《LNG儲(chǔ)罐焊接技術(shù)及開(kāi)展（教學(xué)課件）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《LNG儲(chǔ)罐焊接技術(shù)及開(kāi)展（教學(xué)課件）（72頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2021/8/23精品 PPT 模板12021/8/23精品 PPT 模板2一、前言一、前言 目前世界各國(guó)都在積極推動(dòng)低溫液化氣的儲(chǔ)備。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化，國(guó)家極力支持液化天然氣項(xiàng)目的發(fā)展，并把實(shí)施LNG進(jìn)口多元化發(fā)展戰(zhàn)略作為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。06年啟動(dòng)的三大LNG接收站項(xiàng)目廣東、福建和上海LNG項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，目前大連、江蘇項(xiàng)目正處施工階段。2021/8/23精品 PPT 模板3 LNG接收設(shè)施主要由用于LNG接收儲(chǔ)存的低溫儲(chǔ)罐、LNG碼頭及棧橋區(qū)、灌區(qū)泡沫站、氣化區(qū)、增壓/冷凝區(qū)、火炬區(qū)、公用工程、計(jì)量輸出區(qū)、槽車(chē)裝車(chē)區(qū)等組成，其中LNG低

2、溫儲(chǔ)罐的安裝是建設(shè)的核心和關(guān)鍵。LNG低溫儲(chǔ)罐通常是雙層壁結(jié)構(gòu)的立式拱頂儲(chǔ)罐，外壁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為雙層壁鋼結(jié)構(gòu)。外層普通碳鋼板緊貼混凝土 （通過(guò)預(yù)埋件貼在外罐壁混凝土層內(nèi)側(cè)并密封焊接），2021/8/23精品 PPT 模板4 最內(nèi)層為9%Ni鋼（例如ASTM A553 Type1等），厚度從下到上呈遞減型（16.5萬(wàn)立方儲(chǔ)罐內(nèi)罐底圈壁板為26.2mm，頂圈壁板為12 mm），內(nèi)外層結(jié)構(gòu)間距一般在850mm以上、1000mm以內(nèi)，中間夾層填充特殊的絕熱材料；罐頂也是雙層結(jié)構(gòu)，頂板是普通碳鋼板，懸掛在外頂層內(nèi)壁的吊頂是鋁板（例如ASTM B209M5083），通過(guò)吊桿（SS）與外罐拱頂骨

3、架連接，內(nèi)外頂之間夾層填充特殊的絕熱材料，在頂板外側(cè)為混凝土層。2021/8/23精品 PPT 模板5 罐底由三層鋼板及保冷層組成，最下層底板為碳鋼板，底板和次外層底板為9%Ni鋼，每?jī)蓪拥装逯g鋪設(shè)泡沫玻璃磚保冷層。儲(chǔ)罐罐壁無(wú)管口，所有管線都由罐頂開(kāi)孔與罐內(nèi)連接。其結(jié)構(gòu)如下圖：2021/8/23精品 PPT 模板6 2021/8/23精品 PPT 模板7 儲(chǔ)罐工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)罐外罐儲(chǔ)存介質(zhì)（液化天然氣蒸汽）有效容積(m3)165.000m3工作溫度()1653.5設(shè)計(jì)最低溫度()-196-20最高工作壓力（MPa）0.5設(shè)計(jì)壓力（MPa）0.75安全閥起跳壓力（MPa）0.55直徑(mm)

4、8000082000最大設(shè)計(jì)液位(mm)37385射線探傷100%罐外低溫管線100%腐蝕裕量01焊縫系數(shù)1.0罐底1.0,其余0.9主體材質(zhì)9%NiA516Gr380、A362021/8/23精品 PPT 模板8下面主要以上海LNG儲(chǔ)罐的焊接施工為例進(jìn)行介紹：二、儲(chǔ)罐材料介紹二、儲(chǔ)罐材料介紹2.1 儲(chǔ)罐所包含的主要材料外罐：A36、A516Gr380、A516Gr450鋁吊頂：B209M 5083-O內(nèi)罐：A553 TYPE 1（9%Ni鋼）螺柱：A108 Gr1015、A276 TYPE 304接管及套管：TP304L、API 5L Gr.B、A516Gr450 2021/8/23精品 P

5、PT 模板9 2.2 9%Ni鋼介紹 9%Ni鋼于1944 年由美國(guó)INCO 公司開(kāi)發(fā)發(fā)明的一種優(yōu)良的低溫用鋼，1948 年推向市場(chǎng)。1956年初列入ASTM標(biāo)準(zhǔn)。1960 年以前9%Ni鋼只能用鐵素體焊條焊接，需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力的熱處理，這對(duì)于制造大型儲(chǔ)罐是一個(gè)難題。1960 年10 月，采用Inconel型焊條焊接9%Ni鋼成功，并通過(guò)了液氮溫度下的爆破增壓試驗(yàn)。后來(lái)開(kāi)發(fā)的9%Ni 鋼的雙正火+回火(NNT)熱處理工藝和淬火+回火(QT)熱處理工藝使9%Ni 鋼的焊接不需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力的熱處理。1962 年，ASTM規(guī)范認(rèn)定：2021/8/23精品 PPT 模板10 板厚不超過(guò)38mm

