低温液体貯蔵タンクは液化天然ガス(LNG)、液体酸素、液体窒素、液体アルゴンなどの低温液体を貯蔵するための専用設備であり、その安全運行は人員、環境、財産の安全に直接関係する。低温液体は燃えやすく爆発しやすい(例えばLNG)、強い酸化性(例えば液体酸素)或いは低温凍傷などの特性を持つため、タンクの検査と使用は厳格に規範に従う必要がある。以下は低温液体タンクの検査と使用の重要なポイントである:
一、低温液体貯蔵タンクの検査要点
1.検査周期と分類
定期的な検査:
初回検査:投与後1年以内に全面検査を行う。
後続検査:タンクのタイプ、媒体、運転条件に基づいて、通常3-6年ごとに全面検査を行い、毎年少なくとも1回外部検査を行う。
特殊情況:タンクに変形、漏れ、基礎沈降などの異常が発生した場合、直ちに使用を停止し、検査する必要がある。
検査分類:
外部検査:タンク外観、保温層、配管接続、バルブ密封性などを検査する。
内部検査:タンク内壁腐食、溶接割れ、真珠光沢砂沈降(真空断熱タンク)などを検査する。
強度試験:水圧または気圧試験により缶体の耐圧能力を検証する(通常10年ごと)。
気密性試験:缶体及び配管の密封性を測定し、媒体の漏洩を防止する。
2.重要検査項目
タンク構造:
缶体材料が低温要求(例えばオーステナイトステンレス鋼、アルミニウム合金)に適合しているかどうかを検査し、低温脆性破断を回避する。
溶接の品質を検証し、突合せ溶接、隅肉溶接及び補強板溶接を重点的に検査する。
断熱システム:
真空粉末断熱タンク:真空度(通常≦10 Pa)を検査し、真空度が低下すると真空を再吸引するか、真珠光沢砂を補充する必要がある。
高真空多層巻回断熱貯蔵タンク:巻回層の完全性を検査し、断熱性能の減衰を避ける。
安全な添付ファイル:
圧力計、液位計、温度計:精度を検証し、読数が正確であることを確保する。
安全弁、爆破片:検査有効期間内に、動作圧力が設計要求に合致するかどうかを検査する。
緊急遮断装置:遠隔制御機能をテストし、漏洩時に迅速に隔離できることを確保する。
配管とバルブ:
低温配管の可撓性接続(例えばコルゲート管)が完全であるかどうかを検査し、熱膨張・冷縮による破断を回避する。
バルブの密封性を検証し、主バルブ、安全バルブ及び排出バルブを重点的に検査する。
基礎と支持:
タンクの基礎が沈降したり割れたりしていないか、支持構造が安定しているかどうかを検査し、タンクの傾斜を防止する。
3.検査方法と工具
非破壊検査:
超音波検出(UT):缶体の肉厚の減少または内部欠陥を検出する。
磁粉検出(MT)または透過検出(PT):表面亀裂を検出する。
放射線検出(RT):溶接内部の品質を検証する。
真空度試験:真空計を用いて断熱層の真空度を測定する。
気密性試験:ヘリウム質量分析漏れ検出器または石鹸水を用いて微小漏れを検出する。
赤外熱イメージング:缶体表面温度分布を測定し、断熱層欠陥の判断を補助する。
二、低温液体貯蔵タンクの使用規範
1.操作前準備
人員訓練:操作者は専門的な訓練を経て、低温液体の特性、応急処理及び設備の操作プロセスを熟知しなければならない。
デバイスチェック:
タンク圧力、液位、温度が正常範囲内であることを確認する。
安全弁、圧力計などの安全付属品が検査有効期間内であるかどうかを検査する。
配管接続、バルブ状態、非常遮断装置機能を検証する。
環境の確認:
タンクの周囲に可燃物がなく、風通しが良いことを確保する(特に液体酸素タンクは酸素富化環境を防ぐ必要がある)。
