低溫儲(chǔ)罐設(shè)備安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

陳玉芳

（天津大港油田集團(tuán)建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，天津 300280）

0 引言

針對(duì)低溫儲(chǔ)存的特殊物性要求，LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然氣）儲(chǔ)存系統(tǒng)均采用9%Ni鋼材的鋼板或鋼管、不銹鋼等，主要采用4種方式來進(jìn)行過程控制，即文件審核、見證檢查、監(jiān)控檢查、不合格品的處理追蹤。

1 原材料及焊接材料驗(yàn)收

（1）低溫鋼板和低溫焊接材料的質(zhì)量證明文件應(yīng)標(biāo)明鋼號(hào)、規(guī)格、化學(xué)成分、力學(xué)性能、低溫沖擊韌性值、供貨狀態(tài)及材料的制造標(biāo)準(zhǔn)，其特性數(shù)據(jù)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并滿足設(shè)計(jì)文件的要求，對(duì)質(zhì)量證明文件的特性數(shù)據(jù)有疑問時(shí)，應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)或原材料質(zhì)量確認(rèn)；低溫儲(chǔ)罐用的鋼板，要求逐張進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并重點(diǎn)抽查鋼板表面是否有裂紋、拉裂、氣泡、折疊、結(jié)疤和壓入的氧化鐵皮，是否有分層；實(shí)際負(fù)偏差是否符合鋼板產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許值；鋼板表面是否有禁止的機(jī)械劃傷現(xiàn)象。

（2）低溫用鋼板、鋼管及管件，除因截面尺寸太小無法量?。?×10×55）mm小尺寸試樣的情況外，必須按要求進(jìn)行低溫夏比（V形缺口）沖擊試驗(yàn)。

（3）國外材料應(yīng)符合合同規(guī)定的材料標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)按相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

（4）9%Ni鋼宜選用鉻鎳奧氏體焊條或鎳基合金焊條。按照焊接工藝評(píng)定確定的焊接方式和焊接材料進(jìn)行控制和檢查。

（5）進(jìn)口焊接材料按照出廠說明書及質(zhì)量文件進(jìn)行檢查驗(yàn)收。國產(chǎn)焊條質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行的《低合金鋼焊條》和《低溫鋼焊條》的規(guī)定；國產(chǎn)焊絲應(yīng)符合國家現(xiàn)行《焊接用鋼絲》的規(guī)定。

（6）焊絲在使用前仔細(xì)清理去除其表面的銹蝕、油污等雜質(zhì)且使用前應(yīng)調(diào)直。

（7）鎢極氣體保護(hù)焊所用的氬氣純度≥99.96%。

（8）內(nèi)罐材料是9%Ni不銹鋼板，因此在預(yù)制、運(yùn)輸和安裝時(shí)，必須采取特殊措施，避免不銹鋼材料與碳素鋼材料接觸，以防因滲碳影響不銹鋼防銹性能。

2 底板變形量

（1）9%Ni底板厚度薄，在運(yùn)輸、吊運(yùn)、儲(chǔ)存過程中易造成彎曲變形，因此在進(jìn)場(chǎng)時(shí)，根據(jù)規(guī)范、技術(shù)規(guī)程要求檢查鋼板的水平度。

（2）吊運(yùn)時(shí)，多吊點(diǎn)，核算受力分部，均勻分配載荷，以防鋼板在吊運(yùn)過程中應(yīng)力集中造成鋼板變形。鋼板吊裝時(shí)采用6點(diǎn)式吊裝（3組板卡，每組2個(gè)）進(jìn)行。對(duì)于只切割下料沒有銑邊的鋼板，6點(diǎn)吊裝時(shí)不需要特別保護(hù)；對(duì)于已經(jīng)銑邊的鋼板，吊裝時(shí)在吊點(diǎn)的位置加裝橡膠護(hù)套，保證坡口不受破壞。