6、的儲(chǔ)罐可以不進(jìn)行消除焊接接殘余應(yīng)力熱處理，1963年又?jǐn)U大到50mm，使9%Ni 鋼用于大型LNG 儲(chǔ)罐制造成為可能。1952 年,第一臺(tái)9%Ni鋼儲(chǔ)罐在美國(guó)投入使用。1965 年法國(guó)用9%Ni 鋼建造了第一艘LNG 油輪Jules Verne 號(hào)，艙容 2.584 萬(wàn)m3。日本大規(guī)模使用9%Ni 鋼開(kāi)始于1969 年橫濱港建成的3.5 萬(wàn)m3 和4.5 萬(wàn)m3 LNG儲(chǔ)罐，1977 年將Ni9 鋼列入JIS 標(biāo)準(zhǔn)，JIS G3127對(duì)9%Ni鋼的熱處理進(jìn)行了如下要求：雙正火+回火處理(NNT)和淬火+回火處理(QT)。1980 年日本建成了7.5 萬(wàn)m3LNG 儲(chǔ)罐。2021/8/23精品

7、PPT 模板11 1991 年JIS G3127 中明確指出：根據(jù)需要可進(jìn)行中間熱處理。1982 年后，9%Ni鋼已經(jīng)成為低溫儲(chǔ)罐主材，逐漸取代了Ni-Cr 不銹鋼，截止到1995 年世界上已建的最大9%Ni鋼儲(chǔ)罐容積為14萬(wàn)m3。由此可見(jiàn)，9%Ni 鋼已是國(guó)際上低溫設(shè)備領(lǐng)域廣泛使用的鋼種，其焊接性能良好，焊接工藝已日臻成熟。而在我國(guó)由于對(duì)9%Ni鋼焊接的研究和應(yīng)用比較晚，特別是在LNG儲(chǔ)罐焊接方面,還沒(méi)有形成自己的標(biāo)準(zhǔn)，工藝規(guī)范也不完善。2021/8/23精品 PPT 模板12 目前推薦并且常用的熱處理方法有三種：(1)NNT處理 第一次正火加熱至900 空冷。第 二次正火加熱至790 空冷

8、，然后在550-580 回火后急冷處理后的組織為回火馬氏體與貝氏體。(2)QT 處理 800 水淬或油淬，然后550-580 回火處理后的組織為低碳馬氏體。(3)+雙相區(qū)淬火+回火(Intercritical HeatTreatment，簡(jiǎn)稱IHT)一般為800水淬+670水淬，然后經(jīng)550580 回火，處理后的組織為低碳馬氏體。2021/8/23精品 PPT 模板13 Ni是9%Ni鋼的主要合金元素，它在該鋼中的作用是降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，提高它的沖擊韌性。Mn 在該鋼中可以細(xì)化晶粒，同時(shí)還可以提高w（Mn）/w（C）的比值，起到提高鋼的韌性，降低轉(zhuǎn)變溫度的作用。C在該鋼中可以提高鋼強(qiáng)度。S

9、、P含量應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會(huì)使脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，增加熱裂紋的傾向。因此，為了保證9%Ni 鋼具有良好的低溫韌性，應(yīng)嚴(yán)格控制該鋼中的C、Si 等其它元素及S、P等雜質(zhì)含量。2021/8/23精品 PPT 模板149%Ni鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能(wt,%)2021/8/23精品 PPT 模板15 上海LNG用低溫鋼板的化學(xué)成分及機(jī)械性能見(jiàn)下表：A553TYPE1鋼化學(xué)成分 化學(xué)成分CMnSiSPCrNiCuMoNb規(guī)定值Max 0.13Max 0.90.15-0.4Max 0.002Max 0.009Max 0.308.5-9.5Max0.40Max 0.12Max0.02A5

10、53TYPE1鋼機(jī)械性能 機(jī)械性能s（MPa）b（MPa）延伸率(%)沖擊功（J）-196側(cè)向膨脹值規(guī)定值585690-8252050 0.381mm2021/8/23精品 PPT 模板16 2.3 9%Ni鋼的焊接性能 9%Ni鋼以其優(yōu)良的低溫性能和焊接性能被認(rèn)為是制造低溫壓力容器/儲(chǔ)罐的最佳材料，焊接9%Ni鋼主要問(wèn)題是保證焊接接頭的低溫韌性、防止焊接裂紋、防止電弧磁偏吹等問(wèn)題，這與焊接材料的類型、焊接熱輸入、焊接工藝有關(guān)。（1）焊后低溫韌性下降:焊接接頭的低溫韌性問(wèn)題出現(xiàn)在焊縫區(qū)、熔合區(qū)和粗晶區(qū)。焊縫金屬的低溫韌性與采用焊接材料的類型有關(guān)，采用與9%Ni鋼成份相同的焊材時(shí)，焊縫金屬低溫性

