唐山LNG項(xiàng)目16萬(wàn)m3LNG儲(chǔ)罐施工控制要點(diǎn)

王杰夫，王明勝，劉建

中石油京唐液化天然氣有限公司，北京101100

唐山LNG項(xiàng)目16萬(wàn)m3LNG儲(chǔ)罐施工控制要點(diǎn)

王杰夫，王明勝，劉建

中石油京唐液化天然氣有限公司，北京101100

結(jié)合唐山LNG項(xiàng)目16萬(wàn)m3LNG儲(chǔ)罐的建造，介紹了儲(chǔ)罐內(nèi)罐建造工藝流程和06Ni9鋼焊接施工基本要求，詳細(xì)闡述了內(nèi)罐底板、壁板、大角焊縫、TCP的焊接施工，以及儲(chǔ)罐壓力試驗(yàn)等重點(diǎn)工序的施工要點(diǎn)。由于實(shí)施嚴(yán)格的過(guò)程控制，保質(zhì)保量地完成了LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐的施工，第1~4帶罐板焊接質(zhì)量一次合格率為98.96%，其他各項(xiàng)指標(biāo)均在受控范圍之內(nèi)。

LNG儲(chǔ)罐；06Ni9鋼內(nèi)罐；壁板；底板；TCP安裝；水壓試驗(yàn)

1 LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐構(gòu)成

唐山LNG項(xiàng)目16萬(wàn)m3LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐直接與LNG接觸，長(zhǎng)期服役于-162℃的低溫環(huán)境。內(nèi)罐由底板、罐壁板、加強(qiáng)圈、頂梁以及罐內(nèi)不銹鋼接管及附件組成。壁板分12帶，共267張鋼板，其最大、最小厚度分別為27.5、12mm，設(shè)3組加強(qiáng)圈、1組頂梁，還有二次底板、護(hù)角壁板、蓋板等。內(nèi)罐板材為06Ni9鋼。

2 06Ni9鋼板材的化學(xué)成分

06Ni9鋼板材的化學(xué)成分見(jiàn)表1，06Ni9鋼的導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)低，保溫性能好，具有良好的低溫韌性。在-196℃的低溫條件下其屈服強(qiáng)度、焊接性能等保持不變；但是鎳含量比一般合金鋼高200%以上，冶煉難度極高，且合金中的P、S、H、Si等成分若有一項(xiàng)控制不好就會(huì)影響產(chǎn)品整體質(zhì)量，熱處理比一般合金鋼制造更復(fù)雜，要求更嚴(yán)格。

表1 06Ni9板材的化學(xué)成分/%

3 施工控制要點(diǎn)

3.1 內(nèi)罐建造工藝流程（見(jiàn)圖1）

圖1 內(nèi)罐建造工藝流程

3.2 二次底板、底板施工（見(jiàn)圖2）

圖2 異型板與邊緣板焊接

（1）各塊邊緣板采用對(duì)接焊縫，并做100%射線檢測(cè)（RT）；中輻板與異形板，異型板與邊緣板之間采用搭接焊縫，特別注意異型板彎折處不允許錘擊，以免對(duì)母材造成損傷，需要用專門(mén)的卡具將異型板與邊緣板緊密貼合。

（2）二次底板的邊緣板組對(duì)點(diǎn)焊、固定好后吊至專門(mén)支架上，對(duì)焊縫背部清根，做PT和RT射線檢測(cè)。支架墊木塊用布條綁扎，避免與磁性物質(zhì)直接接觸。

（3）二次底板、底板（除邊緣板外）均存在三層板搭接的部位（見(jiàn)圖3）。安裝過(guò)程要保證搭接寬度（≥40 mm）、切角長(zhǎng)度和寬度；同時(shí)要解決被上層板底板覆蓋部分的角焊接頭未完全焊透，以及安裝過(guò)程中錘擊致母材受傷等細(xì)節(jié)問(wèn)題。

