一、建設大型儲罐的意義
隨著中國經濟持續、快速、穩定和健康的發展,對能源特別是石油的需求不斷增加。據相關資料介紹,自1993年中國成為石油淨進口國開始,此後幾年,石油進口量每年遞增1000萬噸左右,石油對外依存度逐年攀升,目前已在50%左右。根據《全國礦產資源規劃2008-2015》預測,到2020年中國石油對外依存度將上升至60%。國際原油市場受政治、經濟、軍事形勢的影響,價格多變。在各種不確定因素依然存在的形勢下,保障我國原油穩定供應的難度加大。
為保證國家能源安全和企業的利益,規避國際市場原油供應的不確定因素和價格劇烈波動而造成的風險,建立一定規模的原油儲備設施,採購並保持一定規模的原油儲備,具有非常重要的政治意義和戰略意義。
2008年的一場世界範圍的金融危機肆虐,主要經濟體陷入衰退,國際油價在一定時期內的低位徘徊,主要設備、材料價格回落,為集團公司和國家儲備原油提供了絕佳機會。加之根據國家應對宏觀經濟形勢的相關政策,這幾年,國家和中石油在祖國各地建了多個原油儲備庫。也正為此,我們公司在這幾年間承建的10萬立方米的原油儲罐多達70多臺。
二、大型儲罐常用的施工工法
目前國內大型儲罐的施工工法主要有水浮正裝法、內腳手架正裝法施工、罐外壁或外壁掛三角架與罐壁小車行走正裝法、頂升倒裝法等;
1、充水正裝工藝主要利用浮船的上浮,作為施工平臺進行壁板的施工。
優點:施工中減少了高空作業,降低了施工難度;同時在施工過程中能夠同時進行罐基礎的沉降試驗,並檢查浮艙嚴密性和罐底的嚴密性。極大的減少了腳手架費用或頂升費用。
缺點:由於充水必須要在浮艙施工完成後才能進行,一定程度上也影響了罐壁的施工,每一圈的無損檢測必須在開始浮船上浮前完成;對一些工期較為緊張的工程,勢必造成工期上的困難。還有一些人士人為罐內壁長期在水中浸泡,增大了罐的腐蝕。水源缺少的地方也限制了這種施工工法的使用。
2 罐壁掛三角架與罐壁小車行走正裝法
優點:省時省費用;缺點:安全性得不到保障。在當前安全一票否決制的環境下難以推廣
2.1外壁掛三角架與罐壁小車行走正裝法
2.2 內外壁掛三角架與罐壁小車行走正裝法
3、液壓頂升法(電動導鏈提升法)
優點:所有作業均在地面施工,極大減少高空風險;
缺點:十萬罐重體自重過大,提升困難;自動焊焊接時有一點局限性,焊 接變形大;施工中需要專業頂升設備和脹圈。
4 罐外壁搭設腳手架及罐壁行走小車相結合正裝施工工法
施工方法中還有許中人心目中的桅杆法等等,但考慮到工程安全和工程質量以及工期進度。這幾年我們在國內施工統一採用了罐外壁搭設腳手架及罐壁行走小車相結合正裝法施工,每兩臺罐作為一個作業組由同一個安裝隊施,腳手架由專業施工隊伍來實施。
油罐壁板立縫採用氣電立焊,環縫採用埋弧自動焊,罐底邊緣板採用手工電弧焊焊接,中幅板採用CO2氣體保護焊打底、碎絲埋弧焊填充蓋面,大角縫採用手工焊打底、埋弧自動焊填充蓋面的焊接工藝,浮盤採用手工焊進行焊接。
三、儲罐焊接方法的選擇
1、焊縫分布圖
2、幾種主要焊接方法介紹
2.1、橫焊埋弧橫焊
2.1.1橫焊埋弧橫焊工藝原理 埋弧焊是以焊絲與焊件之間形成的電弧作為熱源,以覆蓋在電弧周圍的顆粒狀焊劑及熔渣作為保護介質,而實現的一種焊接方法。埋弧焊焊劑及熔化後形成的熔渣,起著隔絕空氣,使焊縫金屬免受大氣汙染的作用,同時也具有改善焊縫性能的作用。
