焊接Ｔ艺 吴建英等：焊条电弧焊和埋弧焊在大型ＬＮＧ储罐内罐壁板焊接施Ｔ中的应用 第５期 趋活跃，ＬＮＧ已成为稀缺清洁资源，是世界油气＿ｌｒ业 的新热点。为保证能源供应多元化和改善能源消费 结构，一些能源消费大国越来越重视ＬＮＧ的引进， 日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建ＬＮＧ接收 站。国际大石油公司也纷纷将其利润增长点转向 ＬＮＧ业务，ＬＮＧ将成为继石油之后下一个全球争 夺的热门能源商品。 置 大型ＬＮＧ储罐内罐壁板的焊接施工通常采用 焊条电弧焊和埋弧自动焊两种焊接方法来完成。焊 条电弧焊常用于立焊缝的焊接和横焊缝的打底焊， 埋弧自动焊常用于横焊缝的填充和盖面。 图１ ＬＮＧ储罐结构 １ ＬＮＧ储罐结构简介 ＬＮＧ储罐结构如图１所示，它包括一个混凝土 ２壁板母材选择 外罐、一个金属外罐、一个半封闭金属罐和一个９％Ｎｉ 内罐壁板承担着盛装冷夜和密封的作用，是低 钢金属内罐 ］。金属外罐由混凝土内衬板、底板衬 温储罐的主要构件，由耐低温且具有较好机械性能 板、拱顶和转向板组成。半封闭金属罐包括二层底板 的９％Ｎｉ钢焊接而成。内罐壁板共有１１层，每一层的 和ＴＣＰ热角保护装置。９％Ｎｉ钢金属内罐由内罐壁 厚度都不相同，且厚度自下而上越来越小，如某公司 板、上层底板和铝合金吊顶组成，且铝合金吊顶是 １６０（３００ 的Ｉ＿ＮＧ低温储罐的壁板厚度最大２８５９ｍｍ， 通过吊杆与金属外罐的拱顶相连接。 最小１２ ｍｍ。内罐壁板材质型号ＥＮ１００２８－４ＧｒＸ７Ｎｉ９， 焊接施工主要包括封闭金属外罐、半封闭金属 相当于ＧＢ ２４５１０－２００９ ９Ｎｉ５０９Ｂ，由比利时的阿塞 罐及封闭的金属内罐的组装及焊接。在此重点介绍 洛公司生产，其化学成分和力学性能如表１、表２所 内罐壁板的焊接施工技术。 示 表１ ＥＮ１００２８－４ＧｒＸ７Ｎｉ９的化学成分 。。厚度Ｓ／ｒ篡 ａｍ 。Ｉ ¨ｉ 黧≯ 化学成分 ｉ Ｉｌ ｌ囊≯ 鬻 ？誊 慧冀繁譬露膏 甓鬻— 鬻雾 豢雾・ 鬟絮，＿ 黧麓 鼍絮慧 鬻鬻 鬻黪 囊鬻尊 麓掣慧＿＿＿蔫 鬟 薯囊慧 参节——蔫 ——曩．＿＿＿・— 嚣＿—鬻麓＾．．嚣甓墓煮 。一 一…ｉ一～三竺 一 薹一一竺 旦 一一 ！ 一童一 竺 ～一一 ～ 一一！！ 一 ． ～一一 ！ 一一．．． ～． １２ ０．０３２ ０．２３６ ０．５７２ ０．００２ ０．０００ ３ ０．０１５ ；９１．０６７ ０。００３ ０．０５０ ０．０３６ ０：０２１ ２４ Ｏ．Ｏ３Ｏ Ｏ．２ｌ３ ０。５６０ ０．ＯＯ４ ０，ｏｏＯ ５ ０．０１７ ９．１ｏ４ Ｏ．ｏｏ３ Ｏ．Ｏ４５ ０．０６９ ｏ－Ｏ３０ 表２ ＥＮ１００２８－４ＧｒＸ７Ｎｉ的力学性能 了提高焊接效率，采用埋弧自动焊来完成，焊接接 壁 度ｉ 屈服强度 ｊ抗拉强度ｉ延伸率黧 冲击吸收功 艿／ｍｍ 赫 Ｐａ 占／％ 麓 ，Ｊ（＿ｌ９６ 头形式也是开坡口的对接接头形式，其坡口形式均 １２ ６７９ ７０８ ２３ ２２３ 为Ｋ形坡口。焊接时，由于壁板的厚度不同，为了安 ２４ ７Ｏ６ ７２６ １９ ２２１ 全，在厚度方向每块板子的中性层是对齐的。内罐壁 板的焊接铺设如图２所示。 焊材选用美国ＳＭＣ（Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ ｃｏｍｐａｎｙ）国 ３．１焊条电弧焊 际镍合金集团生产的焊接材料，埋弧焊材选用ＳＭＣ ３．１．１焊条选用和使用要求 国际镍合金集团生产的ＩＮＣ０一ＷＥＬＤ Ｆｉｌｌｅｒ Ｍｅｔａｌ 根据ＡＷＳ Ａ５．１ １／Ａ５．１ １Ｍ－２００５（焊条电弧焊镍 Ｃ一２７６焊丝，ＩＮＣＯＦＬＵＸ ９焊剂。 