?材料
最常用的LNG燃料罐材料是奥氏体不锈钢,其非比例延伸率为0.2%、1.0%下的应力分别为RP0.2和RP1.0,ASME(美国机械工程师协会)和中国强制性国标均采用RP0.2,EN(欧盟)标准采用RP1.0,而且RP1.0需对材料进行附加检验,综合考虑建议明确按RP0.2计算许用应力。
封头铁素体含量高容易导致晶间腐蚀。年前的船用LNG燃料罐就有过因封头铁素体含量高产生裂纹的案例,而IGF规则、船级社规范中均无相应要求。最近改版的深冷压力容器专业标准GB/T.4-《固定式真空绝热深冷压力容器》增加了“内容器奥氏体不锈钢封头成形后,其过渡段和直边段的铁素体测量值应不大于15%”的要求,船级社应考虑采纳。
?燃料罐连接处所(简称“冷箱”)
冷箱是连接LNG燃料罐与发动机之间的主要环节,其内部设有LNG阀门、LNG气化器、供气管路、阀件、可燃气体探测器以及各种控制仪表等,其安全性非常重要。
1、阀门控制方式
为防止可燃气体聚集而发生事故,冷箱内应连续通风,冷箱进出口不能随意打开,否则将导致冷箱内通风失效,所以IGF规则虽未明示,但阀门应能在冷箱外予以“遥控”而非手动操作。
2、空气闸
空气闸的设置是为了隔断冷箱内外可燃气体的“串通”,所以空气闸内应正压通风,但IGF规则却未明确正压值要求。经查阅分析,CCS《海上移动平台入级规范》要求围蔽危险处所与非危险处所的压差值为50Pa,ISO-《Specialfeatures-Shipscarryingspecificdangerousgoodsandmaterialshazardousonlyinbulk》要求至少有25P的正压,可将此作为最小设定正压值。
对空气闸与冷箱进入口之间的“Entranceroom”(进入室),IGF规则未提出通风等技术要求,该区域成了技术盲点,是否应通风?通风量如何考虑?抽风机的冗余配置如何考虑等等?笔者参阅资料并分析后认为,DNVGL规范中的要求值得借鉴:“Spacescontainingaccessopeningsfortankconnectionspacesshallbearrangedwithseparateventilation,providingatleast8airchangesperhour”。
3、通风
IGF规则要求,冷箱通风围阱内应设置、挡火闸和空气压力开关(或风量开关),但缺乏对如何设置三者的前后顺序的明确要求,笔者认为:从冷箱由内向外的安装顺序应依次为挡火风闸→空气压力开关→风机,理由是当冷箱外部区域发生火灾时,风机并不会立即停转,若挡火风闸设置在风机外侧,火焰会通过风机叶轮间隙蔓延到冷箱内。
4、挡火闸及抽风机
IGF规则也未明确挡火闸技术要求,笔者认为,挡火闸应满足IMOMSC.(93)决议“经过修正的《年国际海上人命公约》修正案”、IMOMSC.(88)《年国际耐火试验程序应用规则》(IMO年FTP规则第3部分)、国际船级社协会(IACS)UIGC5等要求的故障安全型防火闸。IGF规则中缺少对抽风机的具体要求,笔者认为应选用满足防爆要求的、且满足船级社规范中消防篇要求的无火花风机,也应考虑满足GB/T《船用防爆轴流通风机》等专业标准的要求。
5、LNG管路过滤器
IGF规则规定,LNG管路上应设过滤器,但缺乏过滤器的网孔尺寸的具体要求,经查阅资料,笔者认为应满足国际燃料气体协会SGMF-WG6要求:网孔尺寸为ASTM20或ASTM60(孔径分别为0.25mm、0.84mm),可作为对粗滤、精滤阶段滤器的精度要求。
?LNG燃料罐内液位监测
1、监测仪表
LNG燃料罐制造商均认为应选用电容式液位计、差压式液位计两种仪表的组合,来测量罐内LNG高度,前者精度较高,后者性价比较高,但因电容式液位计必须安装在罐内,一旦发生故障无法取出更换或维修,在LNG燃料罐使用寿命不小于20年的服役周期内,所以不应将电容式液位计作为液位测量、控制仪表,但因其精确度较高而将其作为正常辅助监测仪表,弥补差压式液位计精度的不足,倒是很好的方案。
IGF规则禁止使用穿透压力容器方式的液位计来测量罐内LNG液位高度,而陆用深冷压力容器行业用最多的恰恰是差压式液位计,鉴于其多年来的成熟使用历史,笔者和武汉规范所同仁共同认真讨论、研究后认为,差压式液位计管路破裂导致LNG大面积泄漏造成的风险极小,再综合其它分析,武汉规范所向IMO递交了应允许差压式液位计用于LNG燃料罐的技术提案,年IMOCCC6次会议上,IMO发布了允许其使用的统一解释,同时也大大节省了选用价格昂贵的雷达式液位计的费用。
2、装载极限
燃料罐内LNG的液位测量精确,是防止该罐被加注LNG时发生“过充”事故的关键(过充:系指实际装载极限超过最大允许装载极限,过充会导致罐内气相空间减小、压力升高、安全阀起跳时间提前等不利后果)。溢流引出测量管在罐内的具体高度位置确定:罐的装载极限与LNG装载时的温度、压力有关,笔者计算后得出,装载(加注)压力>0.47MPa时,装置极限可为90%,在装载压力≤0.47MPa时,(允许)装载极限会降到83%以下,而此时若仍然还按深冷行业内通用的90%装载极限来加注,必然导致过充风险,这一点尚未被业内重视,需要重点