橫縫埋弧焊是普通埋弧自動焊的一種特殊形式,用於焊接橫向水平直焊縫和橫向水平環焊縫,利用較小的焊接電源、電弧電壓和高的焊接速度,獲得在橫向上的焊縫成型。此機採用平特性焊接電源,等速送絲方式,反接。其焊接原理同普通埋弧焊相同,主要區別在於解決了熔化金屬和焊劑下淌的難題。
2.1.2橫向埋弧焊接施工中的注意事項
●坡口狀況要良好(坡口內要乾淨、根部間隙、錯邊等要校正合適;)
●焊絲的對正情況和焊劑的散布方法,最重的是第一層第一道的焊接接要特別留心。
●焊道外觀:採用比較高的速度焊接時,可能得到漂亮的最後層的焊道外觀,但是,僅考慮外觀,而採用太小的電流,高的速度(如60cm/min)焊接的話,會導致熱影響區硬化。進行彎曲試驗時將產生缺陷,故不希望焊成的焊道太小
2.1.3主要缺陷為:夾渣、裂紋、氣孔、咬邊和焊瘤
2.2 熔化極氣體保護焊
熔化極氣體保護焊是以可熔化的金屬焊絲作電極,並由氣體作保護的電弧焊。
3、焊接方法和焊接材料的選擇具體見下表(以下均以欽州中油庫備庫為例進行描述):
四 焊接施工的重點和難點
1 儲罐安裝工程的焊接施工的重點是壁板和大角焊縫的焊接。
2 儲罐焊接施工的難點是採用什麼樣的焊接設備、焊接方法來提高焊接一次合格率和焊接速度,以及如何採取實用的工卡具和焊接方法來更好地控制焊接變形。
3 焊接好罐外側第一層焊縫是控制橫縫質量的關鍵,尤為重要的是調節對準焊絲在坡口中的位置。焊接時若焊絲對準不好,則可能造成焊縫夾渣,熔化不良,產生裂紋及燒穿等缺陷,而且焊縫成型不良,還會給以後幾層焊縫的焊接帶來困難,所以在焊接時應注意調整好焊絲位置。
4 浮頂安裝前,要先確定好中心,在鋪設過程中,由於浮頂底板比較薄,焊接變形比較大,因此在安裝桁架與隔板之前要儘量少焊接,先只把桁架和底板壓到的地方先焊上,剩下的等桁架和隔板安裝好後再進行大面積焊接,以免焊接變形超差。
5 無論是手工焊還是自動焊,焊工應對稱分布,不能在短距離內連續進行幾遍焊接,避免因收縮不均勻而造成壁板下口橢圓度、或因輸入熱量太過集中使角縫產生角變形。
6 單臺罐主要鋼結構總重約2千噸;主要焊縫總長度約為9.8Km;各種焊材總用量29噸。各類焊材的控制亦是保證焊接質量關鍵所在。
五、焊接施工準備
1 焊工資質
現焊工資質確認的主要依據
《特種設備焊接操作人員考核細則》TSG Z6002-2010
《關於《特種設備作業人員監督管理辦法》的實施意見》質檢特函[2011]62號)
《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》國質檢鍋[2002]109號(作廢但要參使用至2016年4月30日)
問:
●取得手工焊立焊位置的焊工可以焊手工焊橫焊嗎?
●有一個焊工手水很高,但沒有焊工證,可以要求監理現場考試合格後進行儲罐的焊接嗎?
2 焊接工藝評定和產品焊接試板
儲罐施工前應按照國家現行的JB 4708-2000的標準和GB50128-2005附錄A的規定進行工藝評定。按設計要求進行產品焊接試板的制定。
●項目焊接責任工程師應根據焊接工藝評定報告(PQR)編寫焊接作業指導書(WPS)。這句話正確嗎?
●同一個項目施工中,焊接工藝評定報告(PQR)可以相互借用嗎?為什麼?
●對16MnR鋼的焊接,公司儲備的焊接工藝評定沒有預熱要求,而現場要求焊前預熱溫度為100-150℃;問是否需要重新進行焊接工藝評定?
