液化天然气（LNG）的主要成分是甲烷，其作为一种清洁、高效的能源，越来越受到青睐。近年来国内企业对能源需求不断增长，LNG的使用可以优化能源结构、保证能源供应安全、实现能源可持续发展。 随着市场的发展，LNG 终端的需求愈发呈现出分布广泛、批量灵活多样的趋势，而目前管网存在覆盖面不足、运输方式单一等问题。以槽车拉运 LNG至终端时，卸车耗时较长，增加了安全隐患。LNG 罐箱采用多式联运的经营新模式，通过“一罐到底”解决方案，打破了传统的LNG物流模式，改变了传统的运送和储存方式，颠覆性地解决了 LNG 能源运输问题。

LNG 罐式集装箱是 LNG 的运输载体，是将高真空多层绝热低温液体储罐安置于按国际标准制造的集装箱框架内，采用国际通用的集装箱标准外形尺寸，便于其堆码排列，也大幅减轻了集装箱的非有效质量，同时保护了其中低温液体储罐的安全。

1、LNG罐式集装箱的发展前景

经过多年的发展历程，LNG 集装箱经历了巨大的变化，大容积、轻量化、增加介质无损储存时间等 集装箱设计理念已经深入人心，小夹层设计、侧面的管路布置等结构逐渐进入了大众的视野。目前市场上可见的最大尺寸 LNG 集装箱高为13m （43ft），该箱额定运输质量为 30480 kg, 如果超重 将不满足多式联运的要求。根据 GB1589—2016《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》标准规定，半挂 车的长度限值为13750mm，宽度限值为2550 mm，按照标准 GB/T 1413—2008《系列1集装箱分类、 尺寸和额定质量》的规定，13.7 m（45ft）高的集装箱也可以满足运输要求，对于运送该种集装箱半挂车长度最大限值为 13950 mm。大容积LNG罐箱既可以用于海陆联运，又可以替代 LNG 运输槽车，具有很大的发展空间，未来大容积LNG罐箱必将会成为资源开发和利用的重要组成部分。

2、LNG罐箱的设计要求及标准变化

LNG 罐箱属于移动压力容器，与固定式压力容器的基本结构相同，但是在以下几个方面仍有别于固定式压力容器。

（1）设计

相关标准中规定罐箱额定运输质量为30480kg，不得大于34000kg；其额定充满率应不大于 90％ ；计算压力应计入惯性力载荷；最小厚度不低于折算成当量基准钢所要求的最小厚度；外壳设计温度不高于-40 ℃。标准中对其焊接系数有明确的规定，内容器为1.0，外壳为 0.85 ；其设计使用年限应不少于15年。标准中同时明确了罐箱设置自增压汽化器时的设计和检验要求，安全阀设定压力为设计压力的1.05~1.1倍（固定容器的基准压力为工作压力）。

（2）材料

移动压力容器材料选择时需要考虑材料的屈强比，屈强比是指钢材的屈服强度与抗拉强度的比值。材料屈强比越大，结构零件的可靠性越高，使用过程就越安全。标准中明确了奥氏体不锈钢的屈服极限 Rp1.0，并且要求在设计文件中提出钢板附加检验 Rp1.0， 可采用 Rp1.0 来确定材料的许用应力。

GB 1589—2016 标准中规定，外购管件、封头的过渡段和直边段成形后的铁素体测量值应不大于 15%。这主要是因为奥氏体不锈钢是不稳定材料，在机械加工过程中，封头的小过渡段、管路的弯管段以及管件由于晶格受到挤压而产生变形，由面心立方晶格变成体心立方晶格，材料由单纯的奥氏体变成奥氏体与马氏体共存，而马氏体不耐低温，受到低温冲击会出现断裂。因此要对上述位置的材料进行马氏体测量，马氏体具有铁磁性，可以采用铁素体仪进行测量。标准认为铁素体测量值（马氏体）不大于 15% 时，材料能够满足低温使用要求 ；当铁素体测量值大于 15% 时则应对其重新进行固溶。

标准要求，当采用四氟乙烯垫片进行密封时，应选用膨胀或填充改性聚四氟乙烯垫片。这是因为普通四氟乙烯垫片具有冷流倾向，会出现塑性变形，导致密封失效。

为了保证夹层的真空度，罐箱夹层冷侧应放置低温、真空状态时对极性分子气体具有较强吸附能力的吸附剂，热侧放置具备吸氢能力的吸附剂。充装液氧的罐箱不应选用氧化钯。低温吸附剂主要用于吸水，常用 5A+13X 的组合 ；而常温吸附剂主要用于吸氢，常用 AG400。

（3）结构

在 LNG 罐箱中增加框架，可以保证标准集装箱 的外形尺寸，也便于装卸罐体 ；在 LNG 罐箱中增设防波板，是考虑运输过程中罐车紧急制动时会使罐内液体剧烈撞击罐体，影响设备安全。旧标准JB/T 4784—2007《液体危险货物罐式集装箱》中要求防波板面积应不小于所在截面面积的 40%，而新标准 NB/ T 47059—2017《冷冻液化气体罐式集装箱》中则规定了每个防波板的有效面积应不小于所在内容器截面积的 70%。

