淺談大容積LNG儲(chǔ)罐焊接施工質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

歐陽(yáng)凰生（江西省鄱陽(yáng)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(qiáng)（江西省鄱陽(yáng)湖液化天然氣有限公司，江西南昌 330029）

淺談大容積LNG儲(chǔ)罐焊接施工質(zhì)量控制及改進(jìn)措施

歐陽(yáng)凰生（江西省鄱陽(yáng)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(qiáng)（江西省鄱陽(yáng)湖液化天然氣有限公司，江西南昌 330029）

近幾年，我國(guó)液化天然氣（LNG）工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)大容積LNG儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量提出了更高的要求。本人結(jié)合內(nèi)陸某LNG項(xiàng)目2萬(wàn)立方米低溫儲(chǔ)罐的建造，了解項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐焊縫焊接的現(xiàn)狀，分析了存在的原因，重點(diǎn)介紹了焊接質(zhì)量控制的改進(jìn)措施，并通過(guò)關(guān)鍵工序的具體實(shí)施，提高了焊縫一次合格率，為今后類(lèi)似的大型LNG儲(chǔ)罐焊接施工提供參考經(jīng)驗(yàn)。

大容積；LNG儲(chǔ)罐；焊接質(zhì)量；改進(jìn)措施

LNG儲(chǔ)罐為大容積低溫危化品LNG儲(chǔ)存設(shè)備，LNG具有低溫、易燃易爆等特性［1］，因而LNG儲(chǔ)罐的建設(shè)運(yùn)營(yíng)顯得尤為重要。采用倒裝安裝工藝，內(nèi)外罐壁結(jié)構(gòu)型式的施工工序復(fù)雜、焊接作業(yè)量大、質(zhì)量要求高是大型LNG儲(chǔ)罐安裝工程的主要施工特點(diǎn)，對(duì)于大型低溫儲(chǔ)罐的安裝質(zhì)量來(lái)說(shuō)，焊接質(zhì)量是核心。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 焊接焊縫檢測(cè)

搜集了外罐焊縫檢測(cè)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(guó)家規(guī)范要求的96%。

1.2 焊縫質(zhì)量

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

2 原因分析

2.1 氣孔產(chǎn)生的原因［2］

焊接過(guò)程中由于防風(fēng)措施不合格，熔池混入氣體；焊接材料沒(méi)有經(jīng)過(guò)烘焙或烘焙不符合國(guó)家規(guī)范的要求，焊絲清理不干凈，在焊接過(guò)程中自身產(chǎn)生氣體進(jìn)入熔池；焊件清理不干凈；雜質(zhì)在焊接高溫時(shí)產(chǎn)生氣體進(jìn)入熔池等。

2.2 夾渣產(chǎn)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(guò)程中藥皮脫落在熔池中，電弧過(guò)長(zhǎng)、焊接角度不對(duì)、焊層過(guò)厚、焊接速度過(guò)快等導(dǎo)致熔池中熔化的雜質(zhì)未浮出而熔池凝固。

2.3 咬邊產(chǎn)生的原因［4］

咬邊現(xiàn)象即焊縫與母材熔合不好，出現(xiàn)溝槽的現(xiàn)象。焊接線(xiàn)能量較大，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊條角度不當(dāng)，焊絲送進(jìn)速度過(guò)快或過(guò)慢等是造成咬邊現(xiàn)象的主要原因。

3 改進(jìn)措施

3.1 提高焊接作業(yè)施工環(huán)境

風(fēng)速大易造成偏弧，天氣冷易產(chǎn)生冷裂紋，濕度高會(huì)易致氫脆。搭設(shè)防風(fēng)棚，在風(fēng)速較高的環(huán)境中嚴(yán)禁施工，下雨時(shí)不施工。

3.2 嚴(yán)格焊接材料管理制度

焊材使用前須按照國(guó)家規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的烘焙，建立完整的發(fā)放制度，干燥程度未達(dá)到要求或藥皮脫落的焊條的不得使用于焊接作業(yè)中。