3 焊材庫房管理
庫房設去溼機和溫溼度記錄儀,確保庫房溫度為5℃以上,溼度不超過60%,
焊材保管員每天應記錄(上午和下午兩次)焊材庫房的溫度、溼度情況。
所有入庫焊接材料均須有經材料責任工程師確認的真實質量證明書,入庫的
焊材要分類擺放整齊;焊材的堆放要離地、離牆300mm以上,以保證通風良好。
4 焊材的烘烤發放
4.1保管員應根據施工現場焊接材料需要,對焊材進行烘烤,使用前按產品說明書規定進行烘乾和使用。
4.2烘乾後的焊條應保存在100~150℃的恆溫箱中隨取隨用,焊條在現場使用時,應備有性能良好的保溫簡,超過允許使用時間(4小時)後須重新烘乾,焊條的烘烤次數不應超過2次。
4.3保管員應認真做好焊條烘烤記錄,應將焊條的種類、規格、數量、批號記、烘烤次數詳細記錄。
問●快下班了,可以使用別人領用但未用完的焊條嗎?
六、焊接施工過程管理
1現場環境要求(離待焊件1米處測量)
●相對溼度:<85%;
●風速:焊條電弧焊時≤8m/s,氣體保護焊時≤2m/s;
●天氣:無霧、無雨、無雪;。
●普通碳素鋼(Q235B)焊接時焊接環境溫度大於-20℃;
●低合金鋼(Q345R)焊接時焊接環境溫度大於-10℃;
●高強度鋼(12MnNiVR/08MnNiVR)焊接時焊接環境溫度大於10℃;
當現場環境不能滿足以上要求時,應採取搭設防風、防雨棚,加熱提高環境溫度、降低空氣相對溼度等措施後方可進行焊接施工。焊接前當焊件溫度0~-20℃時,對於不需要預熱的普通碳鋼和低合金鋼,應在始焊處100mm範圍內預熱到15℃以上。
2 坡口和預熱要求
焊接前應檢查組裝質量,清除坡口面及坡口兩側20 mm範圍內的泥砂、鐵鏽、水分和油汙等雜物,並應充分乾燥。
高強度鋼(12MnNiVR/08MnNiVR)在進行焊接前必須對鋼板進行預熱,預熱溫度在100~150℃;預熱範圍不得小於焊縫中心線各於100mm;焊接層間穩定不應低於預熱溫度,預熱溫度的測量應在距焊縫中心線50mm處對稱測量。在對厚度大於25mm的高強度鋼(12MnNiVR/08MnNiVR)焊縫進行碳弧氣刨或補焊時,也要對焊縫進行預熱,預熱要求同前。在高強度鋼(12MnNiVR/08MnNiVR)上點焊或與高強度鋼(12MnNiVR/08MnNiVR)組成異種鋼焊接接頭時,只對高強鋼一側進行預熱。預熱要求同前。
3.1中幅板焊接
3.1.1 焊接程序
3.1.2 接頭型式
中幅板焊接時,原則上應先焊短焊縫,後焊長焊縫,初層焊道應採用分段退焊或跳焊法;中幅板焊接應隔縫焊接,並且長縫焊接必須由中心向兩邊進行分段施焊;焊接時必須將相鄰的所有點焊鏟掉,並在焊接的接頭處加抗變形卡具,一發現變形,應從拱起處向兩邊焊接;中幅板與邊緣板的收縮縫應待大角縫焊完後,方可施焊,焊接時焊工對稱分布;中副板的焊接採用CO2氣體保護焊打底,埋弧自動焊填充蓋面,焊接參數和焊接材料見下:
3.1.3注意事項及質量保證措施
●墊板鋪設完畢後,墊板從中心向兩側各30mm範圍內用砂輪機將鐵鏽等影響焊接的雜物清除乾淨;
●組焊時應使墊板和邊緣板嚴密結合,其間隙不得大於1mm,定位焊時應由合格焊工施焊,使用與正式焊接相同的焊接工藝,焊材的選擇根據焊接工藝指導書進行選擇;