和镍合金焊条）选用ＥＮｉＣｒＭ０—３，化学成分如表３所 示。 ３内罐壁板的焊接施工 使用要求如下： 内罐壁板的焊接工艺为埋弧自动焊和焊条电 （１）焊条库库内温度不得低于１０℃，相对湿度 弧焊，并且在壁板的立缝焊接时，为了较好地操作， 不大于６０％。 采用焊条电弧焊来完成，现场组焊，焊接接头形式 （２）焊条使用前应进行烘干（３００￣－３５０℃，ｌ ｈ）， 为开坡口的对接接头。在内罐壁板的环向焊接时，为 烘干后放置于恒温干燥箱内（１１０℃－１５０℃），焊接 ￣７７’ 焊接１艺 吴建英等：焊条电弧焊和埋弧焊在大型ＬＮＧ储罐内罐壁板焊接施工中的应用 第５期 ｌ／Ⅱ。 ３．３壁板的焊接顺序 内罐壁板的焊接顺序为： （１）通过３个２５ ｔ塔吊吊装预制好的壁板，且在 罐内需要４、５个人进行固定组装。 （２）每两块壁板之间先通过门形卡进行固定，然 后进行点焊定位，最后拆除门形卡，依次重复这个 图３壁板立缝的焊接坡口形式 过程，直到整圈壁板都定位好。 （３）整圈壁板定位好之后，进行壁板径向焊缝的 正式焊接，第一层应采用分段退焊的方法，焊工沿 圆周方向均匀分布，同步焊接。 （４）进行上一层壁板的组装、焊接。 （５）焊接两圈壁板之间的环向焊缝，自动焊机均 图４壁板环缝的焊接坡口形式 ４ 匀分布，并沿同一方向焊接。先焊大坡口，待大坡口 焊接完，反面采用碳刨清根，再用砂轮机打磨、焊道 虑，应遵循一定的注意事项： （１）焊接过程中，每焊完一根焊条，收弧处必须 打磨，再进行下一根焊条的焊接，以防止弧坑裂纹。 （２）焊机电源线和焊把线使用时，不允许盘成封 闭的环形，必须拉直，以避免钢板产生磁性。 光滑，背面清根时保持合理的Ｕ型坡口形状，避免 出现窄而深的Ｖ型坡口，经 部清除为止。 检查，直至缺陷全 ３．４焊接坡口 焊接坡口的加工形式和尺寸随着壁板厚度的 不同而不同，且各坡口的尺寸主要取决于母材的厚 度。立缝和环缝的主要焊接接头形式如图３、４所示。 （３）焊接前必须打磨、除锈。点焊焊缝应有一定强 度，一般不小于５０ｍｍ。 ４焊接试验结果和讨论 对焊缝进行了目视检测（ＶＴ）、渗透检测（ 和 射线检测（Ｒ１ｒ），均符合标准。对焊缝进行常温拉伸和 弯曲、低温冲击（＿１９６℃）试验，试验数据如表７所示。 ３．５ 注意事项 焊接施工过程中从安全、焊缝质量等方面考 表７焊接接头机械性能 茎．羹一一． 一一 ．一一一 一… 一 一一一 一！ 塑 一一 一一 里…一一 誊 一 垦璧 ～一．鎏囊 ． 一垫整堕匿 ！！ ．焊条电弧焊 Ｉ２ 立焊 ６０５ ７２４ 母材 合格 ７５ ８４ 由表７可知：两种焊接工艺所得的焊接接头机 好。 械性能均合格，只是焊条电弧焊工艺所得焊缝的低 温冲击吸收功低于埋弧自动焊，但是从冲击断口看， 仍为韧性撕裂，并非脆断。 参考文献： ［１】严春妍，李午申，薛振奎，等．ＬＮＧ储罐用９％钢及其焊接 性【Ｊ１．焊接学报，２００８，２９（３）：４９—５１． 【２】吴智武，王移山，李少华，等．ＬＮＧ储罐用９Ｎｉ钢的焊接 材料与工艺【Ｊ］．焊接技术，２００９，３８（８）：４０—４１． 【３】李建军．ＬＮＧ储罐的建造技术［Ｊ１．焊接技术，２００６，３５（４）： ５４－５６． ５ 结论 ＬＮＧ储罐内罐壁板的焊接施工可以采用焊条 电弧焊与埋弧自动焊两种焊接方法完成。焊条电弧 焊用于立焊缝的焊接，埋弧自动焊用于横焊缝的焊 接。焊接试验证明，通过焊条电弧焊与埋弧自动焊两 种焊接方法相结合可以完成内罐壁板的焊接，且埋 弧焊丁艺所得焊缝质量比焊条电弧焊工艺的质量 【４】吴浩，卢云祥．上海ＬＮＧ储罐外罐的建造方案研究【Ｊ】 峥，叶海明，等．９Ｎｉ钢大型ＬＮＧ低温储罐 中国水运，２００８，８（１）：１３８－１３９． ［５］张亚余，徐的焊接施工［Ｊ］．电焊机，２００９，３９（９）：７８－８１．