11、能很差，主要是由焊縫金屬含氧量過(guò)高造成的。2021/8/23精品 PPT 模板17 熔合區(qū)的低溫韌性與所出現(xiàn)的脆性組織有關(guān)。當(dāng)采用Ni13%Cr16%型奧氏體不銹鋼焊接材焊接9%Ni時(shí)，熔合區(qū)的化學(xué)成份既非奧氏體鋼也非9%Ni鋼的成份，而是富含Cr、Mn、W與C的區(qū)域。熔合區(qū)的硬度明顯比焊縫金屬的硬度和熱影響區(qū)的硬度高，熔合區(qū)的硬度又隨位置的不同而不同，熔合區(qū)存在脆硬層，該區(qū)域是板條馬氏體和攣晶馬氏體復(fù)合而成。2021/8/23精品 PPT 模板18 （2）焊接熱裂紋 采用Ni基、FeNi基或Ni13%Cr16%奧氏體不銹鋼焊材焊接Ni9鋼時(shí)，都可能產(chǎn)生熱裂紋，如用25Cr16Ni13Mn8W

12、3焊條焊接Ni9鋼時(shí)，可能產(chǎn)生弧坑裂紋、高溫失塑裂紋、液化裂紋，也可能在熔合區(qū)中產(chǎn)生顯微疏松。焊接熱裂紋易產(chǎn)生在打底焊縫或定位焊縫中。如果夾渣較多時(shí)，也能從夾渣處產(chǎn)生裂紋，定位焊時(shí)在起弧處也可能產(chǎn)生裂紋。2021/8/23精品 PPT 模板19 顯微疏松或稱折疊中的顯微裂紋主要產(chǎn)生在熔合區(qū)，這種缺陷一般很小，所謂折疊是焊接過(guò)程中由于電弧的攪動(dòng)，把部分母材帶入焊縫中造成的。帶入焊縫中的這部分母材雖經(jīng)熔化，但未與焊條金屬相混合，其成分基本上是原9%Ni鋼的成分，因?yàn)楹缚p金屬的合金元素比母材高的多，其熔點(diǎn)低于9%Ni鋼。陷入折疊之中的焊縫金屬的凝固晚于周?chē)恼郫B金屬，因而在它凝固時(shí)的不到金屬的補(bǔ)充而

13、產(chǎn)生裂紋實(shí)際是顯微疏松。消除以上裂紋的方法是減少有害元素，采用正確的焊接技術(shù)并配和適當(dāng)?shù)拇蚰ァ?021/8/23精品 PPT 模板20 （3）焊接冷裂紋 9%Ni鋼與同強(qiáng)度的其它低合金鋼相比有較好的抗冷裂性能，在低氫條件下不產(chǎn)生冷裂紋，但采用低Ni高M(jìn)n的奧氏體焊條時(shí)，因母材稀釋作用在熔和區(qū)附近會(huì)出現(xiàn)高硬度的馬氏體帶，對(duì)氫脆敏感，防止焊接冷裂紋的措施是：施焊中嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程特別是焊條烘干、焊接環(huán)境濕度、焊接規(guī)范等。采用Ni基焊材時(shí)可使熔合區(qū)不出現(xiàn)高硬馬氏體，有效防止冷裂紋。2021/8/23精品 PPT 模板21 （4）電弧磁偏吹 焊接9%Ni鋼時(shí)易發(fā)生磁偏吹，防止措施是控制母材剩磁率在

14、50高斯以下，但是焊接過(guò)程中剩磁率在20高斯以上。因此，應(yīng)盡量采用交流焊接避免用大電流的碳弧氣刨清根，或采用磁鐵消磁。2021/8/23精品 PPT 模板22三、焊接工作的難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn) 在LNG焊接施工中，通過(guò)對(duì)9%Ni鋼的焊接性進(jìn)行分析，內(nèi)罐作為儲(chǔ)罐焊接施工的核心，其主要焊接難點(diǎn)如下：鋼材硬度大，坡口加工的難度較大；鋼材易磁化；焊縫易產(chǎn)生冷、熱裂紋；焊接電弧的磁偏吹；2021/8/23精品 PPT 模板23四、主要應(yīng)用的規(guī)范 目前國(guó)內(nèi)對(duì)于低溫儲(chǔ)罐的施工方面還無(wú)具體的驗(yàn)收規(guī)范，施工主要參考國(guó)外相關(guān)規(guī)范，焊接工藝評(píng)定及焊接施工主要應(yīng)用的規(guī)范如下：BS7777-1993立式圓筒型低溫儲(chǔ)罐 EN28

15、7-1：1992鋼熔化焊焊工考試 EN287-2：1992鋁熔化焊焊工考試 EN288-3-1992金屬材料焊接工藝評(píng)定-鋼材 EN288-4-1992金屬材料焊接工藝評(píng)定-鋁及鋁合金2021/8/23精品 PPT 模板24 EN571-1997無(wú)損檢測(cè)著色檢測(cè) EN895-2001拉伸試驗(yàn) EN910-1996彎曲試驗(yàn) EN10045-1993沖擊試驗(yàn) EN1043-1997硬度試驗(yàn) EN ISO 5817-2003焊縫無(wú)損檢測(cè)評(píng)定 ASME 焊接和釬焊評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 2021/8/23精品 PPT 模板25 51 外罐的焊接方法 外罐的焊接，主要為SMAW，螺柱的焊接采用螺柱焊和SMAW。五、焊