●焊前應將坡口兩邊20mm範圍內的泥沙、鐵鏽、水及油汙等雜物清理乾淨,並應在充分乾燥的條件下進行焊接,若坡口內有水分,用氧炔焰烤乾
●焊接時焊工沿罐底中心線對稱分布,先短後長,由內向外分段退步焊,長縫分5~7段,短縫視具體情況分2~3段;
●打底時控制好焊接速度,使坡口根部與墊板完全熔合,焊肉厚度一般為4mm~ 5mm為宜,打底完成後進行層間打磨,然後用碎絲埋弧工藝焊填充蓋面;
●焊接長縫前應在焊縫一側距離焊縫約100mm處打上與焊縫平行的型鋼進行剛性固定,以減少焊接變形,型鋼規格為Ⅰ16;
●中幅板兩頭約150mm~200mm先不焊,待焊完邊緣板收縮縫之後焊接;
●鋪放焊機用的軌道時,軌道長度方向應與焊縫平行,機長在焊接過程中密切注意焊絲落點,所有分段退焊的接頭處要求用砂輪機打磨出一緩坡;在焊接過程中不得隨意調節焊接參數;
●為防止起弧處產生氣孔,應採用退弧引弧法,不得在坡口以外的地方引弧;
●經常檢查電焊把線,自動焊機電纜,以免電弧擦傷罐底板;
●返修和真空試漏補焊均嚴格按照焊接返修程序進行。
3.1.4外觀檢查
●焊縫表面及熱影響區不得有裂紋、氣孔、夾渣、弧坑和未焊滿等缺陷;
●焊縫咬邊深度不得大於0.5mm,咬邊的連續長度不應大於100mm;焊縫兩側咬邊的總長度不得超過該焊縫長度的10%;
3.1.5無損檢測
●所有罐底板T字焊縫的根部焊道焊完後,沿T字縫各200mm範圍內應進行滲透檢測;
●全部焊完後,丁字縫在沿三個方向各200mm範圍內應進行滲透或磁粉檢測,檢查結果符合JB/T4730.4-2005 合JB/T4730.5-2005的Ⅰ級為合格;
●所有焊縫應採用真空箱法進行嚴密性試驗,試驗負壓值不得低於53KPa,無滲漏為合格;
3.2 邊緣板焊接
3.2.1 焊接程序
3.2.2 接頭形式
弓形邊緣板的焊接先焊靠外緣300mm焊縫,打底焊後從第二層開始每層錯開50mm~70mm,在罐壁與邊緣板的角焊縫焊完後且邊緣板與中幅板之間的收縮縫施焊前,完成剩餘邊緣板對接焊縫的焊接和中幅板與邊緣板的對接焊縫,
為控制焊接引起的角變形和控制外部的成形,須安裝防變形龍門板,並在邊緣板外部焊縫處焊接引弧塊;弓形邊緣板對接焊縫的初層焊宜採用焊工均勻分布,對稱施焊方法;收縮縫的第一層焊接採用分段退焊或跳焊法。
3.2.3注意事項及質量保證措施
●第一塊邊緣板與墊板全部點焊,另一張板外側600mm與墊板點焊,以後依次類推;
●組裝定位焊應使墊板和邊緣板嚴密結合,其間隙不得大於1mm,定位焊長度50mm,間隔300mm;
●定位焊時應由合格的焊工擔任,並使用與正式焊接相同的焊接工藝;
●採用多層多道焊,層間接頭必須錯開50mm以上;
●外端300mm焊縫焊完後,將罐壁板落位處磨平,大角縫焊完後,龜甲縫焊前完成剩餘焊縫;
3.2.4 外觀檢驗
●焊縫應進行外觀檢查,檢查前應將溶渣、飛濺清理乾淨;
●焊縫的表面及熱影響區不得有裂紋、氣孔、夾渣和弧坑等缺陷;
●對接焊縫的咬邊深度不得大於0.4mm,咬邊的連續長度不得大於100mm,焊縫兩側咬邊的總長度不得大於該焊縫長度的10%;
●焊縫與母材之間應平滑過渡,咬邊應打磨圓滑;
