CN107414347B - 一种大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，包括如下步骤：完成底圈壁板的焊接安装；将整个罐壁按圆周方向等分成N个区域，其中N≥3；根据自下而上的顺序安装焊接各周层壁板，并且针对一周层各个区域内焊接工作依次包括提升脚手架、该区域内的壁板的安装工作、该区域内壁板的立缝焊接工作、该区域内壁板的环缝焊接工作；当一区范围内壁板进行下一工序工作的同时，后一区范围内壁板进行上一工序工作，如此循环直至完成各周层的N区全范围内壁板的焊接工作。该大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺工期短、效率高，并能保证作业安全和施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型低温罐内壁板组对焊接工艺，它主要应用于石油化工行业低温储罐内罐壁板的组对焊接施工。
背景技术
液化天然气(LNG，即Liquefied Natural Gas)是将天然气经净化处理之后,经压缩升温,在混合制冷剂的作用下，除去其中的N2、CO2、H2O以及硫化物、固体杂质等，最终得到-162℃液态形式的天然气。经过上述液化过程,可使天然气的体积缩小约600倍。目前,国内外天然气的需求急剧增长。由于LNG本身的特性，使天然气远距离运输的难题得到解决,LNG越来越受到世界各国的青睐。
LNG低温储罐通常是双层壁结构的立式拱顶储罐，外壁为预应力混凝土结构，内侧为双层壁钢结构。外层普通碳钢板紧贴混凝土(通过预埋件贴在外罐壁混凝土层内侧并密封焊接)，最内层为低温钢材(通常以9Ni钢为主)，厚度从下到上呈递减型。内外层结构间距一般在850mm以上、1000mm以内，中间夹层填充特殊的绝热材料。罐顶也是双层结构，顶板是普通碳钢板，悬挂在外顶层内壁的吊顶是铝板，通过吊杆与外罐拱顶骨架连接，内外顶之间夹层填充特殊的绝热材料，在顶板外侧为混凝土层。
LNG储罐内罐壁的组焊采用内悬挂脚手架正装法，在壁板环缝下方1.2m处沿罐壁周向搭设一整圈悬挂脚手架，作为上一层壁板的安装操作平台。脚手架上下通道采用直爬梯结构。壁板纵缝、环缝的组对可综合利用脚手架和焊接小车进行。内悬挂脚手架随着罐壁层数增加、升高，脚手架从下往上依次交替搭设——拆除——搭设。在施工过程中，安装焊接完成且相关检测也完成的区域的内悬挂脚手架将上翻至上一节壁板上，作为该区域上层壁板安装的操作平台，利用小斜梯作为上下脚手架的安全通道。
由于低温储罐内罐的焊接工作量大而且罐内作业环境狭小，整个储罐施工周期相对较长，施工难度大。壁板立缝的焊接因为涉及线能量过大易造成焊缝低温韧性下降问题，目前难于实施自动焊，只能采用焊条电弧焊工艺。在常规安装焊接过程中，人员、设备均有不同程度的闲置(焊接立缝时，埋弧横焊焊工以及壁板组对人员闲置；在进行环缝的埋弧横焊时，立缝焊工及壁板组对人员也处于闲置状态)，以120000m3储罐内罐组焊为例，用常规正装法完成单圈壁板组焊、检测需要9天，涉及安装工14人、焊工20人，吊装设备台班6个，而在整个过程中存在人员和设备闲置现象，造成了一定程度资源的浪费，成本投入大，而且整个施工周期加长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种工期短、效率高，并能保证作业安全和施工质量的大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、完成底圈壁板的焊接安装；
步骤2、将整个罐壁按圆周方向等分成N个区域，其中N≥3，从而将罐壁按圆周方向依次分为1区、2区、……、N区；
步骤3、根据自下而上的顺序安装焊接各周层壁板，并且针对一周层各个区域内焊接工作依次包括提升脚手架、该区域内的壁板的安装工作、该区域内壁板的立缝焊接工作、该区域内壁板的环缝焊接工作；
进行n区范围内壁板的安装工作，1≤n≤N；
在n区范围内的壁板完成安装工作后，第n区范围内的壁板进行壁板的立缝焊接工作，同时第n+1区范围内壁板的安装工作；
在第n区范围内的壁板完成立缝焊接工作后，第n区范围内的壁板进行壁板的环缝焊接工作，同时，第n+1区范围内壁板的安装工作完成后，则进行第n+1区范围内壁板的立缝焊接工作和第n+2区范围内壁板的安装工作；
