Ứng dụng mặt bích nhiệt độ thấp trong hệ thống LNG

Tác giả: Administrator
Ngày cập nhật: 28 tháng 8 2025
Chia sẻ

Nhu cầu toàn cầu về năng lượng sạch đã khiến khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) trở thành một trụ cột quan trọng trong cơ cấu năng lượng hiện đại. Để vận chuyển và lưu trữ LNG một cách hiệu quả, toàn bộ chuỗi cung ứng – từ sản xuất, hóa lỏng, vận chuyển, lưu trữ đến tái hóa khí – đòi hỏi các thành phần có khả năng chịu được nhiệt độ đông lạnh thấp tới -162°C.

Trong số các thành phần này, mặt bích nhiệt độ thấp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ bền kết cấu và hiệu suất không rò rỉ của các mối nối quan trọng. Bài viết này sẽ khám phá các ứng dụng của mặt bích nhiệt độ thấp trong hệ thống LNG, phân tích các vật liệu, tiêu chuẩn thiết kế, yếu tố kín và các thách thức kỹ thuật liên quan.

Sunjin Metals Vina (SJM Vina), là nhà cung cấp uy tín các loại ống thép, mặt bích và phụ kiện đường ống có xuất xứ từ Hàn Quốc và nhiều quốc gia khác, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế cho hệ thống LNG.

Tại sao hệ thống LNG cần mặt bích nhiệt độ thấp?

LNG được lưu trữ và vận chuyển ở trạng thái lỏng tại nhiệt độ đông lạnh để giảm thể tích. Những nhiệt độ cực thấp này đặt ra một số thách thức kỹ thuật:

  • Vật liệu trở nên giòn ở nhiệt độ thấp.

  • Ứng suất co giãn nhiệt do thay đổi nhiệt độ.

  • Dao động rung động và áp suất trong quá trình bốc dỡ.

  • Nguy cơ rò rỉ do hỏng gioăng hoặc lệch mối nối.

Mặt bích sử dụng trong ứng dụng LNG cần phải:

  • Duy trì độ dẻo và chống nứt trong điều kiện đông lạnh.

  • Đảm bảo khả năng kín đáng tin cậy trong dải nhiệt độ và áp suất rộng.

  • Tương thích với hệ thống cách nhiệt để ngăn ngừa tích tụ băng giá.

Ứng dụng phổ biến của mặt bích nhiệt độ thấp trong hệ thống LNG

Khu vực quy trình LNG

Ứng dụng mặt bích

Nhà máy hóa lỏng

Đầu ra bộ trao đổi nhiệt, kết nối máy nén

Bể chứa LNG

Đầu vào/đầu ra, đường ống thông hơi

Tàu chở LNG

Đường ống chứa hàng, đường phun, van ESD

Hệ thống bốc dỡ

Khớp xoay, khớp nối ngắt nhanh

Trạm tái hóa khí

Đường ống vaporizer, đường ống dẫn xuất

Những mặt bích này được sử dụng trong cả dịch vụ chất lỏng đông lạnh và hơi lạnh, đòi hỏi hiệu suất bền bỉ trong môi trường nhiệt động lực học.

Vật liệu phù hợp cho mặt bích LNG

Lựa chọn vật liệu là yếu tố then chốt trong các ứng dụng đông lạnh. Mặt bích cần duy trì độ dai, độ dẻo và độ bền cơ học ở nhiệt độ xuống tới -162°C. Các vật liệu phổ biến bao gồm:

1. ASTM A350 LF2 (Thép carbon nhiệt độ thấp)

  • Thử nghiệm va đập Charpy tối thiểu ở -46°C.

  • Thường sử dụng trong các đường hơi lạnh không quan trọng.

  • Tiết kiệm chi phí, nhưng không phù hợp cho tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng đông lạnh.

2. ASTM A182 F304/F304L và F316/F316L (Thép không gỉ)

  • Đặc tính đông lạnh tốt.

  • Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong dịch vụ hơi LNG.

