CN109570792A - 一种新型lng大罐底板结构及其焊接施工方法 - Google Patents

一种新型lng大罐底板结构及其焊接施工方法 Download PDF

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向海云
汤晓勇
郭成华
张迅
马先
刘家洪
缪辉
白宇恒
刘辉
陆永康
张建良
焦建国
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Abstract

本发明公开了一种新型LNG大罐底板结构及其焊接施工方法，底板结构包括第一中幅板、第二中幅板、第三中幅板、第四中幅板和设置在第一中幅板和第二中幅板对接焊缝中间下部的垫板；所述垫板采用搭接焊接的方式固定在第一中幅板和第二中幅板上；所述第一中幅板和第二中幅板对焊连接；所述第三中幅板、第四中幅板搭接在第一中幅板和第二中幅板上。本发明首先避免了同一地方四块板四条角焊缝的出现，和局部应力集中，保证了焊缝质量和密封性能。其次对接和搭接组合使用能够很好地降低底板的制作难度。本发明简化了底板中福板的连接形式，使制作简单，安装方便，避免局部应力集中，同时提高了底板的安全性和经济性。

Description

一种新型LNG大罐底板结构及其焊接施工方法
技术领域
本发明涉及一种新型LNG大罐底板结构及其焊接施工方法，也适用于类似的大型常压钢制圆筒形储罐。
背景技术
目前国内大中型LNG储罐底板连接方式全部为搭接，但由于储罐底板本身面积较大，加之市场上所能采购到的钢板宽度多为1500mm～3500mm，在底板的拼接当中不可避免的就出现了较多四块底板中幅搭接的形式，如图1所示。
此种连接形式存在以下缺陷：
1、四块中幅板搭接角焊缝堆叠层数较多，会导致此处焊接操作难度大、焊接应力大，焊接质量差，泄漏的可能性增大。
2、四块中幅板需要相互紧密贴合，考虑此底板是现场制作安装，难度较大，难以保证制作、安装质量。
3、由于标准要求中幅板搭接至少40mm，因此此种铺设安装会导致底板材料一定程度上的浪费，缺乏经济性。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种新型LNG大罐底板结构及其焊接施工方法，采用对接和搭接组合使用的连接方式合理避开四块中幅板搭接的形式，从而降低底板的制作和焊接难度，降低焊接应力，保证其安全性和经济性。
本发明所采用的技术方案是：一种新型LNG大罐底板结构，包括第一中幅板、第二中幅板、第三中幅板、第四中幅板和设置在第一中幅板和第二中幅板对接焊缝中间下部的垫板；所述垫板采用搭接焊接的方式固定在第一中幅板和第二中幅板上；所述第一中幅板和第二中幅板对焊连接；所述第三中幅板、第四中幅板搭接在第一中幅板和第二中幅板上。
本发明还提供了一种新型LNG大罐底板结构的焊接施工方法，包括如下步骤：
步骤一、调整第一中幅板和第二中幅板的对接焊缝间隙为4mm，并开焊接坡口为50°±2.5°，然后将垫板放置在对接焊缝中间下部，采用搭接焊接的方式固定在第一中幅板和第二中幅板上，搭接角焊缝焊脚高度为4mm；
步骤二、将第一中幅板和第二中幅板对焊连接；
步骤三、分别将第三中幅板和第四中幅板搭接在第一中幅板和第二中幅板上，搭接宽度为40mm，焊脚高度为4～6mm；拼装后底板表面须保持平整，局部的最大凹凸变形的深度小于等于变形长度的2％，且小于等于25mm；
步骤四、全部对接接头采用100％的射线检测后不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷，在10mm×10mm的评定框内，缺陷长径≦1mm的缺陷点数不能多于1处为合格；
步骤五、全部搭接焊接接头采用100％渗透检测后不允许存在任何裂纹，长宽比大于3的线性缺陷长度l≦1.5mm，长宽比小于或等于3的圆性缺陷d≦2.0mm，且在35mm×100mm的评定框内不大于1个为合格；
