厚、500毫米寬的線圈，覆蓋時，將其鋪在連續的箍條上。箍條的兩端被彎起伸向罐內，這些彎起的箍條先被點焊在一起，然后通過機械縫焊機完全的焊接起來，使整個液貨艙非常密封。液貨艙的角落處，覆

8、蓋殷瓦鋼的絕緣盒變成了“絕緣管”，被焊接在那里，與兩側的罐壁形成一體共同承受載荷。在次屏壁上，將進一步覆蓋一層填充了珍珠巖的膠合板絕緣層。為更好地固定絕緣層，一些螺釘被焊接到殷鋼中。這樣液貨艙內層的殷鋼隔膜就完成了（見圖1）。圖1 GTT NO.96的示意圖原則上講，按照這種方法建造的液貨艙容積比較大，但也存在一些局限，主要是因為這種結構的液貨艙內液面的晃蕩將非常明顯，使得液艙壁結構承受過度的載荷，從而容易引起液貨艙的疲勞。GTT設計的該型液貨艙已用于容積為立方米的LNG船上。目前該型LNG船容積已達到立方米。Technigaz Mark III建造材料上世紀七十年代初，Technigaz公司

9、率先應用價格便宜而且容易獲得的304L不銹鋼作為LNG船液貨艙屏壁。由于不銹鋼具有較高的熱膨脹率，因此當液貨艙溫度降到-163時，將產生明顯的收縮現象。為適應這一變化，不銹鋼材料被作成帶褶皺的薄片形狀，這樣就可以很好地處理有關收縮的問題。該設計的次屏壁是一種被稱作“Triplex”的復合材料，由夾在玻璃纖維和樹脂之間的鋁箔組成，定位在預制的兩個絕緣箱之間。該設計的兩層絕緣層，如GT設計一樣，一層位于船殼與外層隔膜之間，另一層位于兩層隔膜之間。目前該系統中，絕緣層為由膠合板貼邊的增強的聚氨酯泡沫板。絕緣箱通過樹脂繩固定在船體內殼上，樹脂繩有連個作用：錨固絕緣箱和分布載荷，如圖2所示。圖2 MAR

10、K III示意圖建造方法不銹鋼薄片規格為1.2×3000×1000毫米，薄片之間通過自動TIG焊接在一起。最初，復雜的連接處采用人工焊接，但隨著能夠完成特殊任務的機械化機器的發展，尤其是在日本，焊接幾乎完全采用機械化。建造時，首先將螺釘焊接在船殼上以固定300×3000×1000毫米的聚氨酯泡沫板。其后將聚氨酯泡沫板上涂上具有粘性的樹脂繩，然后將板壓在船殼上，以保證兩者之間緊密地粘貼在一起。板上的螺栓孔用聚氨酯塞滿，板與板之間的空隙用纖維絕緣材料填滿，這樣就可以保證鋪設Triplex隔膜之前絕緣體表面是平整的，有利于隔膜的密封性。Triplex與膠合板的

11、膠接，需要采用不同的技術，同時由于這些膠接大多是人工操作，所以需要對工人進行專門的培訓。目前，TWI公司在這方面已積累了大量的經驗。Triplex屏壁層上將再粘結一層由膠合板貼邊的聚氨酯泡沫板，然后將帶皺褶的不銹鋼薄片固定在聚氨酯泡沫板上，最后通過焊接形成一個密封的液貨艙。目前已建成的安裝Technigaz液貨艙的LNG船的容積與GT設計的LNG船相似，為立方米，正在建造中的該型船容積最大達到了立方米。CS-1建造材料CS-1系統液貨艙的主屏壁為殷瓦鋼。絕緣層和次屏壁與MARK III相似。如圖3所示。圖3 改進型CS-1示意圖建造方法絕緣層和二次隔膜則采用TZ系統的聚氨酯泡沫板和Triple

12、x。采用該系統的船舶在法國的船廠建造過。四、LNG船液貨艙系統的修理隨著LNG需求的不斷增長，世界范圍內投入使用的LNG船的數量正逐年增加，這為LNG船修理業帶來了機遇和豐厚的收益，但同時，隨著新一代LNG船的出現，LNG船修理業又面臨著前所未有的挑戰。新一代LNG船采用更加先進的技術、體積更大、數量也更多，為適應這些變化，LNG船修理業需要不斷地更新設施和對技術人員進行培訓。目前，新加坡和巴哈馬的一些船廠已經開發了最新的設施，這些設施需要投入大量的基建資金并且需要對人員進行專門的培訓。從事LNG船修理，首先需要建造一個設備齊全、配有空調裝置的低溫工作車間。其次，需要一支由項目工程師組成的高技

13、能工作組。目前LNG船三大類型的液貨艙系統，主要的修理廠有新加坡的三巴旺（Sembawang）和吉寶船廠（Kepple）、英國的Hamworthy和葡萄牙船廠Lisnave。而GTT公司為船廠進行LNG維修提供規范的服務協議，這就要求船廠能夠為GTT的技術人員提供專業的支撐。一般情況下，船廠不能夠對薄膜型液貨艙系統進行維修，該系統的維修通常由生產廠家指派訓練有素的焊接工來完成。通常，生產廠商都會密切關注其設備的檢查和維修的整個過程，他們把這看作是其業務中的一個主要部分。其中，SPB液艙出現破裂和其他問題時能夠進行內外檢測。出現破裂或泄漏時，可以移開外部絕緣裝置對液艙進行維修，無需進入干船塢維修，液艙內部裝有支架和扶梯，較易進行內部檢測。但是GTT的主，次屏壁和絕緣箱組成的貨物維護系統，氣密性只能通過大量測量點遙控監測，如果因為屏壁層本身的泄露，或者船體內殼泄露引起的相關問題會造成船廠和航運