LNG液货围护系统的多层喷涂绝缘结构及其施工方法与流程

本发明涉及液化天然气存储与运输，具体而言，涉及一种应用于lng船舶或储罐液货围护系统的多层喷涂绝缘结构及其施工方法。

背景技术：

1、液化天然气（lng）在常压下储存温度低至-162℃，对液货围护系统的绝缘性能提出了极高要求。绝缘系统的主要目标是减少热量进入以使蒸发率降至最低，同时保护深冷状态下的船体结构，防止钢结构因低温发生脆性破坏，并减少冷凝和冰的形成。

2、现有的lng储罐绝缘技术主要分为两大类：一是预制绝缘板安装方式，二是现场喷涂绝缘方式。预制板方式虽然质量可控，但在复杂曲面施工难度大、接缝多导致冷桥效应明显、材料利用率低。现场喷涂方式虽能形成无缝绝缘层，但在深冷工况下容易因温度应力导致绝缘层开裂，且厚度控制难度大，特别是在垂直面和顶部喷涂时，容易出现流挂或厚度不均现象。

3、此外，现有技术中对于绝缘层内部应力的释放、水汽的阻隔以及外部的机械保护缺乏系统性解决方案，导致绝缘系统使用寿命受限，维修频率高。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构及其施工方法，该结构具有优异的绝热性能、抗开裂性能和施工效率，能够有效延长船舶使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构，所述结构从内至外依次包括：

4、预制基层组件，所述预制基层组件包括焊接于罐体表面的多个螺栓、套设于螺栓外的支撑件、以及通过螺母和垫片固定于支撑件上的预制泡沫板；

5、第一层喷涂聚氨酯泡沫层，厚度为20mm，完全覆盖所述螺母；

6、第一层止裂层，铺设于第一层喷涂聚氨酯泡沫层表面，位于总厚度70mm位置；

7、第二层喷涂聚氨酯泡沫层，厚度为120mm，喷涂于第一层止裂层表面，使总厚度达到190mm；

8、第二层止裂层，铺设于第二层喷涂聚氨酯泡沫层表面；

9、第三层喷涂聚氨酯泡沫层，厚度为130mm，喷涂于第二层止裂层表面，使总厚度达到320mm；

10、外保护层，为喷涂于第三层喷涂聚氨酯泡沫层表面的聚脲涂层，厚度为2±0.4mm。

11、进一步地，所述预制泡沫板密度为40kg/m³，所述喷涂聚氨酯泡沫导热系数≤0.023w/(m·k)，闭孔率≥95%。

12、进一步地，所述螺栓型号为m8*80，焊接时保证与罐体表面垂直。

13、进一步地，所述止裂层为玻璃纤维网格布或聚合物增强层，用于增强绝缘系统整体强度，避免在深冷工况下开裂。

14、进一步地，所述外保护层为黑色聚脲弹性体，具有弹性和高强度，用于阻隔水汽和抵抗机械撞击。

15、第二方面，本发明提供一种lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，包括以下步骤：

16、第一步、表面预处理与放线定位：对罐体表面进行喷砂处理，使油漆完全固化，表面清洁并报验；油漆厚度控制在≤100μm；根据焊接螺栓点位图纸，在罐体表面进行定位放线，确定螺栓位置。

17、第二步、焊接螺栓：根据定位标记，将m8*80螺栓垂直焊接于罐体表面，保证螺栓与罐体表面的垂直度。

18、第三步、预制板安装：根据焊接螺栓点位图纸，将支撑件套设于螺栓上并保证螺栓居中；将预制泡沫板放置于支撑件上，使用螺母及垫片将预制泡沫板固定，所述预制泡沫板与罐体之间为腾空的状态。

19、第四步、第一层喷涂泡沫施工：采用高压喷涂设备，将多羟基化合物和异氰酸酯按比例混合，在设定温度和压力下通过喷枪进行喷涂；喷涂厚度为20mm，确保将螺母完全覆盖；喷涂过程中喷枪保持与喷涂面垂直。