在第n区范围内的壁板完成环缝焊接工作后，则提升第n区范围内的脚手架，进行下一周层第n区范围内壁板的安装工作，同时，第n+1区范围内壁板的立缝焊接工作完成后，则进行第n+1区范围内壁板的环缝焊接工作和第n+2区范围内壁板的立缝焊接工作；
步骤4，循环工作直至完成各周层的N区全范围内壁板的焊接工作。
作为改进，采用净料预制构成罐壁的壁板，壁板长度方向的误差小于等于2mm，宽度方向的误差小于等于1.5mm，每周层壁板最后一张壁板则根据该层其他壁板误差累积进行误差弥补。
优选地，各块壁板两端用样冲标注出上一节壁板的安装位置。
优选地，上一节首张及末张壁板安装时用角钢或槽钢连接壁板与衬板，焊接完成后去除衬板以及角钢、槽钢，其它壁板安装过程中内侧用背杠固定，立缝焊接完毕后，通过样板逐条检查壁板的棱角变形，合格后再进行壁板的环缝组对焊接。
精确地，在进行壁板的安装工作、壁板的立缝焊接工作、壁板的环缝焊接工作后均进行质量检查工作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)壁板安装、立缝焊接、环缝焊接深度交叉作业，可最大限度的利用人力、物力资源，降低企业生产成本。
(2)前面区域围板完成后可展开立缝的焊接，立缝焊接完成后即可展开环缝的焊接，不必等安装完全部壁板后再进行立缝的焊接以及全部立缝焊接完成后才进行环缝的焊接，可大大节省工作时间，提高工作效率。
(3)上一节壁板的组装不必要等下一节壁板全部焊接完成后即可进行，交替形成螺旋式组焊工艺(两节壁板范围内)，保证质量的同时可以大大节省工作时间。
(4)施工过程中打磨、补焊、无损检测工作通过悬挂移动小车解决，与壁板安装装焊接形成有效交叉作业，使施工工艺更加科学。
附图说明
图1为本发明实施例中壁板组对形式图。
图2为本发明实施例中壁板区域划分示意图。
图3为本发明实施例中大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺如下：
首先内罐壁板的螺旋组焊施工工艺要求所有构成内罐壁板均采用净料预制，并且严格控制尺寸精度，壁板长度方向的误差小于等于2mm，宽度方向的误差小于等于1.5mm，每周层壁板最后一张壁板则根据该层其他壁板误差累积进行误差弥补。
在壁板的两端部处用样冲标注出定位标记以精确定位上一节壁板的安装基准，原则上在每节壁板的1/3、2/3处均用样冲标识。该定位标记深度小于0.5mm，该定位标记在内罐壁板安装完成后修磨平整。壁板滚板时利用了数控滚板机控制弧度偏差，精确控制了滚板质量。每张壁板滚制后，应立置在平台上用样板检查。垂直方向上用1m长直线样板检查，其间隙不得大于1mm，水平方向上用2m长弧形样板检查，其间隙不得大于3mm。同时在自由状态下对壁板的拱高进行测量，偏差不大于50mm。
大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺的具体实施步骤为：
步骤1、完成底圈壁板的焊接安装；
步骤2、将整个罐壁按圆周方向等分成N个区域，其中N≥3，从而将罐壁按圆周方向依次分为1区、2区、……、N区；
步骤3、根据自下而上的顺序安装焊接各周层壁板，并且针对一周层各个区域内焊接工作依次包括提升脚手架、该区域内的壁板的安装工作、该区域内壁板的立缝焊接工作、该区域内壁板的环缝焊接工作；
进行n区范围内壁板的安装工作，1≤n≤N；
在n区范围内的壁板完成安装工作后，第n区范围内的壁板进行壁板的立缝焊接工作，同时第n+1区范围内壁板的安装工作；
在第n区范围内的壁板完成立缝焊接工作后，第n区范围内的壁板进行壁板的环缝焊接工作，同时，第n+1区范围内壁板的安装工作完成后，则进行第n+1区范围内壁板的立缝焊接工作和第n+2区范围内壁板的安装工作；
在第n区范围内的壁板完成环缝焊接工作后，则提升第n区范围内的脚手架，进行下一周层第n区范围内壁板的安装工作，同时，第n+1区范围内壁板的立缝焊接工作完成后，则进行第n+1区范围内壁板的环缝焊接工作和第n+2区范围内壁板的立缝焊接工作；
步骤4，循环工作直至完成各周层的N区全范围内壁板的焊接工作。