●焊縫寬度應按坡口寬度兩側各增加1mm~2mm確定,焊縫餘高不超過3.0mm。
3.3 罐底邊緣板與中幅板之間的龜甲縫焊接
3.3.1 焊接程序
3.3.2 接頭形式
龜甲縫及周邊小板剩餘焊縫的焊接應在大角縫、邊緣板剩餘焊縫焊接完畢,龜甲縫組對完成後進行焊接,其中在周邊預留四塊小板不焊接,用於排水;邊緣板剩餘部分對接焊縫焊接,在焊第二層環縫前將卡具拆下進行焊接;焊完後,切割出中幅板周邊小板與邊緣板的對接坡口並組對點焊;龜甲縫點焊時,用龍門板加背槓防止焊接變形,龜甲縫打底焊時,分成的均勻8等份,同時焊接,具體的焊接工藝與中幅板焊縫相同。
3.3.3注意事項及質量保證措施
●邊緣板收縮縫和中幅板預留焊縫焊完之後焊接龜甲縫;
●中幅板根據組焊後位置修整開坡口,再組對點焊收縮縫;
●組裝定位焊應使墊板和邊緣板嚴密結合,其間隙不得大於1mm。定位焊時應由合格焊工擔任,且使用與正式焊接相同的焊接工藝。氣溫的變化會引起邊緣板、中幅板的伸縮,但在相同溫差內中幅板的伸縮量比邊緣板的伸縮量大。因此,龜甲縫的點焊應選在一天中氣溫最高的時段進行
3.3.4 外觀檢驗
3.3.5無損檢測
●所有龜甲縫根部焊道焊完後,沿T字焊縫處三個方向各200mm應進行滲透檢測;
●全部焊完後,龜甲縫應進行滲透或磁粉檢測,檢查結果符合JB/T4730.4-2005 合JB/T4730.5-2005的Ⅰ級為合格。
4壁板焊接
4.1 罐底邊緣板與罐壁之間的大角縫焊接
4.1.1 焊接程序
4.1.2 接頭形式
大角焊縫焊接在底圈壁板縱焊縫焊完後施焊,由數名焊工從罐內、外沿同一方向進行分段焊接;採用手工電弧焊打底,用自動平角焊機焊接內外蓋面焊縫,同時外部附加鋼板,作為焊機運行的軌道,初層焊道採用分段退焊或跳焊法。
4.1.3注意事項及質量保證措施
●在第二條環縫組對完後進行大角縫的組對和焊接;
●定位焊前先將坡口內外兩側各20mm範圍內的水分、鐵鏽、泥沙、油汙等雜物清理乾淨;定位焊前要預熱,溫度不得低於100℃,定位焊在罐外側進行,定位焊長度50mm,間隔300mm;
●採用手工電弧焊進行內、外角焊縫封底,然後用埋弧自動焊平角焊機填充蓋面;
●打底焊時,沿同一方向退步焊,長度1500mm~2000mm為宜;
●焊接時焊工沿圓周方向均勻分布,並沿同一方向施焊,每兩名焊工(焊機)之間焊接焊縫長度差不大於2000mm;
●埋弧焊時調整好焊槍角度,使焊縫外觀呈微凹形為宜,起弧和收弧處用砂輪機打磨;
●底圈壁板與邊緣板的Y形接頭罐內角焊縫靠罐底一側的邊緣應平緩過渡,且不應有咬邊;
●焊接完成後的焊角尺寸必須符合圖紙要求。
4.1.4 外觀檢驗
●底圈壁板與邊緣板的T形接頭罐內角焊縫靠罐底一側的邊緣應平緩過渡,且不應有咬邊;
4.1.5無損檢測
●罐內及罐外角焊縫焊完後,應進行滲透檢測或磁粉檢測;充水試驗後,應採取同樣方法對罐內角焊縫進行複查;
●因鋼的屈服強度大於390MPa的鋼板,罐內角焊縫初層焊完後應進行滲透檢測;
●檢查結果符合JB/T4730.4-2005 合JB/T4730.5-2005的Ⅰ級為合格。
容易遺忘的地方:
預留3~4處排水點,排水點應留在較低的部位,並要進行如下處理,如下圖所示,在放水點的兩頭,將壁板和底板之間的縫隙封死。如果放水點兩頭沒封死,手工焊封底完後,碰到雨天,雨水滲入壁板與底板的縫隙內,當自動焊蓋面時,輸入的熱量使水變成水蒸汽,氣壓增加,並穿透手工焊焊肉部分,形成一連串的氣孔,會大大增加氣刨和補焊的工作量。排水點在油罐充水試驗前焊接完成。
4.2 壁板縱縫的焊接
罐壁板縱縫的焊接採用自動立焊機進行焊接,第一圈壁板和第二圈壁板厚度大於24mm,縱縫坡口採用雙面「X」型坡口;焊接時先焊接大坡口焊縫再焊接小坡口焊縫;縱縫下端150mm焊縫採用手工電弧焊,其餘部分採用自動立焊機焊接;第三到第九圈壁板採用單"V"形坡口,採用自動立焊機進行焊接;組對時採用反變形,工卡具固定等方法防止焊接時出現角變形。
為保證焊接時焊槍導電嘴有足夠的操作空間,減少熔敷金屬量,縱縫坡口的角度根據壁厚進行變化,壁厚增大坡口角度減小,壁厚減小,坡口角度增大;縱縫焊接前,在縱縫底部80mm~100mm處點焊託底塊,焊接時從託底塊起弧;第一、二圈壁板焊接外側時託底塊點焊在外側焊縫,焊接內側時點焊在內側,焊接完畢後將託底塊去除;焊接前壁板頂部要點焊滅弧板(圖2),熄弧塊坡口形式必須與它下側的縱縫相同;
焊縫採用雙面焊,對接接頭的背面焊接前應清根,採用碳弧氣刨進行清根時應先預熱,預熱溫度宜大於100℃到150℃,清根打磨完成後應進行磁粉檢測;焊接時由2臺~4臺焊機對稱進行焊接。
4.2.1 外觀檢驗
●焊縫表面及熱影響區,不得有裂紋、氣孔、夾渣和弧坑等缺陷;
●焊縫兩邊咬邊總長度不得大於該焊縫長度的10%;
●焊縫不得有低於母材表面的缺陷,內側焊縫餘高不得大於1mm;
4.2.2 注意事項及質量保證措施
●立縫錯邊量不應大於板厚的1/10且不大於1mm;
●縱縫焊接前,起弧處±50mm高度和焊縫中心線兩側100mm範圍內,用氧氣乙炔火焰預熱,預熱溫度根據焊接指導書要求進行,第一、二圈立縫焊完一側後採碳弧氣刨清根,然後進行滲透檢測,確認合格後再進行焊接作業,以保證焊接合格率;鋼板厚度大於25mm的鋼板,當採用碳弧氣刨清根時,應進行預熱,預熱溫度為100~150℃;
●焊接中應保證焊道起弧處和收弧處的質量,起弧時應採用後退引弧法,立縫宜從環縫坡口起弧,焊後清除環縫內的金屬。焊前應在壁板頂部焊接收弧板,焊後切除並打磨平滑;焊接過程中會因正常或非正常原因停止焊接,將會在接頭處產生缺陷,重新起弧前必須用砂輪機將缺陷全部打磨乾淨;
●安裝銅滑塊需嚴格按操作規程進行;
4.2.3無損檢測
●第一、二圈縱縫應進行100%射線檢測;
●第三至第九圈縱縫每名焊工焊接的每種板厚在最初焊接的3m焊縫的任意部位取300mm進行射線檢測,之後不考慮焊工人數,對每種板厚在每30m焊縫及其為尾數內的任意部位取300mm進行射線檢測;
●縱縫全部T字縫應進行射線檢測;
●射線檢測不合格時,應在該檢測長度的兩端延伸300mm做補充檢測,但缺陷的部位距底片端部75mm以上者可不再延伸。如延伸部位的檢測結果仍不合格,應繼續延伸進行檢查。當某一焊工所焊的焊縫射線檢測出現從多處不合格時應對該焊工所焊接的焊縫進行100%檢測;