乾燥粉末消火器、シャワーシステムなどの消防施設が使用可能かどうかを確認します。
2.充填と排出操作
充填制限:
過剰充填(通常タンク容積の90%を超えない)を厳禁し、液体膨張による圧力高を防止する。
充填前に、媒体の種類が缶体設計媒体と一致していることを確認する必要がある(例えば、液体酸素タンクに液体窒素を充填してはならない)。
充填速度制御:
急速冷却によるタンク応力集中や断熱層の損傷を避けるために、ゆっくりと充填する。
排出操作:
低温液体を排出する際は保護マスク、手袋を着用し、凍傷を防止する必要がある。
排出口は安全区域に向かって、液体が人員や設備に飛散しないようにしなければならない。
残液処理:
長期使用停止前にタンク内の残液を排出し、窒素で置換し、媒体の酸化や腐食を防止する必要がある。
3.運転監視とメンテナンス
日常的な監視:
タンク圧力、液位、温度変化を記録し、異常を発見したらすぐに検査する。
タンク表面に結霜、凍結がないか定期的に検査する(断熱層の故障を示す可能性がある)。
定期メンテナンス:
フィルターを洗浄したり交換したりして、不純物が配管を塞ぐのを防止します。
バルブ可動部品を潤滑し、スイッチの柔軟性を確保する。
電気システム(例えば液位計、警報装置)の接地が良好であるかどうかを検査する。
断熱層のメンテナンス:
真空断熱タンクは定期的に真空度を測定し、必要に応じて真珠光沢砂を補充したり、真空を再吸引したりする必要がある。
缶体表面の衝突を回避し、断熱層の破損を防止する。
4.応急処置
漏洩処理:
直ちに非常遮断装置を起動し、漏洩源を隔離する。
人員は安全区域に避難し、警戒線を設置する。
メディアの特性に応じた措置:
LNG漏れ:可燃性ガスをミストで希釈し、火元を避ける。
液体酸素漏れ:周囲の火源を取り除き、酸素富化による発火を防止する。
火災処理:
乾燥粉末や二酸化炭素消火器を使用して、水による消火を禁止する(液体酸素が水に触れると燃焼が激しくなる可能性がある)。
人員凍傷:
すぐに温水(40-50℃)で凍傷部位を浸漬し、決してこすったり雪でこすったりしないでください。
三、低温液体貯蔵タンクのよくある問題と予防
缶体腐食:
原因:媒体が塩素イオンなどの不純物を含むか、湿った空気がタンク内に入る。
予防:清浄な媒体を使用して、定期的に空き缶内の凝縮水を排出する。
断熱層の故障:
原因:真空度の低下、真珠光沢砂の沈降或いは外力損傷。
予防:定期的に真空度を測定し、缶体の衝突を避ける。
安全弁の頻繁な踏み切り:
原因:充填過剰、周囲温度上昇、圧力計故障。
予防:充填量を厳格に制御し、圧力緩衝装置を設置する。
バルブ凍結:
原因:低温媒体によるバルブ内部の凍結。
予防:低温専用バルブを選択し、定期的にバルブを動かして滑り止めを防止する。
四、法規と標準根拠
国内標準:
GB/T 18442「固定式真空断熱深冷圧力容器」
TSG 21「固定式圧力容器安全技術監察規程」
GB 25204「移動式圧力容器安全技術監察規程」(タンクローリーに適用)
国際規格:
ASMEBPVC SectionVIII(米国機械エンジニア協会圧力容器規格)
EN 13458「低温容器」シリーズ標準(EU)
まとめ
低温液体貯蔵タンクの検査と使用は安全を核心とし、定期検査、規範操作と応急管理を通じてリスクを下げる必要がある。ユーザーは設備説明書、法規基準及び実際の作業状況に合わせて検査計画を制定し、人員訓練を強化し、タンクの全ライフサイクルの安全運行を確保しなければならない。