16、接方法的選擇外罐壁板安裝焊接拱頂螺柱焊接 2021/8/23精品 PPT 模板26 鋁吊頂?shù)暮附雍附?2021/8/23精品 PPT 模板2752內(nèi)罐的焊接方法 目前焊接9%Ni鋼主要焊接方法是焊條電弧焊(SMAW)、鎢極氬弧焊(GTAW)、熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊(GMAW)和埋弧焊(SAW)。鎢極氬弧焊的焊接效率太低，在工程中選擇這種焊接方法不太經(jīng)濟(jì)，但是，能得到具有窄坡口的高質(zhì)量的焊接接頭，特別是采用 2021/8/23精品 PPT 模板28 低鎳型焊接材料焊接9%Ni鋼時(shí)，鎢極氬弧焊是非常好的焊接方法。所以只是在特定的場(chǎng)合下才選擇使用鎢極氬弧焊。手工熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊的熔敷速率大

17、，但對(duì)焊工的焊接技術(shù)要求較高。該焊接方法的主要缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生熔合不良和氣孔。焊條電弧焊是9%Ni鋼現(xiàn)場(chǎng)焊接的一種適合各種焊接位置、非常靈活且可行的焊接方法。該焊接方法可以達(dá)到很高的合金過(guò)度系數(shù)，甚至高達(dá)170%。2021/8/23精品 PPT 模板29 埋弧焊是熔敷速率最高的一種焊接方法，特別是在環(huán)焊縫焊接時(shí)，由于使用了環(huán)縫焊接機(jī)械系統(tǒng)，埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得更加突出，但它只適合于焊接橫焊縫和水平位置焊縫。對(duì)于立式儲(chǔ)罐的縱焊縫，雖然現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了氣電立焊設(shè)備，且自動(dòng)化程度很高，但是由于氣電立焊的線能量偏大且不易控制，所以不適合用來(lái)焊接9%Ni鋼。立焊縫仍然用焊條電弧焊焊接。2021/8/23精品

18、 PPT 模板30 生產(chǎn)實(shí)踐證明，焊條電弧焊和埋弧焊是9%Ni鋼儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)焊接效率最高的焊接方法。由于LNG儲(chǔ)罐的焊接工作量大，對(duì)于9%Ni鋼的焊接目前主要應(yīng)用的方法有：手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊，也是目前我國(guó)LNG儲(chǔ)罐本體普遍采用的焊接方法。其中手工電弧焊主要應(yīng)用于壁板的立縫、底板、大腳縫、熱轉(zhuǎn)角保護(hù)板，埋弧自動(dòng)焊主要應(yīng)用于壁板的橫縫。下面是我公司上海LNG儲(chǔ)罐的焊接方法示意圖:2021/8/23精品 PPT 模板31 2021/8/23精品 PPT 模板32 內(nèi)罐壁板角縫焊接內(nèi)罐壁板環(huán)縫焊接2021/8/23精品 PPT 模板33 9%Ni鋼的焊接材料可歸納為四種類型，即含Ni 約60%以上的I

19、nconel型；含Ni 約40%的Fe-Ni基型；含Ni13%-Cr16%的奧氏體不銹鋼型和含Ni11%的鐵素體型。鐵素體型焊材具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，但其成分與9%Ni鋼相同，焊后如果不進(jìn)行熱處理，得到的焊縫低溫韌性很差。研究表明這主要是因?yàn)楹缚p金屬中的含氧量太高，有時(shí)可達(dá)600ppm。焊后熱處理雖然 六、焊接材料2021/8/23精品 PPT 模板34 可以較好地提高焊縫的低溫韌性，但在施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境下特別是對(duì)大型儲(chǔ)罐的焊接，熱處理是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，用于9%Ni鋼電弧焊的焊材主要是前三者。Ni13-Cr16奧氏體不銹鋼型焊接材料的強(qiáng)度稍高，但低溫韌性較差，線膨脹系數(shù)與9%Ni鋼相差較大，易產(chǎn)生

20、高的熱應(yīng)力集中，從而增大焊縫的熱疲勞和失效的風(fēng)險(xiǎn)，而且容易在熔合區(qū)出現(xiàn)硬脆組織而使冷裂紋傾向大大增加。2021/8/23精品 PPT 模板35 Ni基和Fe-Ni基焊接材料的線膨脹系數(shù)與9%Ni鋼相近，并且所得焊縫金屬均為奧氏體，具有優(yōu)異的低溫韌性。但這兩種焊接材料也有缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下方面：由于奧氏體焊縫結(jié)晶特點(diǎn)，焊接過(guò)程中熱裂紋敏感性很強(qiáng)，更易出現(xiàn)弧坑裂紋；Ni基合金焊縫金屬的熔點(diǎn)一般要比母材低100-150，焊接時(shí)熔深較淺，流動(dòng)性較差，往往會(huì)形成未焊透缺陷，但通過(guò)調(diào)整焊接工藝，可以克服這些問(wèn)題。此外，這兩種材料的成本過(guò)高，焊縫強(qiáng)度略低于母材。2021/8/23精品 PPT 模板36四類