●射線檢測結果符合JB/T4730.2-2005的Ⅱ級為合格;滲透檢測和磁粉檢測結果符合JB/T4730.4-2005 合JB/T4730.5-2005的Ⅰ級為合格;
4.4 壁板環焊縫焊接
4.4.1 焊接程序
環縫焊接使用4-6臺自動埋弧橫焊機對稱分布同時向同一方向進行焊接,自動焊焊接前,用手CO2氣體保護焊封底(如果焊縫間隙過大採用相應的手工電弧焊長肉);先焊接大坡口側的焊縫,再對小坡口的焊縫進行清根打磨,滲透檢測合格後再焊接小坡口側的焊縫。
焊縫焊接尤其注意丁字縫的焊接,嚴格控制其局部變形,為保證垂直度,可在每條立縫焊接時加一背槓,利用背槓與壁板間的間隙調節其垂直度,立縫外壁弧形加強板須在內側立縫焊完後,才能拆除,另外,還可以適當加支撐,以保證達到設計要求。
4.4.2 注意事項及質量保證措施
●焊前徹底清理焊縫坡口表面的油、鏽、泥等汙物,必要時用砂輪機打磨,丁字縫處修整好後才能焊接;
●層間引弧處應錯開50mm以上,引弧處打磨出緩坡,以保證上遊操作人員收弧部位的質量,收弧部位應超過下遊人員引弧處30mm~50mm;
●後續焊道的層數要一致,必須修整接頭,表面的外觀缺陷要用手工焊修補;焊接層次不得隨意變動,以保證良好的內部質量和外觀成型;
●若發現缺陷,應用砂輪機或碳弧氣刨清除缺陷,並用手工焊補焊,高強鋼焊應前預熱。Q235B和Q345R修補長度的不小於50mm,高強鋼不小於100mm;
4.4.3 外觀檢驗
●焊縫兩邊咬邊總長度不得大於該焊縫長度的10%;4.4.4 無損檢測
●每種板厚(以較薄的板厚為準),在最初焊道的3m焊縫的任意部位取300mm進行射線檢測,以後對於每種板厚,在每60m焊縫及其尾數內的任意部位取300mm進行射線檢測,上述檢查均不考慮焊工人數,檢測部位不含丁字縫;除處T字縫外,可用超聲波檢測代替射線檢測,但其中20%的部位應採用射線檢測進行復檢;
●射線檢測或超聲波檢測不合格時,如缺陷的位置距離底片段部或超聲波檢測段部不足75mm,應在該端延伸300mm做補充檢測,如延伸部位的檢測結果不合格,應繼續延伸檢查。射線檢測結果符合JB/T4730.2-2005的Ⅱ級為合格;滲透檢測和磁粉檢測結果符合JB/T4730.4-2005 合JB/T4730.5-2005的Ⅰ級為合格。
4.5 浮頂焊接工藝
4.5.1 浮頂焊接程序
4.5.2 坡口型式
4.5.3 浮頂焊接
浮頂底板為條形排板搭接焊縫,一般搭接寬度≥25mm,焊接從中心向四周進行,由多名焊工同時進行焊接,焊接時採用分段退焊的方法防止焊接變形;先焊短焊縫,後焊長焊縫;浮頂外邊緣板應先焊立縫後焊角焊縫,浮頂的焊接先焊底部支撐角鋼與浮頂板的焊縫,後焊浮頂板上面的焊縫,並採用收縮變形最小的焊接工藝和焊接順序;焊接頂板與包邊角鋼的環縫時,焊工應對稱分布,沿同一方向施焊,由中心向外分段退焊;加強圈、抗風圈預製時防止焊接變形為焊接質量控制的關鍵環節,預製應在平臺上進行,宜固定後,再採用焊接變形較小的方法及工藝進行施焊,焊接方法和焊角高度必須符合設計要求,按圖紙施工。
4.5.4 注意事項及質量保證措施
●浮頂外邊緣板徑向隔板的焊接,先焊立焊縫,後焊角焊縫;
●浮頂頂板的焊接順序,應儘量減少焊工進入浮艙內的焊接作業;