  • Thường sử dụng trong đường ống, van và cụm mặt bích.

3. ASTM A182 F321 và F347

  • Thép không gỉ ổn định cho chu kỳ nhiệt cao.

  • Dùng trong các đường ống chịu thay đổi nhiệt độ thường xuyên.

4. Hợp kim niken (ví dụ: Inconel 625, Hastelloy)

  • Hiệu suất đông lạnh vượt trội và chống ăn mòn.

  • Áp dụng trong các đường truyền LNG quan trọng và dịch vụ ngập chìm.

5. Hợp kim nhôm

  • Dùng trong một số thành phần bể chứa và bộ trao đổi nhiệt.

  • Nhẹ và chịu nhiệt độ thấp tốt, nhưng không phổ biến cho mặt bích.

SJM Vina cung cấp mặt bích bằng các vật liệu nhiệt độ thấp được chứng nhận, kèm theo tài liệu MTC đầy đủ và các cấp thử nghiệm va đập.

Các loại mặt bích sử dụng trong hệ thống LNG

Lựa chọn loại mặt bích phụ thuộc vào lớp áp suất, yêu cầu dòng chảy và khả năng tiếp cận. Các loại mặt bích phổ biến cho dịch vụ LNG bao gồm:

1. Mặt bích cổ hàn (Weld Neck Flange - WN)

  • Chắc chắn và chịu được ứng suất.

  • Lý tưởng cho các ứng dụng áp suất cao và đông lạnh.

  • Cung cấp dòng chảy mượt mà với ít nhiễu loạn.

2. Mặt bích trượt (Slip-On Flange - SO)

  • Căn chỉnh dễ dàng hơn, nhưng độ bền thấp hơn.

  • Dùng trong các đường hơi áp suất thấp.

3. Mặt bích mù (Blind Flange)

  • Dùng để đóng kín đầu đường ống và bình chứa.

  • Cần thiết cho kiểm tra áp suất và mở rộng trong tương lai.

4. Mặt bích mối nối vòng (Lap Joint Flange)

  • Kết hợp với đầu nối ngắn (stub end).

  • Hữu ích trong các hệ thống cần tháo rời thường xuyên.

  • Tiết kiệm chi phí bằng cách sử dụng đầu nối ngắn chống ăn mòn.

5. Mặt bích hàn lồng và ren (Socket Weld and Threaded Flanges)

  • Ít phổ biến trong LNG do hạn chế trong chu kỳ nhiệt.

  • Dùng trong các đường ống nhỏ hoặc đường phụ trợ.

SJM Vina sản xuất mặt bích đông lạnh theo tiêu chuẩn ASME và EN với gia công chính xác và độ chính xác kích thước phù hợp cho hoạt động LNG.

Công nghệ kín cho mặt bích đông lạnh

Việc đạt được độ kín chặt chẽ ở nhiệt độ đông lạnh rất khó khăn do co ngót gioăng, chu kỳ nhiệt và giãn nở khác biệt. Các vật liệu gioăng được khuyến nghị bao gồm:

  • Gioăng kim loại xoắn (Spiral Wound Gaskets - SS + PTFE/Graphite): Linh hoạt và chịu áp suất cao.

  • Gioăng Kammprofile: Kín vượt trội với lõi kim loại và lớp kín mềm.

  • Gioăng kim loại gấp nếp (Corrugated Metal Gaskets): Độ phục hồi cao, phù hợp với điều kiện chu kỳ.

  • Gioăng bì PTFE (PTFE Envelope Gaskets): Kháng hóa chất và đông lạnh tuyệt vời.

Các yếu tố kín cần xem xét:

  • Sử dụng mặt bích có rãnh để tăng độ bám gioăng.

  • Áp dụng mô-men xoắn đúng cách để tránh tải không đều.

  • Lắp đặt bộ cách điện nơi có nguy cơ ăn mòn điện hóa.

Các yếu tố kỹ thuật cho mặt bích LNG

1. Co ngót nhiệt

  • Kim loại co lại ở nhiệt độ đông lạnh.

