提高低压储罐抗压环施工质量

2022-09-11

前言

施工3000m3低压储罐抗压环时给了我们很大的技术考验, 由于抗压环是该低压储罐的主要承重件, 罐顶的质量直接承载在抗压环上, 抗压环的施工质量直接影响该储罐的施工质量甚至运行安全。低压储罐采用δ=36mm、Q345R钢板制作的抗压环作为连接件连接壁板与罐顶板, 竖向抗压环位于罐顶圈壁板上, 径向抗压环与水平成37°角连接竖向抗压环与罐顶瓜皮板, 由于钢板厚, 焊接应力大, 抗压环变形量大, 影响后续罐顶及罐壁施工。为了确保在施工过程中提高焊接质量, 控制焊接变形, 减少焊接应力, 采取焊接时对称焊接、分段跳焊, 预制时采取严格检验措施, 焊接前充分预热的方法, 攻克了焊接变形和焊接应力控制的难题, 为后续施工打下坚实质量基础。以下简要介绍此次施工工艺, 仅供交流参考。

一、影响施工精度的分析

2013年5月6日, 第一台低压储罐罐壁完成, 开始安装抗压环, 在焊接完竖向抗压环后发现角焊缝变形严重, 直接导致第一圈壁板 (δ=9mm) 被动变形。质检人员对焊接完成抗压环随机抽查了50个检查点, 归纳整理出4类问题, 分别是内表面半径超差、垂直度超差、焊缝的角变形超差、罐壁局部凹凸度超差。其中焊缝的角变形、半径超差与罐壁局部凹凸度问题最为突出, 这两项因素占总缺陷频数的80%, 由此可以看出焊接变形是影响抗压环施工精度的主要因素。

根据关联图, 我们对影响抗压环施工质量的原因进行分析, 详见要因确认表:

经过分析验证和确认到找了影响抗压环安装质量的3个主要原因:焊接方法不得当;抗压环弧度不够;预热措施不到位。

二、对策实施

1. 改变焊接方法, 针对后壁焊接使用相应措施

由于焊接竖向抗压环选用Q345Rδ=36mm钢板, 针对厚壁钢板我们改变焊接方式, 在焊工分布上及焊接方式上做了相应的调整。

(1) 抗压环焊接材质分析

抗压环材质为δ=36mm Q345R钢板, 第一圈壁板为δ=9mm Q345R钢板

(2) 焊接工艺

抗压环对接焊缝开双V型坡口, 抗压环与第一圈壁板采用单面V型破口, 选用焊条E5015方法, 焊接时加快焊接速度, 并且多道焊, 减少热输出量。

(3) 制定合理的焊接顺序

立焊缝焊接采用逐步退焊法和对称焊焊法, 使温度分布较均匀, 对称焊使焊道引起的变形相互抵消, 尽而减少了焊接应力和变形。竖向抗压环共8道立缝, 施焊顺序由4名焊工进行对称同步焊接, 分别站在0°、90°、180°、270°, 顺时针旋转焊接下一道口。焊接后经100%射线探伤检测, 全部为Ⅰ级片。

实施效果:经过此合理焊接工艺实施后焊接角变形量控制在5mm左右。

2. 对抗压环预制滚弧质量加强监控

(1) 抗压环滚弧预制

滚弧前对滚板机进行检查, 确保机器运转正常, 能保持连续作业。清理滚子上杂物, 防止滚板时伤到母材。现场配备符合图纸要求弧度的验弧板, 并且验弧板需经过检定部门检定方能使用。现场质检员履行好职责, 对每一块预制板做到不符合弧度要求不下机器。

(2) 成品保护

对于成型合格的抗压环应做到成品保护措施到位, 制作存放胎具时应选用质量优良的型材, 确保抗压环存放不会以为胎具的不合格影响安装质量。因为时值春季, 用棉被覆盖, 放置早晚温差影响抗压环弧度

实施效果:经过次成品保护措施, 焊接时抗压环弹性形变减少, 局部凹凸度控制在8mm以内。

3. 严管预热关

由于本低压储罐采用Q345R材质钢板, 根据NBT47015规范要求, 径向抗压环、竖向抗压环按焊前预热, 预热温度80℃, 采用液化气瓶现场火焰进行加热;焊后缓冷工艺施工, 后热温度范围为200~350℃, 保温时间不少于30min。时值春季, 早起施工时更应保证抗压环预热温度, 现场质检员使用红外线测温仪时刻保证预热及缓冷质量。