崔冬梅

（北京興油工程項目管理有限公司吉林省分公司，吉林 吉林 132021）

0 引 言

大型原油儲罐浮船由于其自重大、底板受力面廣、焊縫長，制作過程中若產(chǎn)生較大應(yīng)力，將直接影響焊縫質(zhì)量，造成焊道處滲漏，甚至開裂。大型原油儲罐由于長期容納易燃物質(zhì)，其安全性至關(guān)重要。浮船底板一旦出現(xiàn)滲漏，原油將直接與空氣接觸，極易釀成火災(zāi)，危害國家財產(chǎn)和人民的生命安全，并且嚴(yán)重污染環(huán)境，對生態(tài)造成破壞作用。另外，浮船滲漏后，原油中的腐蝕性化學(xué)介質(zhì)會進(jìn)一步與滲漏處的焊道及母材反應(yīng)，使?jié)B漏情況加劇，影響儲罐的正常使用。因此，如何保證大型原油儲罐浮船底板的焊接質(zhì)量，一直是相關(guān)部門十分重視的問題。

在 T102、T107 浮船底板焊接時，現(xiàn)場采用了傳統(tǒng)的搭接 30 mm、雙面滿焊工藝，本以為該工藝可以使底板強(qiáng)度更大、焊接質(zhì)量更好。但是檢測時卻發(fā)現(xiàn)浮船底板存在氣孔缺陷，并且波浪變形嚴(yán)重。針對這些問題，筆者提出三點(diǎn)方法和措施。該方法在中國石油四川石化原油儲備庫工程其他儲罐浮船焊接中收到了良好的效果，改進(jìn)后施工的浮船底板變形小、缺陷少，且大大提高了施工效率，改善了焊接工作環(huán)境。

1 儲罐浮船試水滲漏情況及原因分析

1.1 儲罐浮船試水滲漏情況

中國石油四川石化原油儲備庫 10 臺 10萬 m3儲罐經(jīng)過試水實驗后，浮船滲漏情況如表1所示。表1中 T101 為1號罐內(nèi)浮船，依此類推。10 臺罐浮船滲漏點(diǎn)共計 35 處，通過試驗發(fā)現(xiàn)缺陷均為氣孔。由表1可見，在浮船底板先施工完成的T102 及 T107 儲罐中，滲漏點(diǎn)最多；而采用新的措施之后的其他儲罐(即除了 2號罐、7號罐)，情況均有所改善。

表1 10臺10萬m3儲罐滲漏情況表

1.2 浮船滲漏原因分析

1.2.1 雙面密封焊工藝

浮船底板厚度 5 mm。采用上下板搭接形式，搭接長度為30 mm；按設(shè)計圖紙要求，對浮船底板進(jìn)行上下表面雙面滿焊。在現(xiàn)場的浮船焊接施工順序為：下表面先斷續(xù)焊，即焊50 mm 間隔 300 mm，從第 1 環(huán)開始向外環(huán)焊接；待第 1 環(huán)的下表面跳焊焊完后，進(jìn)行第 1 環(huán)上表面的滿焊；而后，再繼續(xù)施焊下表面的連續(xù)焊。以此類推，一直焊至第 6 環(huán)(最后 1環(huán))(如圖1所示，圖中中心為第 1 環(huán))。每環(huán)的上下表面密封焊之后，根據(jù) GB 50128～2005 第 6.2.6條規(guī)定，浮船底板焊縫做真空試壓檢測，負(fù)壓值不低于53 kPa。

圖1 浮船焊接順序示意圖

實質(zhì)上，當(dāng)上下表面密封焊之后，浮船底板焊縫處就形成了近30 mm 寬的密閉狹長通道。真空試漏初始，此通道內(nèi)的氣壓值等于大氣壓值；但當(dāng)浮船漏點(diǎn)較多時(而缺陷一般都很微小)，隨著焊縫上的真空試漏次數(shù)增多，被真空抽出的空氣量大于自然供給的空氣量，即狹長通道內(nèi)的壓力值小于大氣壓。若仍用 53 kPa 負(fù)壓值做真空試壓，此時的試壓值實際上是減小了，就難以再查出微小缺陷。于是造成了真空試壓失效。

另外，采用雙面密封焊還存在一個缺點(diǎn)，即若浮船底板下表面的滲漏點(diǎn)與上表面不在同一個位置，那么就需要長時間地試水浸泡，才能發(fā)現(xiàn)上表面的漏點(diǎn)。這就給試水計劃帶來一定困難。