步骤六、步骤四所述的检测合格后采用真空试漏法进行严密性试验，真空箱压力在53KPa时焊缝不得泄漏。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明采用对接和搭接组合使用的连接方式合理避开四块中幅板堆叠搭接的形式，首先避免了同一地方四块板四条角焊缝的出现，和局部应力集中，保证了焊缝质量和密封性能。其次由于大型储罐都是现场安装，四块中幅板堆叠搭接的形式现场制作复杂难度较大，制作成本较高，并且难以保证制作质量。现改为对接和搭接组合使用能够很好地降低底板的制作难度，从而间接的缩短制作工期，同时一定程度上降低制作成本。综上述：本发明采用对接和搭接组合使用的连接方式，简化了底板中福板的连接形式，使制作简单，安装方便，避免局部应力集中，同时提高了底板的安全性和经济性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为现有的大罐底板拼接结构示意图；
图2为本发明的大罐底板结构示意图。
具体实施方式
由于大罐底板面积较大，其直径一般为数十米，所以整个底板就必须由一块块钢板铺设通过焊接连接而成。焊接可用焊条手工焊或自动焊，施焊前必须对焊接工艺文件进行验证性试验和焊接结果评价，确保焊接接头的力学性能和弯曲性能满足要求。本发明是将传统四块中幅板堆叠搭接的形式，改为先对接再搭接。即是将一个固定方向上的中幅板先采用对接的形式连接起来，对接时需在对接焊缝下面加设垫板以保证焊缝质量，同时对接焊缝需进行100％RT检测，然后再将对接好的各个中幅板采用搭接的形式依次连接，搭接角焊缝需进行100％PT检测，然后所有焊缝进行真空箱检查，以保证其密封性。
一种新型LNG大罐底板结构，如图2所示，包括四块大罐底板中幅板1至4和垫板5，其中：
大罐底板中幅板厚度一般为5mm，宽度为1500mm～3500mm不等，材质一般为16MnDR、S30408、06Ni9DR，后面两种为低温容器用钢。
垫板5厚度为4mm，宽度为40mm，长度为焊缝长度，材质与大罐底板中幅板材质一致。
本发明还提供了一种新型LNG大罐底板结构的焊接施工方法，包括如下步骤：
步骤一、在对焊之前，先调整中幅板1和中幅板2使其对接焊缝间隙为4mm，并开焊接坡口为50°±2.5°，然后将垫板5放置在对接焊缝中间下部，先采用搭接焊接的方式固定在中幅板1和中幅板2上，搭接角焊缝焊脚高度为4mm。
步骤二、然后将中幅板1和中幅板2对焊连接，焊缝间隙为4mm，焊接坡口为50°±2.5°。
步骤三、在中幅板1和中幅板2对焊连接好后，再分别将中幅板3和中幅板4搭接在中幅板1和中幅板2上，搭接宽度为40mm，焊脚高度为4～6mm；拼装后底板表面须保持平整，要求局部的最大凹凸变形的深度，不大于变形长度的2％，且不大于25mm。
步骤四、全部对接接头采用中灵敏度射线检测技术，经100％的射线检测不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷，在10mm×10mm的评定框内，缺陷长径≦1mm的缺陷点数，不能多于1处为合格。
步骤五、全部搭接焊接接头，采用可显示3类裂纹区位数的渗透检测技术，经100％渗透检测不允许存在任何裂纹，长宽比大于3的线性缺陷长度l≦1.5mm，长宽比小于或等于3的园性缺陷d≦2.0mm，且在35mm×100mm的评定框内不大于1个为合格。
步骤六、在第四步无损检测合格后须在水压试验前后做真空试漏法进行严密性试验，真空箱压力在53KPa时焊缝不得泄漏。具体实施方法是将需要检测的对接或搭接焊缝四周清理干净，沿需要测试的焊缝涂上肥皂水，再将真空检漏罩置于储罐底板需要检测部位，打开真空罩阀门，开启真空泵对测试部位抽真空，当真空罩的真空度达到53Kpa时，关闭真空泵电源，通过真空检漏罩的玻璃视窗，观察测试部位在5S钟以上是否有气泡产生，无漏点为合格。
步骤七、在步骤四、步骤五、步骤六中，任何一步检测不合格，都必须用碳弧气刨清除所有超过规定的缺陷，经渗透检测确认缺陷已全部清除，再按焊接工艺文件重新补焊，然后重新按照步骤四、步骤五、步骤六的要求和方法重新检测，直至合格。