（3）底板預(yù)制邊緣板幾何尺寸允許偏差，見表1。

表1 底板預(yù)制邊緣板幾何尺寸允許偏差

（4）中幅板預(yù)制后的允許偏差，見表2。幾何尺寸測(cè)量部位，見圖1。

表2 中幅板預(yù)制后的允許偏差

圖1 中幅板幾何尺寸測(cè)量部位

（5）其他06Ni9DR鋼板加工允許偏差，見表3。

表3 其他06Ni9DR鋼板加工允許偏差

（6）底板焊接時(shí)，焊工應(yīng)按焊接工藝指導(dǎo)書中的參數(shù)施焊，同時(shí)采取預(yù)防焊接變形的措施，如退步焊斷續(xù)焊、反變形、剛性固定等。

（7）采取控制焊接變形的措施必須等焊縫自然冷卻后方可撤銷，往往焊縫施焊完成后，施工單位就將控制措施撤銷，并未完全取得效果。

3 罐頂、內(nèi)懸掛頂、其他構(gòu)件預(yù)制

（1）采用型材制作的拱頂梁宜用高頻熱煨成型，成型后用弧型樣板檢查其間隙，拱頂梁的聯(lián)接形式和檢驗(yàn)要求應(yīng)按設(shè)計(jì)文件的規(guī)定進(jìn)行施工和檢查。

（2）內(nèi)懸掛頂鋪板采用平板結(jié)構(gòu)時(shí)，可按條形或人字型結(jié)構(gòu)排板。

（3）加強(qiáng)圈等弧型構(gòu)件的成型，宜采用冷加工，若采用熱煨成型的構(gòu)件，不得有過燒現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)減薄量進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量。

（4）弧型構(gòu)件成型后，應(yīng)重點(diǎn)檢查翹曲變形的程度。

4 低溫儲(chǔ)罐預(yù)制構(gòu)件

（1）檢查全部構(gòu)件是否按設(shè)備位號(hào)、排板圖進(jìn)行編號(hào)，并用油漆或記號(hào)筆做出明顯標(biāo)記。

（2）審查預(yù)制承包商提供和提交的質(zhì)量證明文件是否齊全，應(yīng)包括預(yù)制構(gòu)件清單、材料質(zhì)量證明文件、預(yù)制件質(zhì)量證明文件、排板圖、設(shè)計(jì)修改文件。

5 罐底組裝過程

（1）巡視檢查低溫儲(chǔ)罐安裝過程中是否有損壞基礎(chǔ)現(xiàn)象，如若發(fā)現(xiàn)及時(shí)修復(fù)。

（2）按平面圖標(biāo)明的方位，檢查儲(chǔ)罐基礎(chǔ)上確定罐底中心位置的十字交叉線是否垂直。檢查罐底中心板上的十字線是否與基礎(chǔ)中心十字線相重合。

（3）檢查以邊緣板鋪設(shè)外半徑Rc為半徑，畫出的邊緣板鋪設(shè)外圓尺寸是否符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。

（4）安裝時(shí)，第一塊邊緣板的起始角度要符合排版圖及圖紙要求尺寸，三層板的切角及接縫之間的距離，焊縫的真空試驗(yàn)包括焊腳高度、每道焊縫的層數(shù)均應(yīng)符合圖紙及規(guī)范的要求。

（5）搭接接頭的罐底板組裝重點(diǎn)控制搭接接頭三層板重疊部分切角長度，是否在上層底板鋪設(shè)前先焊接了被上層底板覆蓋部分的角焊縫，是否清潔了焊道并按施焊要求作業(yè)。

（6）罐底板對(duì)接焊縫完全焊透后應(yīng)檢查磨平情況和質(zhì)量。對(duì)接接頭的間隙應(yīng)從焊接方法、鋼板厚度等方面確定質(zhì)量控制的要求。底板對(duì)接焊縫應(yīng)與墊板完全焊透。

6 罐壁組裝過程

（1）罐壁組裝前應(yīng)逐張檢查壁板預(yù)制質(zhì)量，合格后方可允許組裝。

（2）罐壁組裝過程中，應(yīng)檢查工程承包商采取防止風(fēng)力等可能造成罐壁失穩(wěn)破壞的措施是否安全、可靠。

（3）復(fù)核內(nèi)容：幾何尺寸、坡口角度、表面腐蝕程度、樣板的曲率半徑。

（4）與墻襯板連接的外罐壁縱環(huán)預(yù)埋件的螺栓焊接及噴砂防腐包括頂部受壓區(qū)域的二層壁板及與拱頂連接的抗壓環(huán)板。

（5）安裝：審批吊裝方案。第一塊壁板的起始位置應(yīng)符合排版圖。安裝過程中的幾何尺寸控制-壁板縱縫與邊緣板縱縫的間距尺寸。

（6）對(duì)罐壁大角焊縫的氣壓試驗(yàn)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定（壓力值要記錄）。

