This document describes a method for determining the resistance of a cryogenic spill protection (CSP) system to a cryogenic jet as a result of a pressurized release which does not result in immersion conditions. It is applicable where CSP systems are installed on carbon steel and will be in contact with cryogenic fluids.
A cryogenic jet can be formed upon release from process equipment operating at pressure (e.g. some liquefaction processes utilize 40 to 60 bar operating pressure). Due to high pressure discharge, the cryogenic spillage protection can be compromised by the large momentum combined with extreme cryogenic temperature.
Although the test uses liquid nitrogen as the cryogenic liquid, the test described in this document is representative of a release of LNG, through a 20 mm orifice or less, at a release pressure of 6 barg or less, based upon simulated parameters 1 m from the release point. Confidence in this test being representative is based upon a comparison of the expected dynamic pressure of the simulated release in comparison with dynamic pressure from releases in accordance with this document.
It is not practical in this test to cover the whole range of cryogenic process conditions found in real plant conditions; in particular the test does not cover high pressure cryogenic jet releases that might be found in refrigeration circuits and in LNG streams immediately post-liquefaction.
Liquid nitrogen is used as the cryogenic medium due to the ability to safely handle the material at the pressures described in this document. The test condition is run at nominally 8 barg pressure.
ISO 20088-1 covers cryogenic release scenarios which can lead to pooling conditions for steel work protected by cryogenic spill protection as a result of a jet release or low pressure release of LNG or liquid nitrogen. ISO 20088-2 covers vapour phase exposure conditions as a result of a jet release or low pressure release of LNG or liquid nitrogen.
Dieses Dokument beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Widerstands von CSP-Systemen (en: cryogenic spill protection, CSP; de: Schutz gegen kryogenen Auslauf) gegen kryogene Strahlen als Folge einer Freisetzung unter Druck, die nicht zu Eintauchbedingungen führt. Es ist anwendbar, wenn CSP-Systeme auf Kohlenstoffstahl installiert sind und mit kryogenen Flüssigkeiten in Kontakt kommen.
Ein kryogener Strahl kann durch Freisetzung aus Prozessanlagen, die unter Druck stehen, entstehen (z. B. nutzen einige Verflüssigungsprozesse einen Betriebsdruck von 40 bis 60 bar). Aufgrund der hohen Druckentlastung kann der Schutz gegen kryogenen Auslauf durch den großen Impuls in Kombination mit der extremen kryogenen Temperatur beeinträchtigt werden.
Obwohl in der Prüfung flüssiger Stickstoff als kryogene Flüssigkeit verwendet wird, gilt die in diesem Dokument beschriebene Prüfung als repräsentativ für eine Freisetzung von Flüssigerdgas durch eine Öffnung mit einer Breite von 20 mm oder kleiner bei einer Druckentlastung von 6 barg oder weniger basierend auf simulierten Parametern 1 m von der Auslaufstelle entfernt. Das Vertrauen für die Repräsentativität dieser Prüfung basiert auf einem Vergleich zwischen dem erwarteten dynamischen Druck der simulierten Freisetzung und dem dynamischen Druck der Freisetzung in Übereinstimmung mit diesem Dokument.
Bei dieser Prüfung ist es nicht praktikabel, den gesamten Bereich der unter realen Anlagenbedingungen auftretenden kryogenen Prozessbedingungen abzudecken; insbesondere deckt die Prüfung keine Freisetzungen von kryogenen Hochdruckstrahlen ab, die in Kühlkreisläufen und in LNG-Strömen unmittelbar nach der Verflüssigung vorzufinden sind.
Als kryogenes Medium wird flüssiger Stickstoff genutzt, da das Material bei den in diesem Dokument beschriebenen Drücken sicher gehandhabt werden kann. Die Prüfung wird bei einem nominalen Druck von 8 barg durchgeführt.
ISO 20088-1 deckt Szenarien einer kryogenen Freisetzung ab, die zu Poolbildungsbedingungen bei Stahlteilen, die gegen kryogenen Auslauf als Folge einer Freisetzung von Strahlen oder einer Niederdruckfreisetzung von Flüssigerdgas oder flüssigem Stickstoff geschützt sind, führen können. ISO 20088-2 deckt Expositionsbedingungen der Dampfphase als Folge einer Strahlfreisetzung oder einer Niederdruckfreisetzung von Flüssigerdgas oder flüssigem Stickstoff ab.