浅析安塞天然气液化站10000m3 LNG储罐施工工艺

李素

【摘 要】目前，液态天然气项目在各个领域得到了大力开发与应用。而储存液态天然气成为首要关注的话题，虽然大型低温LNG储罐具备储存量大、占地面积小、效率高等优势，但在LNG储罐的施工过程中，仍然存在众多问题，需要采取有效的优化措施。论文结合笔者在LNG项目中建设、管理和运行中的工作实践经验，针对安塞站10000m3LNG储罐的发展现状及结构形式进行了阐述，并对LNG储罐施工工艺进行了细致深入探讨。

【Abstract】At present， the liquefied natural gas project has been vigorously developed and applied in various fields. The storage of liquefied natural gas has become the main topic of concern. Although the large low temperature LNG storage tank has the advantages of large storage， small area and high efficiency， there are still many problems in the construction process of LNG storage tank， we need to take effective optimization measures. Combined with the author's practical experience in the construction， management and operation of the LNG project， the development status and structural form of the 10000m3 LNG storage tank are expounded， and the construction technology of LNG storage tank is discussed in detail.

【关键词】 LNG储罐；液化天然气； 安全技术；施工工艺

【Keywords】 LNG storage tank； liquefied natural gas； safety technology； construction technology

【中图分类号】TQ050.6 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）07-0122-03

1 工程概述

本项工程为陕西延长石油天然气有限责任公司安塞20万吨/年LNG项目，地处于陕西省延安市安塞县工业园區。项目主体为一座建设20万吨/年LNG液化工厂，其中关键控制点工程即为承建1台10000m3LNG储罐。

2 罐体结构及基本参数

该工程所述的10000m3LNG储罐结构形式为内罐吊顶、外罐拱顶的双壁单容罐，内罐存储LNG，外罐仅用来承装保冷材料。储罐主要由内罐、外罐、保冷层、平台梯子等组成。外罐主体材料为16MnDR，内罐底板及壁板主体材料为S30408，吊顶主要材料为5052-O铝合金板，储罐总高度30.377m。所有设备开口均在外罐顶部，顶部分布有若干钢结构。储罐基本参数如表1所示：

内罐壁与外罐壁之间用珠光砂填充绝热，内罐底与外罐底之间采用泡沫玻璃砖绝热，同时为保证内罐底及泡沫玻璃砖基础均匀受力，在泡沫玻璃砖绝热层下面及其顶部分别铺干砂的找平层。内罐由底板、铝吊顶及10带壁板组成，外罐由底板、顶板及11带壁板组成。储罐结构如图1所示：

3 LNG储罐施工工序

由于LNG储罐为双壁单容罐，外罐采用倒装法施工，而内罐采用罐壁内挂钢平台正装法施工，该罐的施工难度主要在于低温钢板的焊接和保冷材料的填充，本文仅对低温钢板焊接工艺做一简单探讨，其施工工艺如图2所示：

4 储罐焊接

现场制作LNG储罐的重点及难点主要是内外罐的焊接，在下料、组对、坡口和焊接时都应严格按照焊接工艺评定执行。

4.1 材质

其中内罐材质为S30408，外罐材质为16MnDR，这两类钢材均有着良好的焊接性能，虽然工作条件为-162℃低温，但通过精密措施控制好焊接热输入，采用尽可能小的焊接线能量保证焊缝及热影响区的抗低温韧性，就能够保证焊接质量。

4.2 施工次序及焊接方法

施工时，应首先应进行底板和环形板的焊接，其次进行中幅板、边缘板焊接，随后再是壁板与加强圈的焊接，再是吊顶和拱顶的焊接，最后是相关附件的焊接。

外罐拱顶板、加强筋制作均用二氧化碳保护焊。除以上所有焊缝均采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。

4.3 焊接工艺简述

4.3.1 底板的结构形式

底板的结构形式见下图3：

4.3.2 底板环形板的焊接

内、外罐底板环形板焊缝均为对接形式，由于板材较厚，一般采用双面焊。为便于清根，反面开Y型坡口，正面清根。施焊时，为减小热影响力及保证焊接质量，一般由数名焊工分别隔缝、对称，由边缘向中心方向施焊，使用分段退焊或跳焊法，先用电焊固定，再焊短焊缝，最后焊长焊缝。

4.3.3 底板中幅板、边缘板焊接

①中幅板和边缘板焊接前应先进行组对点焊，组对点焊应使相邻板贴合紧密。电焊固定后，再焊接A类焊缝，将中幅板拼为若干长板条；最后焊接B类焊缝，将各个长板条焊为整体。

②对于B类长焊缝，为确保焊接质量，应至少有两名焊工对称由中心向两边采用分段退焊方法施焊。

③A、B类焊缝至少焊两道，焊接完成后需进行热处理，以防止热应力不均匀影响焊接质量。

4.3.4 环形板与边缘板的焊接

环形板与边缘板的焊接分两步进行，第一步是边缘板和壁板之间角焊缝的焊接，其次环形板与边缘板间的角焊缝。角焊缝焊接完成后之后，一般要利用渗透和超声波方法检测焊接质量。

4.3.5 焊缝组对及焊接

储罐施工质量的关键就是焊接质量，而保证焊接质量的基础就是板材组对时焊缝间隙的控制，工程中一般采用间隙片控制焊缝间隙，焊缝间隙还可用焊缝检验尺来检测，间隙的大小按照设计或焊接工艺评定的规定执行。

①环焊缝、壁板与底板环形板的焊接：为保证环焊缝、储罐壁板与底板环形板的角焊缝能够自由收缩，最大幅度减小底板的变形，降低焊缝所承受的应力，焊接时，应由数名焊工均匀分布，向同一方向施焊，采用分段退焊的方法逐步施焊。

②对丁字焊缝和需手工焊补焊的位置及厚板打底焊，焊接工艺与纵缝施焊工艺相同的钨极气体保护焊。

4.3.6 罐壁抗风圈、加强圈的施工焊接

①抗风圈、加强圈安装前，应复测罐壁椭圆度，调整合格后方可安装。抗风圈、加強圈应分段预制，划线点焊限位板（利用加强筋板）。然后先焊接加强圈的纵向或径向焊缝，再焊壁板与加强圈之间的环焊缝，由数名焊工沿圆周均匀分布、对称、隔缝同时施焊。

②抗风圈、加强圈在安装前，按设计文件划出其安装位置线，抗风圈、加强圈离环缝的距离不应小于150mm，抗风圈、加强圈遇罐壁纵缝处，应开半圆形豁口，豁口两侧50mm范围内不进行焊接。

③为了减少高空作业和加快施工速度，在壁板安装前，在单张壁板上安装加强筋，在立缝处预留1.5m长的小段不安装，待该圈壁板安装完、立焊缝完成后，再安装预留的小段加强筋。

4.3.7 吊顶和拱顶的焊接

①吊顶的结构形式与外罐底板相似，焊接要求相同；拱顶的焊接要求与底板中幅板的要求相同。

②铝吊顶底面角焊缝和拱顶下表面角焊缝均为断续焊，焊接长度为100-300mm、间距100mm、角焊缝的焊脚高度为6-8mm。

综上所述，LNG储罐的焊接是整个施工程序中的重中之重，施工期间，一定要严格按照《设计说明书》及《施工组织设计》的要求认真实施，焊接完成后需要根据设计要求对焊缝质量进行无损检测，随时掌握焊接质量，实行可追溯性管理，只有严格相关程序，才能使整台储罐的安装质量得到全面控制。