1.2.2 采用J427焊條焊接浮船底板搭接縫

J427 焊條(E4315，直徑為φ3.2)的藥皮為低氫鈉型，其特點(diǎn)是焊縫金屬的力學(xué)性能和抗裂性能都較酸性焊條要好。但是，堿性焊條的工藝性能不如酸性焊條，飛濺較大、焊道較高、熔池溫度高、表面成形粗糙、脫渣性較差；焊接時會產(chǎn)生有毒的氟化物煙塵，對工人的健康有害，必須加強(qiáng)焊接場所的通風(fēng)排氣。另外，J427 焊條對鐵銹、油污、水分較敏感，焊接時對坡口清理的要求高，清理不好極容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。

四川地區(qū)常年天氣潮濕、時常下雨，而浮船底板為搭接焊縫。一旦下雨，雨水易進(jìn)入搭接層空間而無法排除，在焊接底板上表面時，焊道下的水分受熱而蒸發(fā)，大量氣體自熔池中溢出。此時使用 J427 焊條，焊道更易產(chǎn)生氣孔。除 4號罐、6號罐和9號罐以外，均用 J427 焊條焊接；浮船在試水期間，滲漏點(diǎn)均為收弧氣孔和接頭氣孔。而且，由于焊條J427的熔池溫度高，浮船底板的厚度只有 5 mm，外加雙面密封焊，必然產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，進(jìn)而影響浮船的凹凸變形。焊接浮船時，是一個受限空間。如此大的工作量，當(dāng)焊工對浮船底板進(jìn)行仰焊時，J427 產(chǎn)生的大量有害煙塵，給焊接環(huán)境造成了不利影響。

2 減少浮船滲漏點(diǎn)的三點(diǎn)措施

2.1 浮船上表面滿焊，下表面斷續(xù)焊

經(jīng)過在現(xiàn)場召開關(guān)于浮船底板焊接及檢測的專題會議，建設(shè)單位、監(jiān)理單位及設(shè)計單位確定采用上表面連續(xù)滿焊、下表面斷續(xù)焊施工的焊接工藝，焊接 100 mm、間隔200 mm；并且對現(xiàn)場各儲罐未施工完的浮船底板及尚未施工的其他罐(如 4號罐、6號罐、9號罐)浮船，也采取此種方法進(jìn)行焊接，以保證真空試漏 53 kPa的負(fù)壓值不會失效。對采用這種焊接工藝焊接的浮船進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，滲漏情況得到較大改善；同時，焊接工作量大大減小，成本也相應(yīng)降低。

2.2 浮船底板采用J422焊條

采用飛濺小、熔深淺、產(chǎn)生的有害氣體少、對水分不是十分敏感的J422 酸性焊條(型號 E4303，直徑為φ2.5)焊接浮船底板上表面。焊接過程中使用較小的焊接線能量，兩層成型?，F(xiàn)場實際施焊發(fā)現(xiàn)，采用 J422 焊條不僅焊縫成型美觀，并且 J422 形成的熔池溫度比 J427 低，底板的波浪變形量得到了有效的控制。后施工的T104、T106、T109 罐浮船底板的變形量均在規(guī)范之內(nèi)。另外，焊工的工作環(huán)境也有了一定的改觀。

2.3 浮船檢漏方法的改進(jìn)

通過檢漏方法及檢漏工藝的改進(jìn)提高焊接質(zhì)量。首先，對真空試漏的檢測時間做了明確的規(guī)定。當(dāng)浮船焊縫進(jìn)行真空試壓時，負(fù)壓值達(dá)到 53 kPa 以后，穩(wěn)壓時間要在 1 min 以上。另外，由于煤油的滲透性比水好，在浮船底板焊縫試漏試驗中，增加煤油試漏試驗，即在對浮船焊縫做完真空試漏后，再做一次煤油試漏。具體方法為：先在浮船底板上表面焊縫上刷白灰，再將噴壺裝滿煤油后，從浮船下表面間斷焊的搭接縫隙處噴射煤油；若有滲漏點(diǎn)，可在浮船底板上表面焊縫的石灰表面顯現(xiàn)出來，并對不合格焊縫進(jìn)行修補(bǔ)；修補(bǔ)后再做真空箱負(fù)壓檢驗和煤油滲漏檢驗，直到合格為止。

3 結(jié) 語

通過多次試驗和實踐證明，以上闡述的減少浮船滲漏點(diǎn)的三點(diǎn)措施在實際應(yīng)用中切實可行。若能得到普及推廣，將大大提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化施工質(zhì)量、改善施工環(huán)境，對于本行業(yè)的焊接生產(chǎn)和檢驗具有一定的指導(dǎo)意義。