大口径LNG旋转接头的试验研究

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摘 要 LNG旋转接头是LNG装卸臂的关键部件，它的可靠与否决定着整台LNG装卸臂能否长期稳定运行。我公司设计制造的大口径lng 旋转接头通过了严格的静态试验和动态试验的测试，表明此类LNG旋转接头完全符合国际行业规范，完全可以代替进口产品。

关键词 LNG；装卸臂；旋转接头；试验

中图分类号TH24 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）114-0187-02

0 引言

LNG作为清洁能源在中国得到了越来越广泛的应用，据预测未来10年我国每年进口LNG将达到4000万吨，而进口LNG主要通过LNG运输船运输然后在沿海各接收站接卸。目前我国沿海已运营LNG接收站7座、在建LNG接收站9座，还有13座接收站正在规划中，以每个接收站配备4台大口径LNG船用装卸臂计算，未来10年大口径LNG船用装卸臂需求量约有80～100台，而各接收站辅码头所需小口径LNG船用装卸臂数量更为庞大。目前大口径LNG船用装卸臂全部依赖进口，每台价格约为1千三百万人民币，如果能实现国产化，此市场前景广阔。

LNG旋转接头作为LNG装卸臂的关键部件，它的可靠性决定着整台LNG装卸臂能否长期安全稳定运行。因此实现大口径LNG船用装卸臂的国产化，必须设计、制造出安全可靠的大口径LNG旋转接头。我公司近年主要从事小口径LNG装卸设备的研发制造，其小口径LNG槽车装卸臂已在深圳大鹏、江苏如东G等多个LNG接收站安全运行了数年。经过多年的实地调研和小口径LNG旋转接头的设计制造经验，我公司成功研制出了大口径16”LNG旋转接头，并已通过了试验测试。本文就16”LNG旋转接头的结构、试验等做一介绍。

1 LNG旋转接头的结构

旋转接头的结构如图1所示，整体结构为球轴承结构，常温下应采用脂滚道，但由于输送的是LNG（-162℃），为防止滚道内水或水蒸气在低温下结构破坏滚道，因此将滚道两侧设置密封圈使滚道形成封闭的空腔，然后在空腔内通入循环干燥氮气，从1口进入，2口排出，在工作时使滚道始终处在氮气保护中。同时旋转接头内圈的空腔结构，尽可能的使滚道和钢球与LNG减少直接接触，提高了滚道及钢球的寿命。

1.氮气进口；2.氮气出口；

3.主密封检漏孔；4.次密封检漏孔

图 1 旋转接头的结构

旋转接头采用双密封圈结构，次密封圈能在主密封圈发生泄漏时起密封作用，保证了接头的安全运行。密封圈是旋转接头的关键部件，采用耐低温填充PTFE材料，并内衬低温合金材料制成的弹簧骨架，如图2所示，这样可以补偿密封材料因低温收缩和磨损降低的密封效果。

另外，旋转接头设置了主密封检漏孔和次密封检漏孔，可以有效的检测主密封及次密封的泄漏情况。

1.密封圈主体；2.弹簧骨架

图2 密封圈的结构

2 LNG旋转接头的静态试验

旋转接头在使用过程中，要承受内部介质的压力、装卸臂万向接头的重量、运输船随波浪沉浮对装卸臂的作用力，以及其他不可预料因素造成的载荷。因此为保证旋转接头的安全性，其承受载荷远大于设计载荷，静态试验就是为了检测旋转接头承受载荷的能力。

试验步骤如下：

1）将装配好并检验合格的旋转接头主体两连接面用丙酮清洗干净并保持干燥。试验装置的其他零部件同样采用丙酮清洗，确保整个试验装置无油污且表面干燥；

2）按试验装置图（图3）将清洗好的旋转接头及其他试验零部件连接完毕；

3）试验步骤

试验1，旋转接头的常温强度试验：

第一步，打开阀7，缓慢打开减压阀4，使氮气减压器压力表3压力至0.02MPa，并检查阀7持续有氮气吹出。

第二步，打开阀3、8，关闭其他不参与试验的进出口阀门。

第三步，打开阀2，使甲醇缓慢充入管道内部，至阀3溢出甲醇时，关闭阀8，缓慢升压至1.0MPa，并保压10分钟。观察旋转接头各密封面有无泄漏。

第四步，若无泄漏再缓慢升压至2.85MPa，关闭阀2、3，保压30分钟，无泄漏、无压降和目测无变形，合格。

第五步，打开阀3、8、9放掉甲醇，将旋转接头内部的积液清理干净，并干燥旋转接头内部。

试验2，旋转接头的载荷试验：

载荷试验时，按图3，给旋转接头施加轴向力PCT。

载荷试验加载负荷

参考文献

[1]OCIMF-Design and Construction Specification for MARINE LOADING ARMS （Thrid Edition-1999）

[2]BS EN1474-1：2008-Design and testing of transfer arms

[3]液体装卸臂工程技术要求（HG/T21608-2012）[S].中华人民共和国化工行业标准，2012.