Extreme Herausforderungen beim Be- und Entladen von LNG -
Technologische Innovationen und industrielle Anwendungen von Niedertemperatur-Verladearmen
Als wichtiger Bestandteil sauberer Energie sind die Speicherung und der Transport von Flüssigerdgas (LNG) auf eine Umgebung mit extrem niedrigen Temperaturen von -163 Grad angewiesen. Bei der LNG-Lade- und -Entladeverbindung ist der Niedertemperatur-Ladearm die Schlüsselausrüstung, die das Transportschiff, den Tankwagen und die Empfangsstation verbindet. Es muss mehrere extreme Herausforderungen wie Versprödung bei extrem niedrigen Temperaturen, Wärmeleitungskontrolle und Dichtungsversagen gleichzeitig bewältigen. Sein technisches Niveau wirkt sich direkt auf die Entwicklungsqualität der LNG-Industrie aus.
Der Durchbruch bei Niedertemperaturmaterialien ist die Grundlage für LNG-Ladearme zur Realisierung von Ultratieftemperaturbetrieben. Da gewöhnliche Metallmaterialien in der Umgebung mit extrem niedrigen Temperaturen von -163 Grad stark verspröden, verwenden die Hauptmaterialien von LNG-Ladearmen im Allgemeinen austenitischen Edelstahl oder eine Aluminiumlegierung. Diese Materialien weisen eine hervorragende Tieftemperaturzähigkeit auf und können ihre strukturelle Stabilität im Temperaturbereich von -196 Grad bis +50 Grad aufrechterhalten. LNG-Schiffsladearme mit großem Durchmesser bestehen meist aus einer Aluminiumlegierung für den Armkörper, was nicht nur das Gewicht der Ausrüstung effektiv reduziert und die Betriebsflexibilität verbessert, sondern auch die Versprödungsbeständigkeit des Materials bei niedrigen Temperaturen durch ein spezielles Wärmebehandlungsverfahren weiter erhöht.
Das Design der Wärmedämmstruktur ist die Kerntechnologie zur Steuerung der Wärmeleitung und zur Verhinderung der LNG-Vergasung. Der LNG-Ladearm verfügt über eine doppelschichtige Vakuumisolationsstruktur. Das Innenrohr dient dem Transport von LNG und zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr wird eine Vakuumzwischenschicht gebildet, um die Wärmeleitung zu minimieren. Gleichzeitig wird an Schlüsselstellen wie Rohrschnittstellen und Drehverbindungen eine mehrschichtige Wärmedämmumhüllungstechnologie eingesetzt, um die Wärmedämmwirkung weiter zu verbessern. Durch diese Konstruktionen kann die Vergasungsrate von LNG beim Be- und Entladen auf einem extrem niedrigen Niveau gesteuert werden, wodurch die Transporteffizienz gewährleistet und Sicherheitsrisiken durch erhöhten Vergasungsdruck vermieden werden.
Die umfassende Modernisierung des Sicherheitssystems ist eine wichtige Garantie für LNG-Verladearme. Solche Geräte sind mit einem speziellen Niedertemperatur-Notabschaltventil ausgestattet und ihre Dichtungen bestehen aus speziellen Materialien, die extrem niedrigen Temperaturen standhalten und eine zuverlässige Abdichtung in einer Umgebung von -163 Grad ermöglichen. Gleichzeitig ist das Gerät mit einem Vakuumgrad-Überwachungssensor ausgestattet, um den Vakuumzustand der Wärmeisolationszwischenschicht in Echtzeit zu überwachen. Sobald der Vakuumgrad sinkt, wird sofort ein Alarm ausgelöst, um eine Verschlechterung der Wärmeleitung zu verhindern, die zu einer starken LNG-Vergasung führen würde. In der Anwendungspraxis ausländischer LNG-Empfangsstationsprojekte haben inländische Niedertemperatur-Verladearme das Entladen von LNG bei -163 Grad erfolgreich realisiert, und die Leckagerate von Kernkomponenten ist um eine Größenordnung besser als internationale Standards, was die technische Stärke inländischer Niedertemperatur-Verladearme zeigt.
Intelligente Aufrüstung ist der Entwicklungstrend von LNG-Verladearmen. Mit der Weiterentwicklung des intelligenten Hafenbaus integrieren LNG-Verladearme nach und nach Technologien wie visuelle Erkennung, automatisches Andocken und Fernsteuerung. Intelligente LNG-Ladearme für die Schifffahrt wurden erfolgreich in inländischen Häfen eingesetzt und ermöglichen einen unbemannten Betrieb des Lade- und Entladevorgangs. Bediener können über die intelligente Plattform aus der Ferne Anweisungen zum Andocken mit einem Klick erteilen, und die Ausrüstung führt automatisch das präzise Andocken an den Schiffsflansch durch. Die Betriebszeit verkürzt sich im Vergleich zur herkömmlichen manuellen Bedienung um mehr als 60 %. Darüber hinaus kann die Anwendung der Digital-Twin-Technologie eine Echtzeitsimulation des Betriebsstatus und eine Fehlervorhersage ermöglichen, indem ein virtuelles Modell der Ausrüstung erstellt wird, wodurch die Betriebs- und Wartungseffizienz der Ausrüstung erheblich verbessert wird.
Mit der Beschleunigung der globalen Energiewende wächst die LNG-Nachfrage weiter und die technischen Anforderungen an Niedertemperatur-Verladearme werden ständig verbessert. Künftig werden sich LNG-Ladearme in Richtung größerer Durchmesser, höherer Intelligenz und besserer Wärmeisolationsleistung entwickeln. Durch technologische Innovation werden sie die sichere und effiziente Entwicklung der LNG-Industrie fördern und den Ersatz durch saubere Energie nachhaltig unterstützen.
