lng低溫儲罐9%ni鋼焊接控制要點分析

1、<p>　　LNG低溫儲罐9%Ni鋼焊接控制要點分析</p><p>　　[摘 要]結(jié)合某沿海地區(qū)LNG項目16萬立方低溫儲罐的施工，分析了9%Ni鋼的特點，介紹了9%Ni鋼焊接控制要點及焊后質(zhì)量控制要求。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]LNG儲罐；9%Ni鋼；焊接控制要點 </p><p>　　中圖分類號：TV91；TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號

2、：1009-914X（2015）36-0271-01 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　9%Ni鋼的焊接是LNG工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文以某LNG項目儲罐為基礎(chǔ)，研究LNG儲罐9%Ni鋼焊接控制要點，本項目儲罐型式為全容式雙層低溫儲罐，LNG儲罐單罐容積16×104m3，內(nèi)罐內(nèi)徑為80m，內(nèi)罐高度為36.1m，設(shè)計溫度為-

3、165℃，內(nèi)罐設(shè)計承裝冷凍介質(zhì)LNG，內(nèi)罐及護(hù)角材質(zhì)為9%Ni鋼。 </p><p>　　1 LNG儲罐用9%Ni鋼介紹 </p><p>　　目前低溫壓力儲罐的制造材料以9%Ni鋼為主，9%Ni鋼焊接主要是保證焊接接頭的低溫韌性，并采用有效的措施防止冷、熱裂紋，克服焊接時電弧的電弧磁偏吹等問題，這也是焊接工藝控制的要點。 </p><p>　　1.1 焊接熱裂紋

4、</p><p>　　熱裂紋是一種危險的焊接缺陷，應(yīng)力、化學(xué)成分、雜質(zhì)的數(shù)量和分布與熱裂紋的產(chǎn)生有著一定的關(guān)系。熱裂紋一般都沿晶界開裂，在定位焊縫和打底焊縫中也容易產(chǎn)生熱裂紋。 </p><p>　　所以，為了防止熱裂紋，首先要使焊接區(qū)域坡口邊緣不能有油脂、水銹和其他贓物，盡量減少焊縫中的雜質(zhì)；采用多層焊法時，一定要錯開各層之間的接頭，同時在焊接時要減少接頭；弧坑缺陷要在接頭焊接前磨去。

5、</p><p>　　1.2 焊接冷裂紋 </p><p>　　焊接冷裂紋的產(chǎn)生與焊接接頭拘束應(yīng)力的大小、含氫量及其分布三大要素有關(guān)。相比其他低合金鋼，9%Ni鋼的抗冷裂的能力較好，冷裂紋一般不會在低氫情況下出現(xiàn)。但如果選擇了不當(dāng)?shù)暮附訁?shù)或者在氫含量高的情況下，會產(chǎn)生一定的冷裂紋。防止焊接冷裂紋就需要在焊接時控制環(huán)境濕度、溫度，注意焊條的烘干，嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程執(zhí)行。 </p&g

6、t;<p>　　1.3 焊接接頭的低溫韌性 </p><p>　　在焊縫、熔合區(qū)和粗晶區(qū)都有可能存在9%Ni鋼焊接的低溫韌性問題。采用的焊接材料類型影響著焊縫金屬與熔合區(qū)的低溫韌性，而焊接熱輸入、層間溫度則影響著粗晶區(qū)的低溫韌性。在施工過程中，應(yīng)該減小熱輸入，采用多道焊、多層焊，嚴(yán)格控制層間溫度和熱輸入，從而保證低溫韌性。 </p><p>　　1.4 焊接電弧的磁偏吹 &l

7、t;/p><p>　　9%Ni鋼是強磁性材料，在焊接過程中容易產(chǎn)生氣孔、夾渣、未焊透等情況，造成電弧的磁偏吹。為避免磁偏吹，可以對母材進(jìn)行消磁處理并采用交流焊接。 </p><p>　　2 LNG儲罐9%Ni鋼焊接控制要點 </p><p>　　目前9%Ni鋼的焊接考慮到LNG儲罐的焊接工作量大應(yīng)用的方法主要有：焊條電弧焊（SMAW）、埋弧自動焊（SAW）。在壁板的橫縫

8、焊接過程中主要使用埋弧自動焊，而在焊接壁板的底板、立縫、角保護(hù)板、大角縫時主要使用手工電弧焊。 </p><p>　　2.1 焊接環(huán)境的基本要求 </p><p>　?。?）如果準(zhǔn)備焊接材料的表面有潮濕情況是，不能進(jìn)行焊接。 </p><p>　?。?）當(dāng)遇到大風(fēng)、雨雪天氣時，應(yīng)該采取措施正確保護(hù)焊工和工件，否則不能進(jìn)行焊接。 </p><p&g

9、t;　?。?）焊接作業(yè)不能在母材溫度低于零下10攝氏度的情況下進(jìn)行。如果溫度大于零下10攝氏度并小于10攝氏度時，應(yīng)當(dāng)對焊縫附近一定范圍（距焊縫4倍板厚和75毫米之間的大值）的表面預(yù)熱到10攝氏度以上。 </p><p>　?。?）如果環(huán)境溫度高于10攝氏度，則不需要加熱，但如果有可見的濕氣，也應(yīng)該進(jìn)行加熱去除。 </p><p>　　2.2 內(nèi)罐底板焊接 </p><