21、焊接材料類型及特點(diǎn)如下表：9%Ni 9%Ni鋼焊接材料類型及其特點(diǎn)鋼焊接材料類型及其特點(diǎn)2021/8/23精品 PPT 模板37 目前，在世界各國(guó)LNG儲(chǔ)罐的建造中，焊條采用ENiCrMo-6、E NiCrMo-3、ENiCrFe-9等，焊絲采用ER NiCrMo-3、ER NiCrMo-4、ER NiCrMo-8、ER NiMo-8、ER NiMo-9等，但使用ER NiCrMo-3的較多。我們?cè)谏虾NG中焊條采用ENiCrFe-9，焊絲采用ER NiMo-8。2021/8/23精品 PPT 模板38 SAW焊絲2021/8/23精品 PPT 模板39 SMAW 焊條化學(xué)成分及機(jī)械性能AW

22、S A5.11ENiCrMo-6E NiCrMo-3ENiCrFe-9C0.100.100.15Mn2.0-401.01.0-4.5Fe10.07.012.0Si1.00.750.75Cu0.50.50.5NiMin55.0Min55.0Min55.0Co-Al-Ti-Cr12.0-17.020.0-23.012.0-17.0Ta0.5-2.03.15-4.150.5-3.0Mo5.0-9.08.0-10.02.5-5.5V-W1.0-2.0-1.5Rm（MPa）620760650延伸率(%)3530252021/8/23精品 PPT 模板40 9%Ni鋼是一種磁化傾向較大的材料。鋼材的磁性會(huì)

23、造成電弧的磁偏吹，并將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，造成未焊透，未熔合，夾渣、氣孔等缺陷，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法施焊。目前手工電弧焊主要采用交流焊接電源，來(lái)避免電弧的磁偏吹現(xiàn)象,也有采用直流焊接電源；埋弧自動(dòng)焊，根據(jù)使用焊絲的特點(diǎn)及經(jīng)驗(yàn)，目前采用交流或直流焊接電源都有。七、焊接設(shè)備2021/8/23精品 PPT 模板41 林肯POWERWAVE AC/DC 1000焊機(jī)米勒Dynasty 350 AC/DC焊機(jī)2021/8/23精品 PPT 模板42 焊接工藝評(píng)定目前主要是按照EN288-3：1992標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行(上海LNG焊接工藝評(píng)定是根據(jù)EN288-3及項(xiàng)目的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行試驗(yàn))，試驗(yàn)項(xiàng)目主要有外觀檢查、焊縫根

24、部及表面著色檢查、射線檢查、拉伸、彎曲、沖擊、宏觀金相、硬度、側(cè)向膨脹值的測(cè)定。八、焊接工藝評(píng)定2021/8/23精品 PPT 模板438.1彎曲試驗(yàn) 對(duì)接接頭的彎曲試驗(yàn)應(yīng)按照EN910的要求進(jìn)行。試驗(yàn)過(guò)程中，試件上延任何方向不能出現(xiàn)長(zhǎng)度大于3mm的單個(gè)裂紋，出現(xiàn)在試件棱角處的裂紋可忽略不記。對(duì)于9%Ni鋼的焊接，彎曲試驗(yàn)采用縱向彎曲試驗(yàn),對(duì)接接頭的試樣的準(zhǔn)備和試驗(yàn)根據(jù)ASME-1998的有關(guān)要求進(jìn)行(根據(jù)上海LNG的技術(shù)要求)。2021/8/23精品 PPT 模板44 8.2拉伸試驗(yàn) 對(duì)接焊縫的試樣和試驗(yàn)根據(jù)BS7777和EN895的要求進(jìn)行,厚度采用全板厚。最小抗拉強(qiáng)度不能低于下表：母材最

25、小抗拉強(qiáng)度(MPa)備注A516M Gr450450A516M Gr380380A36400API 5L Gr.B413TP304L485A553 Type 1母材:690厚度50mm焊縫金屬(SMAW):650焊縫金屬(SAW):6602021/8/23精品 PPT 模板45 8.3沖擊試驗(yàn) 沖擊試驗(yàn)采用V型缺口沖擊試驗(yàn),每個(gè)位置應(yīng)取3個(gè)試樣，沖擊試件的選擇、加工、試驗(yàn)根據(jù)BS7777-2和EN10045-1的有關(guān)要求進(jìn)行，沖擊值不能低于下表要求：2021/8/23精品 PPT 模板46 2021/8/23精品 PPT 模板47 8.4宏觀金相試驗(yàn) 試件的準(zhǔn)備和腐蝕根據(jù)EN1321的有關(guān)要求