  • Cần tính đến dung sai trong căn chỉnh ống và mô-men xoắn bu-lông.

2. Tương thích cách nhiệt

  • Mặt bích có thể được bọc bằng perlite, bọt thủy tinh hoặc cách nhiệt polyurethane.

  • Rào cản hơi và niêm phong không được cản trở truy cập mặt bích.

3. Rung động và giãn nở

  • Sử dụng khớp giãn nở để hấp thụ chuyển động đường ống.

  • Thiết kế bu-lông để chịu tải động.

4. Kiểm tra không phá hủy (NDT)

  • Mặt bích trong dịch vụ LNG thường yêu cầu kiểm tra chụp X-quang và siêu âm.

  • Chứng nhận vật liệu cần bao gồm giá trị va đập Charpy.

Tiêu chuẩn và chứng nhận

Mặt bích nhiệt độ thấp cho LNG phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật toàn cầu về vật liệu, thiết kế và kiểm tra:

  • ASME B16.5 / B16.47: Kích thước và định mức áp suất mặt bích.

  • ASTM A350 / A182: Cấp vật liệu nhiệt độ thấp và thép không gỉ.

  • EN 1092-1: Kích thước mặt bích tiêu chuẩn châu Âu.

  • MSS-SP-44: Mặt bích thép đường kính lớn.

  • ISO 28921-1 / 2: Tiêu chuẩn van và mặt bích cho dịch vụ đông lạnh.

  • NACE MR0175 / ISO 15156: Kháng khí chua nếu áp dụng.

  • EN 10204 3.1 / 3.2: Yêu cầu chứng chỉ kiểm tra vật liệu.

SJM Vina cung cấp mặt bích LNG với khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ, chứng nhận thử nghiệm va đập và tuân thủ các mã quốc tế.

Bảo trì và kiểm tra

Kiểm tra định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo an toàn hệ thống LNG:

  • Kiểm tra trực quan các đường băng giá, rò rỉ hoặc bu-lông lỏng.

  • Kiểm tra mô-men xoắn trên các bu-lông do chu kỳ nhiệt.

  • Thay thế định kỳ gioăng và chất làm kín.

  • Kiểm tra ăn mòn quanh các khe hở cách nhiệt.

Kết luận

Mặt bích nhiệt độ thấp là nền tảng cho hoạt động an toàn, hiệu quả và lâu dài của các hệ thống LNG. Từ nhà máy hóa lỏng đến trạm tái hóa khí, những mặt bích này phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe về hiệu suất vật liệu, độ chính xác kích thước, độ tin cậy kín và tuân thủ mã tiêu chuẩn.

Sunjin Metals Vina cung cấp các giải pháp mặt bích chuyên biệt được thiết kế cho môi trường LNG, bao gồm các cấp vật liệu đông lạnh, hệ thống kín tiên tiến và tuân thủ các tiêu chuẩn ASME và EN. Mặt bích của chúng tôi được sản xuất để chịu được lạnh khắc nghiệt, rung động và áp suất, đảm bảo hoạt động LNG của bạn diễn ra an toàn và trơn tru. Liên hệ qua hotline +84 33 4233 127 hoặc email sjmvina@sunjinmetal.com. Truy cập www.sjmvina.com.vn để biết thêm thông tin và đặt hàng ngay hôm nay!

Đánh giá bài viết
Bình luận của bạn
Đánh giá của bạn:
*
*
*
 Captcha

Số lần xem: 16

Sunjin Metals Vina (SJM Vina)

Địa chỉ: 628 Lê Hồng Phong, Phường 10, Quận 10, Tp. Hồ Chí Minh

Hotline: +84 33 4233 127

Email: sjmvina@sunjinmetal.com

Mã số thuế: 0315448500 

Website: www.sjmvina.com.vn

         

  • Trực tuyến:
    1
  • Hôm nay:
    18
  • Tuần này:
    1420
  • Tất cả:
    61743
Thiết kế website Webso.vn