以沿罐壁按圆周方向划分三个区域为例进行说明，三个区域分别用Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区表示，见图2。
首先按照常规方法安装底圈壁板，并焊接完成，在所有检验合格后进行第二圈壁板的安装工作。
首先完成Ⅰ区壁板的安装工作，待Ⅰ区壁板安装完成后便进行该区域立缝组对工作并进行相关质量检查，验收合格后进行相关的焊接工作，同时进行Ⅱ区域壁板的安装工作。待Ⅰ区壁板的立缝焊接完成后组对Ⅰ区壁板环缝并进行环缝组对质量检查验收，合格后进行环缝的焊接工作，Ⅰ区首张壁板起初2m暂不进行环缝焊接，待整圈闭合后，且立缝焊接完成后再进行焊接，壁板立缝、环缝区域的相关无损检测须同步跟进，在Ⅰ区壁板环缝焊接的同时进行Ⅱ区壁板立缝的焊接和Ⅲ区壁板的安装组对工作。待Ⅰ区壁板环缝焊接完成后，相关检测同时跟进完成，对Ⅰ区部位的焊疤点及部分缺陷进行修补，验收合格后提升Ⅰ区的脚手架展开Ⅰ区上方壁板的安装组对工作，同时进行Ⅱ区壁板环缝和Ⅲ区壁板立缝的验收及焊接工作。Ⅱ区壁板环缝焊接完成且相关检测修补等工作验收合格后，提升Ⅱ区脚手架，如此循环，直至完成内罐壁板的全部焊接工作，流程见图3。即在施工过程中壁板的组对、立缝焊接、环缝焊接、区域脚手架的搭拆依次先后在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区交替进行。图3中2-Ⅰ表示第二圈的Ⅰ区，2-Ⅱ表示第二圈的Ⅱ区，2-Ⅲ表示第二圈的Ⅲ区，3-Ⅰ表示第三圈的Ⅰ区，3-Ⅱ表示第三圈的Ⅱ区，3-Ⅲ表示第三圈的Ⅲ区。
Claims (5)
1.一种大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、完成底圈壁板的焊接安装；
步骤2、将整个罐壁按圆周方向等分成N个区域，其中N≥3，从而将罐壁按圆周方向依次分为1区、2区、……、N区；
步骤3、根据自下而上的顺序安装焊接各周层壁板，并且针对一周层各个区域内焊接工作依次包括提升脚手架、该区域内的壁板的安装工作、该区域内壁板的立缝焊接工作、该区域内壁板的环缝焊接工作；
进行n区范围内壁板的安装工作，1≤n≤N；
在n区范围内的壁板完成安装工作后，第n区范围内的壁板进行壁板的立缝焊接工作，同时进行第n+1区范围内壁板的安装工作；
在第n区范围内的壁板完成立缝焊接工作后，第n区范围内的壁板进行壁板的环缝焊接工作，同时，第n+1区范围内壁板的安装工作完成后，则进行第n+1区范围内壁板的立缝焊接工作和第n+2区范围内壁板的安装工作；
在第n区范围内的壁板完成环缝焊接工作后，则提升第n区范围内的脚手架，进行下一周层第n区范围内壁板的安装工作，同时，第n+1区范围内壁板的立缝焊接工作完成后，则进行第n+1区范围内壁板的环缝焊接工作和第n+2区范围内壁板的立缝焊接工作；
步骤4，循环工作直至完成各周层的N区全范围内壁板的焊接工作。
2.根据权利要求1所述的大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，其特征在于：采用净料预制构成罐壁的壁板，壁板长度方向的误差小于等于2mm，宽度方向的误差小于等于1.5mm，每周层壁板最后一张壁板则根据该层其他壁板误差累积进行误差弥补。
3.根据权利要求1所述的大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，其特征在于：各块壁板两端用样冲标注出上一节壁板的安装位置。
4.根据权利要求1所述的大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，其特征在于：上一节首张及末张壁板安装时用角钢或槽钢连接壁板与衬板，焊接完成后去除衬板以及角钢、槽钢，其它壁板安装过程中内侧用背杠固定，立缝焊接完毕后，通过样板逐条检查壁板的棱角变形，合格后再进行壁板的环缝组对焊接。
5.根据权利要求1所述的大型低温储罐内罐螺旋组焊工艺，其特征在于：在进行壁板的安装工作、壁板的立缝焊接工作、壁板的环缝焊接工作后均进行质量检查工作。
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