浅谈大容积LNG储罐焊接施工质量控制及改进措施

欧阳凰生（江西省鄱阳湖液化天然气有限公司，江西南昌 330029）

刘福英（江西省天然气有限公司，江西南昌 330029

付强（江西省鄱阳湖液化天然气有限公司，江西南昌 330029）

浅谈大容积LNG储罐焊接施工质量控制及改进措施

欧阳凰生（江西省鄱阳湖液化天然气有限公司，江西南昌 330029）

刘福英（江西省天然气有限公司，江西南昌 330029

付强（江西省鄱阳湖液化天然气有限公司，江西南昌 330029）

近几年，我国液化天然气（LNG）工业的快速发展对大容积LNG储罐的焊接质量提出了更高的要求。本人结合内陆某LNG项目2万立方米低温储罐的建造，了解项目储罐焊缝焊接的现状，分析了存在的原因，重点介绍了焊接质量控制的改进措施，并通过关键工序的具体实施，提高了焊缝一次合格率，为今后类似的大型LNG储罐焊接施工提供参考经验。

大容积；LNG储罐；焊接质量；改进措施

LNG储罐为大容积低温危化品LNG储存设备，LNG具有低温、易燃易爆等特性［1］，因而LNG储罐的建设运营显得尤为重要。采用倒装安装工艺，内外罐壁结构型式的施工工序复杂、焊接作业量大、质量要求高是大型LNG储罐安装工程的主要施工特点，对于大型低温储罐的安装质量来说，焊接质量是核心。

1 现状分析

1.1 焊接焊缝检测

搜集了外罐焊缝检测效果，探伤拍片共拍951张，返修15张，焊接一次合格率98.4%，大于国家规范要求的96%。

1.2 焊缝质量

焊缝在焊接过程中因熔池中的气体未完全溢出而熔池已经凝固而产生的孔隙现象。在焊接过程中熔池中含有部分夹杂物，焊缝凝固后形成的夹渣现象。另外，在外罐安装焊接作业过程中除了孔隙、夹渣现象外还存在少量咬边现象。

2 原因分析

2.1 气孔产生的原因［2］

焊接过程中由于防风措施不合格，熔池混入气体；焊接材料没有经过烘焙或烘焙不符合国家规范的要求，焊丝清理不干净，在焊接过程中自身产生气体进入熔池；焊件清理不干净；杂质在焊接高温时产生气体进入熔池等。

2.2 夹渣产生的原因［3］

焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中，电弧过长、焊接角度不对、焊层过厚、焊接速度过快等导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。

2.3 咬边产生的原因［4］

咬边现象即焊缝与母材熔合不好，出现沟槽的现象。焊接线能量较大，电弧过长，焊条角度不当，焊丝送进速度过快或过慢等是造成咬边现象的主要原因。

3 改进措施

3.1 提高焊接作业施工环境

风速大易造成偏弧，天气冷易产生冷裂纹，湿度高会易致氢脆。搭设防风棚，在风速较高的环境中严禁施工，下雨时不施工。

3.2 严格焊接材料管理制度

焊材使用前须按照国家规范进行严格的烘焙，建立完整的发放制度，干燥程度未达到要求或药皮脱落的焊条的不得使用于焊接作业中。

3.3 焊前清理

在焊缝组对前对焊缝进行清理并检查，确保焊件坡口周围10—15mm范围内打磨清理干净直至发出金属光泽。

3.4 严格焊接工艺

严格要求焊工焊接作业，选用合适的焊接线能量参数，焊接速度不能过快，掌握焊弧长度。手工氩弧焊焊工应控制保护气流流量，且氩气纯度满足焊接要求标准。

3.5 强化焊后监管

对焊接完成后需对焊缝错边量进行抽检，满足设计图纸要求后方可进行焊接。对于存在气孔、夹渣、咬边等不合格焊缝应进行打磨补焊，直至满足图纸要求。所有焊缝进行编号记录，对于一次焊接探伤检测后不合格焊缝对应的焊工，根据不合格量进行重新考试，或更换焊工。

4 措施实施

4.1 焊前考核

对进场作业焊工进行资质审查并进行现场考试，纵缝焊接、横缝焊接、立缝焊接等多种作业条件焊接，焊接合格后方可进行施工作业。

4.2 管控焊材

焊接材料采用专业烘干，制定严格的发放制度，减少焊条、焊丝在焊接过程中对焊缝产生的不利影响。

4.3 母材保护

所有成品板材进行有效保护，防止杂物污染坡口，有效保护板材避免产生机械划伤。

4.4 随机抽检

需对焊缝错边量进行抽检，抽检结果满足图纸要求后方可进行焊接作业

4.5 第三方检测

根据设计图纸要求，储罐外罐须进行10%的无损探伤检测，内罐进行100%无损探伤检测，以确保储罐安装质量符合设计图纸要求。此外，为进一步加强储罐施工质量管理，还另委托第三方检测单位对所有焊缝进行随机抽取检测并出具检测报告。

4.6 交流总结

在储罐内、外罐安装完成后组织施工单位、监理单位以及第三方检测单位的技术人员对所有片子进行评审，总结储罐安装过程中的主要问题及其影响。

5 改进成果

经过上述控制及改进措施，对内罐拍片进行统计总结，内罐共拍片5246张，其中返修26张，一次焊接合格率达到99.5%，提高了焊接质量。

6 结语

由于有针对性采取了改进措施，强化了关键工序的控制，一次性焊接合格率达到99.5%，所有焊缝全部合格，总体质量控制良好。为进一步加强焊接质量检验，确保储罐安全运营，还需采取以下措施：所有焊缝须进行酸洗，使焊缝表面钝化，降低腐蚀速率，从而提升总体焊接质量；试运营前承包单位以氮气为充装气体，检测储罐整体密封性能，以确保所有焊缝符合图纸密封性能要求。

［1］顾安忠.液化天然气技术手册［M］.北京：机械工业出版社，2010，（2）.

［2］张春华，张文，巨一浪，刘洪霞，周涛.厚壁容器焊接的缺陷原因分析及修复［J］.石油化工建设，2007.

［3］李国庆，刘永庆，王振，王苏峰.球罐自动焊技术的优势分析［A］.第四届石油工程焊接技术交流研讨会论文集［C］，2006年.

［4］卢振洋.焊缝咬边形成机理及高速焊工艺研究［D］.北京工业大学，2006年.