BS EN 14620——现场建造立式圆筒平底钢制低温液化气体储罐设计与制造标准系列

Design and manufacture of site built, vertical, cylindrical, flat-bottomed steel tanks for the storage of refrigerated, liquefied gases with operating temperatures between 0°C and -165°C(2006 版)

📐 BS EN 14620 系列欧洲标准规定了现场建造、立式、圆筒形、平底钢制储罐的设计与制造要求,用于储存工作温度在 0°C 至 -165°C 之间的冷冻、液化气体(refrigerated, liquefied gases),典型介质包括液化天然气(LNG)、液化乙烯、液化丙烷等低温烃类。该系列是 BS 7777 系列的继承者(BS 7777-1/-2 被第 1、2 部分取代,BS 7777-3 由第 3、4 部分共同取代),由英国技术委员会 PVE/15(石油工业储罐)负责参与制定,2006 年 9 月由 CEN 批准发布,ICS 分类号 23.020.10。低温储罐的设计涉及低温材料选择、绝热系统、内外罐结构与基础设计等多学科问题,BS EN 14620 从通则、金属部件、混凝土部件到绝热与试验给出了系统化的技术框架。

🚨 低温液化气体的储罐一旦失效,泄漏的低温液体与蒸气可能造成严重的火灾、爆炸与低温伤害。储罐的设计、材料、制造与试验必须严格遵循标准要求,绝不可随意简化。

一、标准适用范围与系列组成 📌

本系列适用于现场建造的立式圆筒平底钢罐,用于常压或近常压储存冷冻液化气体,工作温度 0°C 至 -165°C。系列共五个分部:

标准分部中文主题关键内容
BS EN 14620-1:2006通则(General)范围、定义、总体安全要求、设计基础与文件体系
BS EN 14620-2:2006金属部件(Metallic components)内罐/金属壳体的低温材料、设计、制造与检验
BS EN 14620-3:2006混凝土部件(Concrete components)外罐(混凝土罐壁与罐顶)的设计与建造
BS EN 14620-4:2006绝热部件(扫描)绝热系统、低温防护与密封要求
BS EN 14620-5:2006试验、干燥、吹扫与冷却(扫描)水压/气压试验、干燥、惰化与预冷程序
⚠️ 本系列针对的是”现场建造”的大型储罐。小型的厂制(车间制造)低温储罐、压力式储罐或工作温度低于 -165°C 的储罐不在本系列的覆盖范围内,应适用其他标准。

二、总体设计基础与安全要求 🔧

BS EN 14620-1:2006 为整个系列奠定了设计基础:

  • 设计基础:规定设计压力(一般为近常压)、设计温度(最低工作温度对应的金属温度)、液位与介质特性,以及风、雪、地震等环境载荷的组合。
  • 双重防漏原则:外罐设计应能容纳内罐在极端工况下泄漏的全部介质,形成”双重围堵”安全理念。
  • 材料低温性能:规定低温钢(如 9% 镍钢、奥氏体不锈钢)的冲击韧性要求,防止低温脆断。
  • 载荷组合:给出正常操作、事故工况与试验工况的载荷组合与安全系数的选取原则。
  • 文件与资质:要求设计计算书、材料证明、焊接工艺评定与无损检测记录等体系化文件。

三、金属与混凝土部件关键技术要求 🔥

BS EN 14620-2:2006 针对金属部件给出要求:内罐罐壁、底板与罐顶采用低温性能合格的材料(如 9%Ni 钢、奥氏体不锈钢或低温碳钢),规定最低设计温度下的冲击试验要求、焊接工艺与焊后检验(射线照相、超声、渗透检测),以及水压试验等强度验证方法。

BS EN 14620-3:2006 针对混凝土部件给出要求:外罐混凝土罐壁通常采用预应力混凝土,规定混凝土强度等级、预应力筋的布置与张拉、罐顶混凝土结构(通常是钢-混凝土复合或混凝土穹顶)的设计,以及低温泄漏防护(内罐泄漏时的低温液体接触混凝土表面的防护措施)有关要求。

💡 低温储罐最常见的构型是”内罐(9%Ni 钢或不锈钢)+ 绝热层 + 外罐(预应力混凝土或碳钢)”。内罐承受产品低温,外罐既提供二次围堵又承受环境载荷,绝热层夹在两者之间降低蒸发率。

四、工程实践应用 🛠️

  • 🔍 选型与方案:根据储运物料的沸点与容量确定储罐构型(单包容/双包容/全包容)与内外罐材料,全包容外罐通常用预应力混凝土。
  • 🔧 低温材料管理:9%Ni 钢与奥氏体不锈钢的采购、焊接与检验需严格按标准执行,焊材与焊接工艺评定(WPQR)先行。
  • 📊 绝热与蒸发率:按标准选择绝热材料与厚度,控制日蒸发率(BOR),并监测内罐泄漏检测系统。
  • 📋 试验与开车:按第 5 部分进行水压试验或气压试验、氮气干燥与惰化、预冷程序,验证储罐在低温下的密封与结构完整性后投入运行。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:BS EN 14620 与 BS 7777 是什么关系?
答:BS EN 14620 取代了 BS 7777 系列。第 1、2 部分取代 BS 7777-1、7777-2,第 3、4 部分共同取代 BS 7777-3。新项目应直接采用 BS EN 14620。
❓ 问:储罐为什么采用双重围堵设计?
答:双重围堵(内罐+外罐)保证在内罐泄漏等事故工况下,外罐能容纳全部泄漏介质并安全释放蒸气,防止低温液体大量外泄造成火灾与环境污染。
❓ 问:内罐为什么常用 9% 镍钢?
答:9%Ni 钢在 -162°C(LNG 沸点附近)仍具有足够的低温韧性,兼备强度与经济性,是大型 LNG 内罐的标准材料;奥氏体不锈钢适合更低的温度与特殊介质。
🔍 问:储罐投运前为什么要预冷?
答:预冷以受控缓慢降低储罐温度,使低温材料与结构在热收缩、应力重分布下平稳过渡,验证低温密封性,避免骤冷造成脆断或密封失效。
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