10、p>　　內(nèi)罐底板焊接使用焊條電弧焊（SMAW），焊接時依據(jù)《焊接工藝評定報告》編制的焊接作業(yè)指導(dǎo)書及焊接工藝卡進(jìn)行焊接作業(yè)。焊接時首先將內(nèi)罐邊緣板的對接焊縫焊接完成。 </p><p>　　內(nèi)罐底板組對、焊接控制要點： </p><p>　?。?）緣板板厚б=22mm，坡口為單面V型對接口，焊接時為1G的平焊+4G的封底焊。 </p><p>　　（2）邊緣板

11、的焊接優(yōu)先采用整圈邊緣板組對完成后，安排焊工進(jìn)行對稱焊接的方式進(jìn)行，最大限度的減小焊接變形。 </p><p>　　（3）焊接時采用分段退步焊接。分段退步焊接方法焊接時做好反變形措施，可以墊高邊緣板焊接來抵消一部分焊接變形。4G位置焊接時需要將邊緣板墊高后進(jìn)行。 </p><p>　?。?）在組對過程中應(yīng)嚴(yán)格控制錯邊、坡口、鈍邊等組對參數(shù)。 </p><p>　　2

12、.3 內(nèi)罐壁板焊接 </p><p>　　內(nèi)罐壁板焊接分環(huán)縫和立縫。環(huán)縫的焊接采用埋弧自動焊（SAW）的方式，立縫焊接采用焊條電弧焊（SMAW）方式。 </p><p>　　內(nèi)罐壁組對、焊接控制要點： </p><p>　?。?）內(nèi)罐壁板組對之前，依據(jù)內(nèi)罐方位圖，將壁板豎向?qū)涌诘奈恢米龊脴?biāo)記。 </p><p>　?。?）內(nèi)罐壁板組對主要是

13、相鄰兩圈壁板間的環(huán)縫和同圈內(nèi)相鄰的兩張板間的立縫。各圈壁板間采用內(nèi)平齊的組對方式。 </p><p>　　（3）第一圈壁板吊裝前，在內(nèi)罐邊緣板上劃出壁板安裝的圓，理論安裝半徑R=40000mm，在邊緣板上劃出R=40000mm的圓，并在該圓上安裝擋板。 </p><p>　?。?）對組對完成的板進(jìn)行坡口角度、組對間隙、水平度、錯邊、垂直度等項目的檢查驗收，驗收合格后方能進(jìn)行焊接；組對間隙是

14、一個質(zhì)量控制點為，其中環(huán)向焊縫的組對間隙以≤2mm為宜；縱向焊縫的組對間隙為3mm。 </p><p>　?。?）焊接過程中必須嚴(yán)格按照工藝評定的參數(shù)來進(jìn)行。保證線能量的輸入不超標(biāo)。立縫的焊接采用3G位置的分段退步焊接。使用ENiCrMo-6直徑Φ=3.2mm的焊條。 </p><p>　　（6）環(huán)向焊縫的焊接為SAW埋弧自動焊，第一圈壁板在整體組對成圓后再進(jìn)行立縫的焊接，立縫焊接完成后，

15、利用全站儀將第二圈壁板起始安裝點，在第一圈壁板之上進(jìn)行第二圈壁板的組對。 </p><p>　?。?）焊前清除坡口兩側(cè)25mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹、水分、粉塵等影響焊接質(zhì)量的污物。 </p><p>　?。?）焊縫外觀應(yīng)飽滿，無明顯咬肉、飛濺、夾渣、弧坑等質(zhì)量缺陷。 </p><p>　　（9）鋼板坡口表面不得有夾渣、分層、裂紋、缺陷，坡口打磨使用專用不銹鋼砂輪。 &

16、lt;/p><p>　?。?0）對現(xiàn)場的焊接參數(shù)、工藝紀(jì)律進(jìn)行檢查，確保在工藝評定的規(guī)定之內(nèi)。 </p><p>　?。?1）發(fā)放前的焊條為真空包裝，領(lǐng)取后裝入焊條筒，焊接過程中保持焊條筒通電保溫。 </p><p>　?。?2）焊接完成后對縱焊縫角變形進(jìn)行測量。 </p><p>　　3.壁板焊接后質(zhì)量控制要求 </p><

17、p>　?。?）偏差在高度方向不應(yīng)大于50mm。 </p><p>　　（2）偏差在垂直度方向不應(yīng)大于50mm。 </p><p>　?。?）表面不應(yīng)有明顯的凹凸變形，板厚大于等于25mm時，應(yīng)小于10mm；板厚小于25mm時，應(yīng)小于13mm。 </p><p>　?。?）底圈壁板內(nèi)表面半徑，在距離罐底1000mm處測量，內(nèi)表面任意點半徑的允許偏差為±

18、30mm。 </p><p>　?。?）橢圓度：任意高度處，最大直徑與最小直徑的差值應(yīng)該小于200mm。 </p><p>　　（6）在組裝焊接后，用1米長的弧形樣板檢查縱焊縫角變形情況，應(yīng)符合下面的規(guī)定（表1）： </p><p>　　（7）焊后罐壁局部凹凸變形應(yīng)平緩，不應(yīng)突然起伏，用1m長的弧形樣板檢查應(yīng)符合下列規(guī)定（表2）： </p><p

19、>　?。?）罐底板局部最大凹凸變形不應(yīng)大于變形長度的2%，且不大于50mm。 </p><p><b>　　4 結(jié)論 </b></p><p>　　焊條電弧焊（SMAW）、埋弧自動焊（SAW）應(yīng)用于LNG低溫儲罐建設(shè)過程中的9%Ni鋼焊接，通過嚴(yán)格控制焊接過程，確保了焊接工程質(zhì)量，使16萬立方儲罐安裝順利完成，積累了寶貴的經(jīng)驗。 </p><