（4）制造

设计单位应具有压力容器设计许可证，制造单位应具有压力容器制造许可证。产品要接受国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局指定的质检机构的检验及型式试验，合格后方可投入使用。

（5）检验

制造单位应按型号进行样箱型式试验，由中国船级社颁发可移动罐柜证书。

（6）安全

罐箱在运输过程中受环境影响较大，因此应设置相关安全附件，如指安全阀、紧急切断装置、液面计、灭火器、阻火器、导静电装置和压力表等，用于保证罐体的安全。

安全阀、液面计和压力表等仪表器件应具有产品合格证，不得使用玻璃板式液面计，导静电装置的接 地电阻应小于10 Ω 。当真空绝热层失效或处于火灾情况时，安全阀的泄放能力应足以将内容器的压力限制在 1.2 倍设计压力内。

装卸用管路上应设置紧急切断装置，在装卸、遇火或发生意外移动时，紧急切断装置应能快速关闭； 而在非装卸时，紧急切断阀应处于闭合状态。紧急切断装置一般由紧急切断阀、远程控制系统和易熔塞自动切断装置组成。

（7）标准

NB/T 47059—2017 新标准代替了原来的 JB/T 4784—2017 标准，新旧标准的规定有明显差别，详见表 1。

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a）新标准将低温液体更改为冷冻液化气体，明确了介质的特性；原有标准仅定义了低温液体，并非单指液化气体，也包括了非液化气体。

b）该标准不适用于罐体材料为有色金属或非金属，充装标准沸点低于 -196 ℃的冷冻液化气体介质。 标准中明确要求罐体材料不能使用铝合金等有色金属材料，并且冷冻液化气体罐箱不适用于存放或运输液氢（沸点为 -252.78 ℃）、液氦（沸点为 -268.785 ℃）等介质。

c）罐体外壳的内表面一般不考虑腐蚀情况。当外壳外表面有可靠的防腐层时可以不考虑外表面材料的腐蚀裕量；当外表面无可靠防腐时，其腐蚀裕量应不小于 1 mm。

d）罐箱设计使用年限应不少于15年。

e）新标准增加了对自增压汽化器的技术要求，明确了罐箱设置自增压汽化器时的设计和检验要求。

f）惯性力载荷按运动方向为2g（重力加速度），水平方向为1g（运动方向不明确时取 2g），向上 1g，向下2g的大小考虑。铁路运输罐箱的原型箱应能承受4g的惯性力。对于运动方向不明确的情况，则可能是指海运状态。

g）框架的角柱、端梁及侧梁等主要受力结构件，在 -20 ℃时应具备足够的冲击韧性。-20 ℃夏比 V 型缺口冲击试验中，材料冲击吸收能量的平均值 KV2 不小于 27 J 。也就是说，框架结构件材料至少要满 足 -20 ℃的低温韧性要求。

3、LNG罐式集装箱运输风险及措施

LNG 罐式集装箱的特点包括“加注”操作频繁，与船舶供气系统软管相连，船上可堆码布置及标有危险识别标志。根据以上特点，提出了 6 个风险控制的建议。

（1）罐箱除了用于运输以外，还可以直接作为船用可移动式 LNG 燃料罐。但使用中会存在一定程度的风险，其主要危险源包括吊装失效、隔离失效、供气连接失效和堆码失效，应建立多级风险防控应急预案将风险控制在最低水平。

（2）港口监管机构应加强罐箱的称重和保养检查，吊装作业应严格遵守港口危险品相关管理规定要 求进行。

（3）在船上布置时，应保证罐箱与其他设备保持足够的安全间距和良好的通风条件。

（4）罐箱应通过软管与船舶供气系统连接，连接前需进行气密性试验，并采取有效的泄漏防护措施。

（5）罐箱在船上堆码时应进行有效系固，所有透气管出口均应通往露天的规定位置。

（6）当大量罐箱在船上作为可移式 LNG 燃料罐使用时，建议考虑使用共管透气方案，保证每个罐箱与供气管路之间有效隔离，且不会对其他罐箱的有效性造成影响。

4、结论

在国家能源结构持续调整的形势下，利用 LNG罐式集装箱进口天然气，开启了国内公司在国际能源交易领域和国内 LNG 创新物流模式的新篇章，促进了国内天然气供气气源的多元化，对国家能源安全稳定供应，平抑国内LNG的终端销售价格，推进天然气的大规模应用，建立一体化的液化天然气价值链做出贡献。

同时设计人员在也应该抓住机遇，根据国家的能源发展要求，设计出满足需要的LNG罐箱，保证LNG的运输和储备安全可靠，为更好地发展社会建设，贡献一份微薄之力。

原作者：不详
来 源：网络
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