3.3 焊前清理

在焊縫組對(duì)前對(duì)焊縫進(jìn)行清理并檢查，確保焊件坡口周?chē)?0—15mm范圍內(nèi)打磨清理干凈直至發(fā)出金屬光澤。

3.4 嚴(yán)格焊接工藝

嚴(yán)格要求焊工焊接作業(yè)，選用合適的焊接線(xiàn)能量參數(shù)，焊接速度不能過(guò)快，掌握焊弧長(zhǎng)度。手工氬弧焊焊工應(yīng)控制保護(hù)氣流流量，且氬氣純度滿(mǎn)足焊接要求標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 強(qiáng)化焊后監(jiān)管

對(duì)焊接完成后需對(duì)焊縫錯(cuò)邊量進(jìn)行抽檢，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙要求后方可進(jìn)行焊接。對(duì)于存在氣孔、夾渣、咬邊等不合格焊縫應(yīng)進(jìn)行打磨補(bǔ)焊，直至滿(mǎn)足圖紙要求。所有焊縫進(jìn)行編號(hào)記錄，對(duì)于一次焊接探傷檢測(cè)后不合格焊縫對(duì)應(yīng)的焊工，根據(jù)不合格量進(jìn)行重新考試，或更換焊工。

4 措施實(shí)施

4.1 焊前考核

對(duì)進(jìn)場(chǎng)作業(yè)焊工進(jìn)行資質(zhì)審查并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考試，縱縫焊接、橫縫焊接、立縫焊接等多種作業(yè)條件焊接，焊接合格后方可進(jìn)行施工作業(yè)。

4.2 管控焊材

焊接材料采用專(zhuān)業(yè)烘干，制定嚴(yán)格的發(fā)放制度，減少焊條、焊絲在焊接過(guò)程中對(duì)焊縫產(chǎn)生的不利影響。

4.3 母材保護(hù)

所有成品板材進(jìn)行有效保護(hù)，防止雜物污染坡口，有效保護(hù)板材避免產(chǎn)生機(jī)械劃傷。

4.4 隨機(jī)抽檢

需對(duì)焊縫錯(cuò)邊量進(jìn)行抽檢，抽檢結(jié)果滿(mǎn)足圖紙要求后方可進(jìn)行焊接作業(yè)

4.5 第三方檢測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，儲(chǔ)罐外罐須進(jìn)行10%的無(wú)損探傷檢測(cè)，內(nèi)罐進(jìn)行100%無(wú)損探傷檢測(cè)，以確保儲(chǔ)罐安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)圖紙要求。此外，為進(jìn)一步加強(qiáng)儲(chǔ)罐施工質(zhì)量管理，還另委托第三方檢測(cè)單位對(duì)所有焊縫進(jìn)行隨機(jī)抽取檢測(cè)并出具檢測(cè)報(bào)告。

4.6 交流總結(jié)

在儲(chǔ)罐內(nèi)、外罐安裝完成后組織施工單位、監(jiān)理單位以及第三方檢測(cè)單位的技術(shù)人員對(duì)所有片子進(jìn)行評(píng)審，總結(jié)儲(chǔ)罐安裝過(guò)程中的主要問(wèn)題及其影響。

5 改進(jìn)成果

經(jīng)過(guò)上述控制及改進(jìn)措施，對(duì)內(nèi)罐拍片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)總結(jié)，內(nèi)罐共拍片5246張，其中返修26張，一次焊接合格率達(dá)到99.5%，提高了焊接質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

由于有針對(duì)性采取了改進(jìn)措施，強(qiáng)化了關(guān)鍵工序的控制，一次性焊接合格率達(dá)到99.5%，所有焊縫全部合格，總體質(zhì)量控制良好。為進(jìn)一步加強(qiáng)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)，確保儲(chǔ)罐安全運(yùn)營(yíng)，還需采取以下措施：所有焊縫須進(jìn)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(zhì)量；試運(yùn)營(yíng)前承包單位以氮?dú)鉃槌溲b氣體，檢測(cè)儲(chǔ)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(shù)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)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(fù)［J］.石油化工建設(shè)，2007.

［3］李國(guó)慶，劉永慶，王振，王蘇峰.球罐自動(dòng)焊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析［A］.第四屆石油工程焊接技術(shù)交流研討會(huì)論文集［C］，2006年.

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