圖3 三層板搭接形式

（4）真空試漏。為保證搭接焊縫的焊接質(zhì)量，需要嚴(yán)格執(zhí)行真空試漏程序，做到自檢、專檢、聯(lián)檢相結(jié)合，將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。真空試漏時(shí)，一要控制檢查區(qū)域的環(huán)境溫度在5℃以上，并有適宜的光線，肥皂水在使用前要試驗(yàn)其效果；二要保證自制的真空檢測(cè)箱滿足檢測(cè)需要，真空試驗(yàn)壓力最小為55 kPa（G）；三要查出漏點(diǎn)后，以其為中心，對(duì)焊縫兩側(cè)打磨，打磨長(zhǎng)度不小于5 cm，按照WPS進(jìn)行返修，冷卻到常溫后再真空試漏，確認(rèn)合格為止。

3.3 內(nèi)罐壁板施工

3.3.1 內(nèi)罐壁板的安裝

豎向焊縫采用手工焊環(huán)縫埋弧自動(dòng)焊，且為多層多道焊（見(jiàn)圖4~5）。先焊接外側(cè)，內(nèi)側(cè)坡口經(jīng)清根（碳弧氣刨+砂輪打磨）和PT檢測(cè)合格后再施焊。焊縫、臨時(shí)工作卡具、支耳去除后的無(wú)損檢測(cè)與焊接同步進(jìn)行，問(wèn)題消除后再提升作業(yè)平臺(tái)。

內(nèi)罐第一帶壁板安裝后，需由質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)對(duì)罐體垂直度、橢圓度等進(jìn)行檢查，另外其大小門(mén)洞處的壁板也需安裝。在第三帶壁板焊接完成，且內(nèi)罐壁板預(yù)留門(mén)洞口支撐加固完成后，方可拆除第一、二帶壁板；小門(mén)洞壁板須在第二帶壁板安裝完成，且內(nèi)罐壁板預(yù)留門(mén)洞口支撐加固完成后拆除。

圖4 罐壁縱焊縫對(duì)接

圖5 罐壁環(huán)焊縫對(duì)接

3.3.2 大角焊縫焊接、檢測(cè)

3.3.2.1 工藝流程（見(jiàn)圖6）

圖6 內(nèi)罐壁板與內(nèi)罐邊緣板的角焊縫工藝流程

3.3.2.2 控制要點(diǎn)

內(nèi)罐壁板與罐底邊緣板焊接詳圖見(jiàn)圖7。

（1）第三帶壁板安裝后進(jìn)行角焊縫施焊，其無(wú)損檢測(cè)（PT）及氣密試驗(yàn)在底圈壁板、大小門(mén)洞壁板均安裝完畢后進(jìn)行。

（2）焊工均布于壁板圓周，且沿著同一方向施焊，第一層焊道采用分段跳焊和退步焊法。焊接后實(shí)際測(cè)量T型焊腳高度，必要時(shí)補(bǔ)焊修整。

（3）第一帶鋼板底部具有加工好的檢漏槽，便于通入壓縮空氣進(jìn)行試漏，試漏按照BS EN 14620.2-2006 9.9.2條要求進(jìn)行。

（4）T型焊縫的第一層焊縫PT檢測(cè)合格后，向檢漏槽通入不低于0.05 MPa的壓縮空氣，氣壓穩(wěn)定時(shí)，噴刷肥皂水檢測(cè)漏點(diǎn)。

圖7 內(nèi)罐壁板與罐底邊緣板焊接詳圖

3.4 熱角保護(hù)（TCP）施工

TCP壁板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8。

圖8 TCP壁板結(jié)構(gòu)

LNG儲(chǔ)罐護(hù)角包括帶邊緣板的二次底板、護(hù)角壁板與預(yù)埋于預(yù)應(yīng)力外罐壁板上的預(yù)埋板相焊接的蓋板，護(hù)角的鋼板材質(zhì)為06Ni9。