26、進(jìn)行，其熔合線、熱影響區(qū)、焊道應(yīng)該清楚。宏觀金相試驗(yàn)應(yīng)包括母材金屬。合格標(biāo)準(zhǔn)為EN25817規(guī)定的B級(jí)。8.5硬度試驗(yàn) 硬度試驗(yàn)根據(jù)EN1043-1的要求進(jìn)行，其他方面根據(jù)EN288-3的要求進(jìn)行，硬度試驗(yàn)的最大值應(yīng)符合下表要求。2021/8/23精品 PPT 模板48 同種材料焊縫金屬硬度的最大值母材硬度最大值（HV）熱影響區(qū)焊縫碳鋼單道焊：380多道焊：350400不銹鋼4004009%Ni鋼4004002021/8/23精品 PPT 模板49 異種材料焊縫金屬硬度的最大值 母材硬度最大值（HV）母材1母材2熱影響區(qū)焊縫母材1母材2碳鋼不銹鋼單道焊：380多道焊：350400400碳鋼9%

27、Ni鋼單道焊：380多道焊：350400400不銹鋼9%Ni鋼4004004002021/8/23精品 PPT 模板508.6有關(guān)9%Ni鋼焊接試驗(yàn)結(jié)果,見(jiàn)下表:焊接工藝評(píng)定結(jié)果 序號(hào)厚度/方法位置抗拉強(qiáng)度b/MPa縱向彎曲（180）沖擊試驗(yàn)（-196）AKV/J硬度HV10評(píng)定結(jié)果焊縫熱影響區(qū)側(cè)向膨脹值母材焊縫HAZ110/SMAW1G710合格/235195350合格210/SMAW3G725合格53731.28/合格314.4/SAW2G730合格1002161.62238226345合格414.4/SMAW3G725合格602141.43/合格514.4/SMAW2G732合格/236

28、213286合格614.4/SMAW(返修)2G734合格741011.12253236372合格2021/8/23精品 PPT 模板51 91 所依據(jù)的考試標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)罐、外罐主要是根據(jù)EN287-1要求進(jìn)行資格評(píng)定。手工焊條電弧焊焊工位置采用2G和3G兩種。埋弧自動(dòng)焊使用2G。鋁吊頂根據(jù)EN287-2的要求進(jìn)行考試。92由于9%Ni鋼焊縫容易產(chǎn)生冷、熱裂紋，特別是弧坑裂紋，焊工培訓(xùn)、考試過(guò)程中，要嚴(yán)格控制焊接線能量及層間溫度，要求每根焊條焊接時(shí)中間最多只允許有一個(gè)接頭，培養(yǎng)焊工養(yǎng)成良好的習(xí)慣，減少焊接接頭，減少焊接缺陷的產(chǎn)生。九、焊工考試與管理2021/8/23精品 PPT 模板52 收弧時(shí)盡

29、量減少熔池尺寸，把弧坑引向坡口邊緣或引回焊道邊緣，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ヌ幚怼?3 參加9%Ni鋼焊接的焊工，最好有焊接不銹鋼、耐熱鋼、哈氏合金方面的焊接經(jīng)驗(yàn)。94由于采用鎳基焊接材料，焊縫金屬的熔點(diǎn)要比9%Ni鋼低100-150左右，很容易造成未熔合等缺陷，所以在考試中，我們采用了雙面焊接，對(duì)焊縫背面進(jìn)行清根處理。95 9%Ni鋼焊工考試,射線拍片合格后,根據(jù)ASME 卷對(duì)焊縫做縱向彎曲試驗(yàn)。2021/8/23精品 PPT 模板53 10.1坡口形式 外罐的坡口形式：主要是V 形、X形和角焊縫。鋁吊頂?shù)钠驴谛问剑褐饕荴形和角焊縫。內(nèi)罐的坡口形式：由于采用鎳基焊接材料焊接9%Ni鋼時(shí)，焊縫的熔深小

30、，可適當(dāng)增加坡口角度，其大腳縫、環(huán)縫、縱縫坡口如下圖所示。開(kāi)坡口時(shí),較薄的鋼板采用單邊V 形(Y形)坡口,較厚的鋼板采用X形坡口。十、焊接坡口準(zhǔn)備2021/8/23精品 PPT 模板542021/8/23精品 PPT 模板5510.2 坡口加工：碳鋼坡口主要采用加工火焰加工。9%Ni鋼坡口主要采用機(jī)械加工(在工廠進(jìn)行預(yù)制)。不銹鋼材料采用等離子加工。2021/8/23精品 PPT 模板56 11.1 材料到貨后，要對(duì)材料進(jìn)行剩余磁通量的檢查，當(dāng)磁通量大于50高斯時(shí)，要進(jìn)行消磁處理；鋼板表面不允許有劃傷等，否則要進(jìn)行修復(fù)。11.2 焊條要按要求進(jìn)行烘干，以降低擴(kuò)散氫水平，降低冷裂紋產(chǎn)生的可能性。