（7）各圈安裝后，拆除卡具時(shí)，不得損傷母材，如有損傷，按規(guī)定程序進(jìn)行修補(bǔ)和檢查確認(rèn)。

（8）重點(diǎn)檢查底圈壁板組裝圓半徑的計(jì)算是否考慮了每條縱向焊縫焊接收縮量、縱向焊縫數(shù)、基礎(chǔ)坡度角。

（9）組裝底圈壁板時(shí)，在壁板與擋板之間要求增加組裝墊板，以控制焊接變形和移位發(fā)生。底圈壁板調(diào)整合格后抽取組裝墊板，進(jìn)行縱向焊縫焊接。

（10）逐圈監(jiān)控工程承包商按排版圖畫出上圈壁板縱向焊縫在下圈壁板上的安裝位置線是否正確。為了防止組裝偏差超標(biāo)和焊接位移，應(yīng)在上下壁板上安裝龍門板，利用備杠固定和調(diào)整上圈壁板，備杠間距控制在2 m范圍內(nèi)效果較理想。

（11）壁板上的加強(qiáng)圈應(yīng)在本圈壁板縱向焊縫和本圈壁板與下圈壁板的環(huán)向焊縫焊接完成并經(jīng)無損檢測(cè)合格后組對(duì)，在上圈與本圈壁板間的環(huán)向焊縫焊接后再進(jìn)行焊接。

（12）嚴(yán)格控制底圈壁板與邊緣板的組對(duì)焊接程序，是保證整個(gè)罐體穩(wěn)定和幾何尺寸的關(guān)鍵，應(yīng)做好5項(xiàng)控制：①按底圈壁板焊后實(shí)際周長，換算出底圈壁板內(nèi)半徑，以檢查圓為基準(zhǔn)進(jìn)行底圈壁板與罐底板的組對(duì)，組對(duì)定位焊宜在罐外側(cè)進(jìn)行；②組對(duì)后，在罐內(nèi)側(cè)安裝斜撐，斜撐的長度應(yīng)按焊機(jī)外形尺寸確定；③再焊接底圈壁板與邊緣板的角焊縫；④底圈壁板與邊緣板焊接后，將邊緣板未焊接部分找平并焊接；⑤組對(duì)邊緣板與中幅板并焊接，焊接后拆除斜撐。

7 焊接工藝控制

（1）低溫鋼焊接施工工藝是焊接作業(yè)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，施焊參數(shù)的穩(wěn)定是保證焊縫質(zhì)量的前題條件，施焊環(huán)境的控制是減少焊縫缺陷的有效控制條件。因此焊接施工工藝控制要點(diǎn)有以下內(nèi)容，見表4。

表4 焊接及工藝安裝過程控制主要質(zhì)量控制點(diǎn)

（2）低溫鋼管道底層焊道應(yīng)有采用鎢極氬弧焊，并宜在管內(nèi)充氬氣或采用其他背面保護(hù)措施。

（3）每條焊縫要求一次連續(xù)焊完，若因故被迫中斷，應(yīng)根據(jù)工藝要求采取緩冷措施防止裂紋的產(chǎn)生，繼續(xù)施焊前必須對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，確認(rèn)無裂紋后方可按原工藝施焊。

（4）焊接時(shí)，不得在焊件表面引弧、收弧和試驗(yàn)電流。

（5）根據(jù)確定的焊接工藝評(píng)定結(jié)果需進(jìn)行后熱處理的低溫鋼，焊后應(yīng)立即對(duì)焊接接頭進(jìn)行均勻加熱，加熱溫度和保溫時(shí)間應(yīng)按焊接工藝說明書的要求進(jìn)行。