提高2000m3拱頂立式儲罐制作安裝質(zhì)量

孫福斌

大慶石化建設(shè)有限公司 黑龍江大慶 163714

關(guān)健詞 安裝質(zhì)量 焊接質(zhì)量 拱頂立式儲罐 制作安裝

2013 年，大慶石化建設(shè)有限公司承擔(dān)了大慶三聚苯乙烯抽提和新戊二醇裝置兩臺2000m3拱頂立式儲罐V- 101A/ B 的安裝任務(wù)。該儲罐為消防水罐，安裝高度最高達到12838mm， 設(shè)備凈重64717kg，設(shè)備直徑15820mm。因焊接量大，強度大，為了防止儲罐整體尺寸出現(xiàn)超差，重點是要在保證下料精度準(zhǔn)確的同時，嚴(yán)格防止焊接后變形，保證焊接質(zhì)量。要求施工中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)施工，焊口規(guī)定為Ⅱ級口合格，焊口進行25%以上射線檢測和100%滲透檢測。由于工期緊，焊接量大，精度要求高，經(jīng)驗少等，在制作下料尺寸及焊接變形上很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而可能對整個工程質(zhì)量帶來不良影響。而V- 101A/ B 消防水罐制作質(zhì)量又直接會影響到整個裝置的安全使用，所以必須保證安裝水平達到優(yōu)良。設(shè)備制作參數(shù)見表1。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

在以往的儲罐制作安裝中，常出現(xiàn)的質(zhì)量問題包括：下料尺寸誤差，焊接變形，焊道外觀成形不良，以及夾渣、氣孔、未焊透、咬邊、裂紋等表面及內(nèi)部缺陷。大慶石化建設(shè)有限公司項目部（以下簡稱項目部）在專檢及自檢記錄中匯總了2011—2013 年煉油廠罐區(qū)隱患治理、安裝中的質(zhì)量問題，并把排在前6 位的問題列于表2。

表1 V- 101A/ B消防水罐基本數(shù)據(jù)

根據(jù)調(diào)查表， 作出如圖1 所示的排列圖。

從排列圖可以看出，影響焊接質(zhì)量的主要問題是焊接變形，占所有焊接質(zhì)量問題總數(shù)的50.0%。因此，將“焊縫焊接變形”這個因素作為項目部的主攻方向。

表2 儲罐質(zhì)量問題調(diào)查表

圖1 儲罐質(zhì)量問題排列圖

2 目標(biāo)確定

此次大慶三聚苯乙烯抽提和新戊二醇裝置的預(yù)定質(zhì)量目標(biāo)中，安裝兩臺2000m3拱頂立式儲罐V- 101A/ B 在質(zhì)量上要求是創(chuàng)優(yōu)工程。由于罐體直徑大、罐壁層數(shù)多，工期緊，項目部決定采用倒裝法進行組裝。為了保證制作安裝的施工質(zhì)量，必須控制好焊接這一主要環(huán)節(jié)，尤其要解決好焊接變形的問題。通過對以往儲罐焊接變形的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)儲罐焊接變形一次不合格率高達19%。為了進一步提高三聚苯乙烯抽提和新戊二醇裝置儲罐的焊接質(zhì)量，項目部經(jīng)過研究，決心將儲罐焊接變形一次不合格率降低到8%，以此作為本項目的攻關(guān)目標(biāo)。

3 原因分析及對策制定

項目部總結(jié)了影響儲罐焊縫焊接變形的全部因素，并匯制成圖，如圖2 所示。

圖2 影響儲罐焊縫焊接變形的因素匯總

從圖中人、機、料、環(huán)境、工藝五大因素分解來看，總共有15 個因素會造成儲罐焊縫焊接變形，其中主要因素包括：

（1）個別焊工在焊接大型儲罐方面經(jīng)驗少，焊接工藝調(diào)整不當(dāng)，或者受交叉作業(yè)、焊接位置不好等實際情況影響；或者個別焊工采用二氧化碳氣體保護焊焊接的次數(shù)少，焊接技術(shù)不熟練。

