淺談大容積LNG儲罐焊接施工質量控制及改進措施

歐陽凰生（江西省鄱陽湖液化天然氣有限公司，江西南昌 330029）

劉福英（江西省天然氣有限公司，江西南昌 330029

付強（江西省鄱陽湖液化天然氣有限公司，江西南昌 330029）

淺談大容積LNG儲罐焊接施工質量控制及改進措施

歐陽凰生（江西省鄱陽湖液化天然氣有限公司，江西南昌 330029）

劉福英（江西省天然氣有限公司，江西南昌 330029

付強（江西省鄱陽湖液化天然氣有限公司，江西南昌 330029）

近幾年，我國液化天然氣（LNG）工業的快速發展對大容積LNG儲罐的焊接質量提出了更高的要求。本人結合內陸某LNG項目2萬立方米低溫儲罐的建造，了解項目儲罐焊縫焊接的現狀，分析了存在的原因，重點介紹了焊接質量控制的改進措施，并通過關鍵工序的具體實施，提高了焊縫一次合格率，為今后類似的大型LNG儲罐焊接施工提供參考經驗。

大容積；LNG儲罐；焊接質量；改進措施

LNG儲罐為大容積低溫危化品LNG儲存設備，LNG具有低溫、易燃易爆等特性［1］，因而LNG儲罐的建設運營顯得尤為重要。采用倒裝安裝工藝，內外罐壁結構型式的施工工序復雜、焊接作業量大、質量要求高是大型LNG儲罐安裝工程的主要施工特點，對于大型低溫儲罐的安裝質量來說，焊接質量是核心。

1 現狀分析

1.1 焊接焊縫檢測

搜集了外罐焊縫檢測效果，探傷拍片共拍951張，返修15張，焊接一次合格率98.4%，大于國家規范要求的96%。

1.2 焊縫質量

焊縫在焊接過程中因熔池中的氣體未完全溢出而熔池已經凝固而產生的孔隙現象。在焊接過程中熔池中含有部分夾雜物，焊縫凝固后形成的夾渣現象。另外，在外罐安裝焊接作業過程中除了孔隙、夾渣現象外還存在少量咬邊現象。

2 原因分析

2.1 氣孔產生的原因［2］

焊接過程中由于防風措施不合格，熔池混入氣體；焊接材料沒有經過烘焙或烘焙不符合國家規范的要求，焊絲清理不干凈，在焊接過程中自身產生氣體進入熔池；焊件清理不干凈；雜質在焊接高溫時產生氣體進入熔池等。

2.2 夾渣產生的原因［3］

焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過程中藥皮脫落在熔池中，電弧過長、焊接角度不對、焊層過厚、焊接速度過快等導致熔池中熔化的雜質未浮出而熔池凝固。

2.3 咬邊產生的原因［4］

咬邊現象即焊縫與母材熔合不好，出現溝槽的現象。焊接線能量較大，電弧過長，焊條角度不當，焊絲送進速度過快或過慢等是造成咬邊現象的主要原因。

3 改進措施

3.1 提高焊接作業施工環境

風速大易造成偏弧，天氣冷易產生冷裂紋，濕度高會易致氫脆。搭設防風棚，在風速較高的環境中嚴禁施工，下雨時不施工。

3.2 嚴格焊接材料管理制度

焊材使用前須按照國家規范進行嚴格的烘焙，建立完整的發放制度，干燥程度未達到要求或藥皮脫落的焊條的不得使用于焊接作業中。

3.3 焊前清理

在焊縫組對前對焊縫進行清理并檢查，確保焊件坡口周圍10—15mm范圍內打磨清理干凈直至發出金屬光澤。

3.4 嚴格焊接工藝

嚴格要求焊工焊接作業，選用合適的焊接線能量參數，焊接速度不能過快，掌握焊弧長度。手工氬弧焊焊工應控制保護氣流流量，且氬氣純度滿足焊接要求標準。

3.5 強化焊后監管

對焊接完成后需對焊縫錯邊量進行抽檢，滿足設計圖紙要求后方可進行焊接。對于存在氣孔、夾渣、咬邊等不合格焊縫應進行打磨補焊，直至滿足圖紙要求。所有焊縫進行編號記錄，對于一次焊接探傷檢測后不合格焊縫對應的焊工，根據不合格量進行重新考試，或更換焊工。

4 措施實施

4.1 焊前考核

對進場作業焊工進行資質審查并進行現場考試，縱縫焊接、橫縫焊接、立縫焊接等多種作業條件焊接，焊接合格后方可進行施工作業。

4.2 管控焊材

焊接材料采用專業烘干，制定嚴格的發放制度，減少焊條、焊絲在焊接過程中對焊縫產生的不利影響。

4.3 母材保護

所有成品板材進行有效保護，防止雜物污染坡口，有效保護板材避免產生機械劃傷。

4.4 隨機抽檢

需對焊縫錯邊量進行抽檢，抽檢結果滿足圖紙要求后方可進行焊接作業

4.5 第三方檢測

根據設計圖紙要求，儲罐外罐須進行10%的無損探傷檢測，內罐進行100%無損探傷檢測，以確保儲罐安裝質量符合設計圖紙要求。此外，為進一步加強儲罐施工質量管理，還另委托第三方檢測單位對所有焊縫進行隨機抽取檢測并出具檢測報告。

4.6 交流總結

在儲罐內、外罐安裝完成后組織施工單位、監理單位以及第三方檢測單位的技術人員對所有片子進行評審，總結儲罐安裝過程中的主要問題及其影響。

5 改進成果

經過上述控制及改進措施，對內罐拍片進行統計總結，內罐共拍片5246張，其中返修26張，一次焊接合格率達到99.5%，提高了焊接質量。

6 結語

由于有針對性采取了改進措施，強化了關鍵工序的控制，一次性焊接合格率達到99.5%，所有焊縫全部合格，總體質量控制良好。為進一步加強焊接質量檢驗，確保儲罐安全運營，還需采取以下措施：所有焊縫須進行酸洗，使焊縫表面鈍化，降低腐蝕速率，從而提升總體焊接質量；試運營前承包單位以氮氣為充裝氣體，檢測儲罐整體密封性能，以確保所有焊縫符合圖紙密封性能要求。

［1］顧安忠.液化天然氣技術手冊［M］.北京：機械工業出版社，2010，（2）.

［2］張春華，張文，巨一浪，劉洪霞，周濤.厚壁容器焊接的缺陷原因分析及修復［J］.石油化工建設，2007.

［3］李國慶，劉永慶，王振，王蘇峰.球罐自動焊技術的優勢分析［A］.第四屆石油工程焊接技術交流研討會論文集［C］，2006年.

［4］盧振洋.焊縫咬邊形成機理及高速焊工藝研究［D］.北京工業大學，2006年.