31、11.3 清理坡口表面以及母材表面20mm范圍的的水分、油污等雜質(zhì)，（特別是坡口邊緣處）進(jìn)行打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤,防止氣孔、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。十一、9%Ni鋼焊接工藝及操作要點(diǎn)2021/8/23精品 PPT 模板5711.4 焊接過(guò)程必須嚴(yán)格按照焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的有關(guān)要求進(jìn)行焊接，并嚴(yán)格控制焊接線能量，采用多層多道焊，其最大焊接線能量控制見(jiàn)下表所示。最大焊接線能量 焊接方法平焊(KJ/mm)橫焊(KJ/mm)立焊(KJ/mm)SMAW4.53.54.5SAW-3.5-2021/8/23精品 PPT 模板58 焊條電弧焊最佳焊接工藝參數(shù) 2021/8/23精品 PPT 模板59 11.5 由于此

32、類焊條/焊絲焊接時(shí)，粘度較大，鐵水的流動(dòng)性較差，焊條電弧焊的擺動(dòng)，應(yīng)小于2.5倍的焊條直徑，SAW采用不擺動(dòng)。焊接過(guò)程中盡量采用排道焊；為了提高焊接工作效率，確保焊接質(zhì)量，,埋弧焊可選用2.4 mm的焊絲。11.6 為保證定位焊縫的焊接質(zhì)量，定位焊長(zhǎng)度應(yīng)大于50mm，確保焊接過(guò)程中焊縫不致開(kāi)裂。11.7 每條焊縫應(yīng)一次焊完，因故被迫中斷，繼續(xù)焊接前必須對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋后，方可按原工藝進(jìn)行焊接。2021/8/23精品 PPT 模板60 11.8、收弧時(shí)，應(yīng)將弧坑填滿，每個(gè)接頭焊接前，必須磨去弧坑缺陷，確認(rèn)無(wú)裂紋，方可進(jìn)行焊接。11.9、焊接過(guò)程中，盡量減少焊接接頭，防止裂紋的產(chǎn)生。11

33、.10、起弧應(yīng)在坡口內(nèi)，嚴(yán)禁母材表面引弧、收弧、試驗(yàn)電流、電弧擦傷等。11.11多層焊時(shí)，各層間的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)50mm以上。11.12嚴(yán)格控制層間溫度控制在100以下。11.13由于9%Ni鋼很容易磁化，應(yīng)將材料與鐵磁性材料分開(kāi)，避免鋼板磁化，焊接過(guò)程中，不應(yīng)使用磁性工具，具有磁性的設(shè)備應(yīng)距離焊接件保持一定距離，焊縫層間清理采用不銹鋼砂輪片。2021/8/23精品 PPT 模板61 使用碳弧氣刨清根時(shí)，避免采用大電流，一般磁性小于50高斯，可以不進(jìn)行消磁處理，對(duì)于磁化較嚴(yán)重的焊縫，可采用U型磁鐵進(jìn)行消磁處理。11.14 嚴(yán)禁在9Ni鋼母材上表面隨意打弧、點(diǎn)焊；對(duì)必須的卡具應(yīng)繪圖記錄；所有弧坑、工

34、卡具焊疤必須補(bǔ)焊、打磨清理后進(jìn)行著色檢驗(yàn)。11.15 焊條使用前，必須經(jīng)過(guò)200-250烘干，恒溫1小時(shí)；烘干后的焊條必須放置于恒溫箱內(nèi)（100150），使用時(shí)，焊工應(yīng)使用保溫桶隨用隨領(lǐng)，嚴(yán)禁超過(guò)4小時(shí)；焊條置于空氣中4小時(shí)，必須重新烘烤，重復(fù)烘干不得超過(guò)一次。（采用真空包裝的除外）2021/8/23精品 PPT 模板62 11.16 當(dāng)焊件表面有雨水、雪、冰或下雨、下雪、刮大風(fēng)等情況時(shí)，沒(méi)有采取相應(yīng)措施，否則應(yīng)嚴(yán)禁施焊；當(dāng)環(huán)境溫度低于-10時(shí)，嚴(yán)禁施焊，環(huán)境溫度為-1010時(shí)，應(yīng)在始焊處75mm范圍內(nèi)預(yù)熱10以上，方可焊接。2021/8/23精品 PPT 模板63 12.1 焊接完成后，焊縫

35、表面應(yīng)打磨到和母材齊平，焊縫表面不得有咬邊、裂紋、弧坑、夾渣和氣孔等缺陷。焊接接頭上的熔渣及兩側(cè)的飛濺物必須打磨清除干凈。外觀質(zhì)量不合格的焊縫，必須返修合格，否則不許進(jìn)行其它項(xiàng)目的檢查。11.2 轉(zhuǎn)角板：轉(zhuǎn)角蓋板角焊縫雙側(cè)蓋面PT；轉(zhuǎn)角板蓋面PT，真空試漏檢驗(yàn),臨時(shí)焊點(diǎn)PT。十二、焊接檢驗(yàn) 2021/8/23精品 PPT 模板64 11.3底板及次層底板：表面PT,真空試漏檢驗(yàn),底板水壓前真空試漏檢驗(yàn)，水壓后真空試漏檢驗(yàn)，邊緣板打底及清根PT，蓋面PT，真空試漏檢驗(yàn)，臨時(shí)焊點(diǎn)PT。11.4內(nèi)罐壁板：打底清根PT，蓋面PT，100%RT,真空試漏檢驗(yàn)，臨時(shí)焊點(diǎn)PT,加強(qiáng)圈對(duì)接焊縫RT,加強(qiáng)圈與壁