20、第五步、第一层止裂层铺设：当绝缘层施工至总厚度70mm位置时，铺设第一层止裂层，所述止裂层完全覆盖第一层喷涂泡沫表面。

21、第六步、第二层喷涂泡沫施工：喷枪保持90度垂直于止裂层表面，均匀喷涂聚氨酯泡沫至厚度120mm，使总厚度达到190mm；喷涂过程中避免空洞形成。

22、第七步、第二层止裂层铺设：当绝缘层施工至总厚度190mm位置时，铺设第二层止裂层。

23、第八步、第三层喷涂泡沫施工：喷枪保持90度垂直于止裂层表面，均匀喷涂聚氨酯泡沫至厚度130mm，使总厚度达到320mm；最终表面平整度控制在-5mm至+30mm/平方米范围内；所有厚度和质量数据记录在册，实现可追溯。

24、第九步、外保护层施工：

25、在第三层喷涂泡沫表面喷涂聚脲保护层，厚度控制为2±0.4mm，形成防潮和防机械撞击的外保护层。

26、进一步地，所述喷涂泡沫施工环境要求为：相对湿度≤75%，环境温度≥10℃；喷涂机通过最长90米管道输送物料，在喷涂过程中连续监控，出现故障时自动停机。

27、进一步地，所述聚脲保护层施工环境要求为：相对湿度≤80%，环境温度≥10℃。

28、进一步地，还包括泡沫厚度检测步骤：在绝缘泡沫的一侧放置标准高度的泡沫块，从泡沫块的最上方水平拉一条直线，通过测量泡沫块的高度和水平线到喷涂泡沫表面距离的方式，判断喷涂泡沫厚度是否满足要求。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

30、（1）本发明采用多层喷涂结构，整体无缝，导热系数低至0.023w/(m·k)，能有效减少热量进入，降低lng蒸发率。

31、（2）本发明通过在70mm和190mm厚度位置设置止裂层，显著增强绝缘系统在深冷工况下的整体强度，有效防止因温度应力导致的开裂。

32、（3）本发明采用预制板与喷涂相结合的方式，先通过预制板实现螺栓部位的精准定位和保护，再通过多层喷涂实现整体无缝绝缘，材料利用率和人工效率高。

33、（4）本发明的多层喷涂绝缘结构的外层聚脲保护层具有良好的弹性和强度，既能有效阻隔水汽进入，又能抵抗机械撞击，且表面结皮可进一步增强系统强度。

34、（5）本发明通过分层厚度控制和标准块检测方法，确保厚度均匀性；全过程记录实现质量可追溯。

35、（6）本发明适用于lng船舶液货舱、lng储罐等多种深冷储存设施的绝缘施工，特别适合b型独立液货舱等高要求场景。

1.一种lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构，其特征在于：所述结构从内至外依次包括：

2.根据权利要求1所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构，其特征在于：所述预制泡沫板密度为40kg/m³，所述喷涂聚氨酯泡沫导热系数≤0.023w/(m·k)，闭孔率≥95%。

3.根据权利要求1所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构，其特征在于：所述止裂层为玻璃纤维网格布或聚合物增强层。

4.一种lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：所述喷涂泡沫施工环境要求为：相对湿度≤75%，环境温度≥10℃；所述聚脲保护层施工环境要求为：相对湿度≤80%，环境温度≥10℃。

6.根据权利要求4所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：所述螺栓型号为m8*80，焊接时保证与罐体表面垂直度偏差≤1°。

7.根据权利要求4所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：所述第四步、第六步、第八步喷涂过程中，喷枪保持90度垂直于喷涂面。

8.根据权利要求4所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：所述第八步结束后，最终表面平整度控制在-5mm至+30mm/平方米范围内。

9.根据权利要求4所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：还包括泡沫厚度检测步骤：在绝缘泡沫的一侧放置标准高度的泡沫块，从泡沫块的最上方水平拉一条直线，通过测量泡沫块的高度和水平线到喷涂泡沫表面距离的方式，判断喷涂泡沫厚度是否满足要求。

10.根据权利要求4所述的lng液货围护系统的多层喷涂绝缘结构的施工方法，其特征在于：喷涂过程中连续监控设备运行，出现故障时自动停机；所有厚度和质量数据记录在册，实现可追溯。