Claims (10)

1.一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：包括第一中幅板、第二中幅板、第三中幅板、第四中幅板和设置在第一中幅板和第二中幅板对接焊缝中间下部的垫板；所述垫板采用搭接焊接的方式固定在第一中幅板和第二中幅板上；所述第一中幅板和第二中幅板对焊连接；所述第三中幅板、第四中幅板搭接在第一中幅板和第二中幅板上。
2.根据权利要求1所述的一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：所述垫板与第一中幅板和第二中幅板的搭接角焊缝焊脚高度为4mm。
3.根据权利要求1所述的一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：所述第一中幅板和第二中幅板的焊缝间隙为4mm，焊接坡口为50°±2.5°。
4.根据权利要求1所述的一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：所述第三中幅板、第四中幅板与第一中幅板和第二中幅板的搭接宽度为40mm，焊脚高度为4～6mm。
5.根据权利要求1所述的一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：所述第一中幅板、第二中幅板、第三中幅板、第四中幅板厚度为5mm，宽度为1500mm～3500mm。
6.根据权利要求1所述的一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：所述第一中幅板、第二中幅板、第三中幅板、第四中幅板和垫板材质相同，为16MnDR、S30408或06Ni9DR。
7.根据权利要求1所述的一种新型LNG大罐底板结构，其特征在于：所述垫板厚度为4mm，宽度为40mm，长度为所述第一中幅板和第二中幅板的焊缝长度。
8.一种新型LNG大罐底板结构的焊接施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、调整第一中幅板和第二中幅板的对接焊缝间隙为4mm，并开焊接坡口为50°±2.5°，然后将垫板放置在对接焊缝中间下部，采用搭接焊接的方式固定在第一中幅板和第二中幅板上，搭接角焊缝焊脚高度为4mm；
步骤二、将第一中幅板和第二中幅板对焊连接；
步骤三、分别将第三中幅板和第四中幅板搭接在第一中幅板和第二中幅板上，搭接宽度为40mm，焊脚高度为4～6mm；拼装后底板表面须保持平整，局部的最大凹凸变形的深度小于等于变形长度的2％，且小于等于25mm；
步骤四、全部对接接头采用100％的射线检测后不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷，在10mm×10mm的评定框内，缺陷长径≦1mm的缺陷点数不能多于1处为合格；
步骤五、全部搭接焊接接头采用100％渗透检测后不允许存在任何裂纹，长宽比大于3的线性缺陷长度l≦1.5mm，长宽比小于或等于3的圆性缺陷d≦2.0mm，且在35mm×100mm的评定框内不大于1个为合格；
步骤六、步骤四所述的检测合格后采用真空试漏法进行严密性试验，真空箱压力在53KPa时焊缝不得泄漏。
9.根据权利要求8所述的一种新型LNG大罐底板结构的焊接施工方法，其特征在于：步骤六所述严密性试验的方法为：将需要检测的对接或搭接焊缝四周清理干净，沿需要测试的焊缝涂上肥皂水，再将真空检漏罩置于储罐底板需要检测部位，打开真空罩阀门，开启真空泵对测试部位抽真空，当真空罩的真空度达到53Kpa时，关闭真空泵电源，通过真空检漏罩的玻璃视窗，观察测试部位在5S钟以上是否有气泡产生，无漏点为合格。
10.根据权利要求8所述的一种新型LNG大罐底板结构的焊接施工方法，其特征在于：若步骤四至步骤六的任何一步检测不合格时均需用碳弧气刨清除所有超过规定的缺陷，经渗透检测确认缺陷已全部清除，再按焊接工艺文件重新补焊，然后重新按照步骤四至步骤六的要求和方法重新检测，直至合格。
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