36、板角焊縫雙側(cè)蓋面PT,11.5大腳縫：雙側(cè)打底PT，蓋面PT,真空試漏檢驗(yàn)，泄露試壓。2021/8/23精品 PPT 模板65 116所有9%Ni鋼鋼焊縫PMI檢測(cè)，底板每10米一點(diǎn)，每塊板必須抽檢一點(diǎn)，壁板每10米一點(diǎn)，內(nèi)外側(cè)各一點(diǎn)。十三、產(chǎn)品焊接試板 內(nèi)罐壁板按照同材質(zhì)、同規(guī)格、同熱處理狀態(tài)的要求，對(duì)縱焊縫取最薄板和最厚板做產(chǎn)品焊接試板。2021/8/23精品 PPT 模板66 十四、LNG儲(chǔ)罐焊接技術(shù)發(fā)展 由以上介紹大家可知，目前LNG內(nèi)罐壁板焊接方法主要是橫焊埋弧自動(dòng)焊、其余手工焊條電弧焊的方式。2003年以來(lái)，歐美等國(guó)開(kāi)始在LNG儲(chǔ)罐立縫探索藥芯焊絲富氬氣體保護(hù)焊（CO2比例小于25

37、%），富氬保護(hù)氣的組成，一般為80Ar十20CO2，提高氬氣的混合比例，可相應(yīng)提高焊縫的低溫沖擊性能。也有一些應(yīng)用的實(shí)例。2021/8/23精品 PPT 模板67近年來(lái)國(guó)外公司在近年來(lái)國(guó)外公司在9%Ni LNG儲(chǔ)罐立縫中應(yīng)用藥芯焊絲的實(shí)例儲(chǔ)罐立縫中應(yīng)用藥芯焊絲的實(shí)例序號(hào)年份業(yè)主規(guī)模12005EXXON-MOBIL公司在韓國(guó)和意大利各新建1臺(tái) 25萬(wàn)立方22007SABINE PASS LNG L.P.在美國(guó)得克薩斯州新建2臺(tái) 16萬(wàn)立方32007DOMINNION COVE POINT LNG L.P.公司在美國(guó)阿肯色州建造2臺(tái) 16萬(wàn)立方42008美國(guó)SOUTHERN LNG公司在厄爾島新建

38、1臺(tái) 20萬(wàn)立方52008韓國(guó)KOGAS公司在Tongyeong新建1臺(tái) 15萬(wàn)立方2021/8/23精品 PPT 模板68 07年以來(lái)，我公司完成了LNG儲(chǔ)罐Ni9各種規(guī)格板的藥芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)立焊的技術(shù)開(kāi)發(fā)，并對(duì)近年來(lái)在國(guó)外LNG儲(chǔ)罐上應(yīng)用較多的德國(guó)UTP AF 6222 Mo PW（AWS A 5.11:E NiCrMo-3）藥芯焊絲從焊接效率、焊縫成型和焊接質(zhì)量等方面做了試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果表明該焊絲焊接效率比手工焊提高約一倍；焊絲具有優(yōu)異的脫渣性能,焊縫成形美觀；整體焊縫一次成形,減少因頻繁更換焊條帶來(lái)的反復(fù)起弧收弧問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)?？刹捎枚鄬雍傅男问?，減少焊接線能量輸入。2021/8/23

39、精品 PPT 模板69 國(guó)外的應(yīng)用實(shí)例和我公司相關(guān)工藝試驗(yàn)表明,在立焊上采用GMAW焊接工藝是可行的，主要難點(diǎn)在于如何有效地解決該方法在應(yīng)用中容易產(chǎn)生熔合不良和氣孔等焊接缺陷的問(wèn)題。2021/8/23精品 PPT 模板70一、二、三、謝謝 謝謝 大大 家！家！2021/8/23精品 PPT 模板719、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。22.7.2022.7.20Wednesday,July 20,202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*7/20/2022 9:20:49 PM11、人總是珍惜為得到。22.7.20*Jul-2220-Jul-2212、人亂于心，不寬余請(qǐng)。*Wednesd

40、ay,July 20,202213、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。22.7.2022.7.20*July 20,202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年7月20日星期三*22.7.2015、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。2022年7月*22.7.20*July 20,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。*7/20/202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。*22.7.20謝謝大家謝謝大家2021/8/23729、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。22.7.2022.7.20Wednesday,July 20,202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*7/20/2022 9:20:49 PM11、人總是珍惜為得到。22.7.20*Jul-2220-Jul-2212、人亂于心，不寬余請(qǐng)。*Wednesday,July 20,202213、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。22.7.2022.7.20*July 20,202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年7月20日星期三*22.7.2015、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。2022年7月*22.7.20*July 20,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。*7/20/202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。*22.7.20謝謝大家謝謝大家