●浮頂底板及浮頂頂板宜先與支撐架點焊後再進行自身搭接焊縫的焊接。
4.5.5 外觀檢驗
●焊後應將熔渣、飛濺和焊疤等缺陷清理乾淨;
●焊縫表面不得有裂紋、氣孔、夾渣和弧坑等缺陷;
4.5.6 無損檢測
●浮頂底板的焊縫應進行真空箱法進行嚴密性試驗,試驗負壓值不得低於53KPa,船艙內外邊緣板及隔艙板的焊縫,應用煤油試漏法進行嚴密性試驗;船艙頂板的焊縫應逐艙鼓入壓力為785Pa的壓縮空氣進行嚴密性試驗,均以無洩漏為合格;
5 焊接返修
5.1深度超過0.5mm的劃傷、電弧擦傷、焊疤等有害缺陷應打磨平滑。打磨後的鋼板厚度,應大於或等於鋼板的名義厚度扣除負偏差後的值,缺陷深度或打磨深度超過1mm時,應進行補焊,並打磨平滑,對於高強度鋼板,打磨後的表面應進行滲透或磁粉檢測;
5.2返修焊縫缺陷前,應探測缺陷的深度,確定缺陷的清除面,當清除深度達到板厚的2/3仍不能清除缺陷時,應將該側填充好,從另一側繼續處理;
5.3當採用碳弧氣刨時,缺陷清除後應修磨刨槽,並應進行滲透或磁粉檢測;
5.4焊接返修工藝與打底焊工藝相同,其修補長度對於碳鋼板不應小於50mm,對於08MnNiVR不應小於100mm;
5.5返修後的焊縫,應按原規定的方法進行檢測,直至達到合格標準;
5.6對於08MnNiVR,缺陷清除後應進行滲透檢測,確認無缺陷後方可進行補焊,補焊後應打磨平滑,並應進行滲透或磁粉檢測。同一部位的返修次數不宜超過二次,當超過二次時,須經施工單位現場技術總負責人批准。
五、小改小革新
1、消除氣電立焊縱縫小尾巴措施
儲罐立縫的自動焊接工藝中,習慣做法為在立縫底端留約150mm不焊(俗稱小尾巴),此部分採用手工接的方式進行完善。這種焊接工藝勞動效率較低,因為這部分在自動焊接完成後採用人工打磨,手工焊接;焊接質量不穩定,焊接一次合格率較自動焊低約10%;手工焊接變形量比自動焊接大,成型不美觀。為克服「小尾巴」,我們公司有個焊工高級技師經過研究已基本解決了這一問題,經過幾個項目的推廣實施,取得很好經濟效益,提高焊接質量和儲罐外觀成型。其主要做法為:
1.1 焊接前準備
1.1.1 以自動焊正面一側為基準點,調整上下層壁板在同一平面,在焊縫背面橫縫採用焊條電弧焊定位焊接,焊接長度≥100mm,在正面橫縫坡口內縱縫兩側封口焊接,焊接寬度≥20mm為宜。
1.1.2 完成正面封口焊接後,用磨光機修整焊縫,確保水冷銅牆鐵壁滑塊上升順利;
1.1.3 銅滑塊組對要充分頂緊上下、左右儘量不留間隙,並左右調節自由順暢;
1.1.4 焊槍組對稍偏向坡口內側2-4mm,左右方向居中,焊槍擺動頻率設定適當增加;
1.1.5 在焊縫引弧處墊上引弧棉,高度應控制在6mm左右,且隨壁板厚度減小而減小;
1.2 焊接調整
1.2.1 引弧時取較小的焊接熱輸入量,加熱斑點適當減小,焊槍適當向背面方向偏移;
1.2.2 當自動焊接位置超過原手工焊條電弧焊封口焊接位置2/3後,立即調節器整自動焊接到正常狀態,調整程序為:焊接位置→加熱斑點大小→擺動頻率;
1.2.3 整條縱縫焊接完成後,用磨光機清除橫縫內多餘焊縫(用2mm的薄角磨片),恢復原橫向焊縫坡口形狀。