TCP施工流程見(jiàn)圖9。

圖9 熱角保護(hù)施工流程

3.4.1 護(hù)角壁板雙帶板預(yù)制

護(hù)角壁板雙帶板的預(yù)制要求：TCP板厚6 mm，在臨時(shí)支架上預(yù)制護(hù)角壁板雙帶板；帶墊板的單面焊接，對(duì)其焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè)（PT）；墊板對(duì)接焊縫表面須磨平，壁板豎向?qū)雍缚p焊后做PT檢測(cè)，合格后進(jìn)行真空試驗(yàn)。

3.4.2 熱角保護(hù)蓋板施工

熱角保護(hù)蓋板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖10。

（1）先對(duì)6#墊板與墻體預(yù)埋件施間斷焊，再組裝蓋板。單件蓋板兩兩組對(duì)焊接，做100%RT檢測(cè)。

（2）蓋板在地面兩兩組對(duì)并焊接檢測(cè)完畢后，再吊到TCP頂部進(jìn)行整體組對(duì)。對(duì)于此對(duì)接焊縫，由于6#墊板的存在及焊縫預(yù)埋件之間距離較短，無(wú)法進(jìn)行RT檢測(cè)。因此經(jīng)設(shè)計(jì)方同意，對(duì)于此對(duì)接焊縫只靠近TCP立板50mm內(nèi)焊縫進(jìn)行PT檢測(cè)；50mm以外焊縫仍然進(jìn)行RT檢測(cè)。

圖10 TCP蓋板結(jié)構(gòu)

3.5 儲(chǔ)罐壓力試驗(yàn)

為減少海水對(duì)內(nèi)罐的腐蝕需采取犧牲陽(yáng)極保護(hù)措施，并盡量縮短海水停留罐內(nèi)時(shí)間。試驗(yàn)工作重點(diǎn)是焊縫的嚴(yán)密性檢查和注、排水不同階段的沉降觀測(cè)。試驗(yàn)作業(yè)流程見(jiàn)圖11，試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表2。

圖11 儲(chǔ)罐壓力試驗(yàn)作業(yè)流程

表2 內(nèi)罐、外罐壓力試驗(yàn)參數(shù)

4 結(jié)束語(yǔ)

由于施工單位嚴(yán)格實(shí)施質(zhì)量作業(yè)相關(guān)程序和落實(shí)五級(jí)質(zhì)量監(jiān)管制度，唐山16萬(wàn)m3LNG儲(chǔ)罐06Ni9鋼內(nèi)罐的施工保質(zhì)保量地完成，第1~4帶罐板焊接質(zhì)量一次合格率為98.96%，其他各指標(biāo)均在受控范圍內(nèi)。

[1]王雄偉，張恒群，王利.大型LNG儲(chǔ)罐施工質(zhì)量控制[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（9）：207.

[2]周鵬舉，趙小瑩.大型LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐的安裝與質(zhì)量控制儲(chǔ)罐內(nèi)罐底板的施工順序及解決底板質(zhì)量問(wèn)題的控制措施[J].流程工業(yè)，2013（6）：44-45.

Key Control Points of 160 000 m3LNG Storage Tank Construction in TangshanLNG Project

Wang J iefu，Wang Mingsheng，LiuJ ian
PetroChina J ingtang LNG Co.，Ltd.，Beijing 101100，China

Combined withthe construction of 160 000 m3LNG storage tank，the innertank construction process flow and the basic requirement of 06Ni9 steel welding are presented，and the key points of important construction procedures such as the welding of inner tank bottom plates，wall plates，P-type seams and TCP as well as the tank pressure tests are illustrated.Because of elaborate and strict process control，the inner tank of the LNG storage tank is built with quality and quantity guaranteed，its primary qualified rate is 98.96%，the other indexes are allwithinthe controlranges.

LNG storage tank；06Ni9 steelinnertank；wallplate；bottom plate；TCP installation；hydrostatic test

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.03.021

王杰夫（1960-），男，遼寧錦州人，高級(jí)工程師，遼寧石油化工大學(xué)煉油化工機(jī)械專業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)從事LNG項(xiàng)目施工及質(zhì)量管理工作。

2014-08-22