（2）預(yù)制時，下料尺寸未能達到規(guī)定要求。

（3）焊接電流調(diào)整不當(dāng)，過大或過小。

（4）焊接順序不當(dāng)。

（5）應(yīng)力變形，加固措施位置不當(dāng)。

依據(jù)找到的主要原因， 特制定了相應(yīng)的對策，詳見表3。

4 實施方案

對策制定完之后， 項目部立即組織按照對策表的要求進行實施，并且每隔半個月左右時間進行一次檢查，對實施過程進行必要的記錄。

4.1 措施一

針對焊工技術(shù)水平參差不齊的情況，為保證整體安裝制作質(zhì)量達到要求，首先對每一個焊工的具體情況進行分析，然后請焊接技師有針對性地進行培訓(xùn)，要求焊工考試合格后方可進入施工現(xiàn)場?？荚図椖恐械慕宇^形式、焊接方法、焊接位置及材質(zhì)均應(yīng)適用于儲罐焊接要求。焊工要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，并安排專人進行焊條烘干。同時，由焊接經(jīng)驗豐富的焊工作為組長，專業(yè)管理所有焊工的質(zhì)量行為及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗。焊工指定焊口進行包干到底，要求及時清理夾渣等缺陷，合格后才能進行下一層施焊。對現(xiàn)場發(fā)生的不合格問題及時整改，使現(xiàn)場焊接質(zhì)量得到有效控制。

表3 焊接變形預(yù)防對策表

4.2 措施二

在儲罐制作安裝前就要做好各項技術(shù)交底及方案的準(zhǔn)備工作，在方法、下料、胎具、固定等制作中，進行了周密的準(zhǔn)備和制作，做到一一部署、層層管理。采用倒裝法制作，先對罐底進行排版制作安裝，第七圈壁板安裝；然后進行罐頂安裝，罐壁板安裝順序依次為第六圈、五圈、四圈、三圈、二圈、一圈。制作詳細的排版圖，要求各部位下料尺寸誤差≤1mm。并留出收縮量，管壁高度允許偏差不應(yīng)大于設(shè)計高度的0.5%，垂直度不應(yīng)大于管壁的0.5%。發(fā)現(xiàn)不合格及時進行處理，合格后再進行下一道工序施工。并且為保證下料準(zhǔn)確，特制成樣板及胎具，胎具制作圖樣見圖3。

圖3 壁板胎具制作圖樣

4.3 措施三

按照焊接工藝卡規(guī)定的參數(shù)，焊工在現(xiàn)場調(diào)整好焊接電流和電壓，采用手工電弧焊，焊接電流為100～160A，焊接電壓為19 ～21V，焊接速度為6 ～10cm/ min。并根據(jù)焊件厚度及設(shè)備性能適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電流。

4.4 措施四

焊接順序是防止變形的重要環(huán)節(jié)，為此，施工中應(yīng)用收縮變形最小的焊接工藝及焊接順序，保證變形控制在最小范圍內(nèi)。并分別對罐底板焊接、壁板大角縫組焊和罐壁焊接三大方面進行全面焊接順序交底及實施，以確保焊接順序，保證將焊接變形減到最小。

4.5 措施五

應(yīng)力變形或加固措施位置不當(dāng)也會影響罐體變形。為此，采用剛性固定組裝法，即采用夾具或剛性胎具將被焊構(gòu)件盡可能地固定。這樣可以有效地控制待焊構(gòu)件的角變形與彎曲變形等。詳見圖4—6。

5 效果檢查

在本項目中， 項目部嚴(yán)格按照制定的策略進行施工。2013 年8 月底對焊接完成的儲罐焊接變形進行檢查，發(fā)現(xiàn)焊接變形一次不合格率降低到5%，超出目標(biāo)值3%。圖7 為焊接變形質(zhì)量檢查一次不合格率對比圖。

由圖7 可知， 大慶三聚苯乙烯抽提和新戊二醇裝置中安裝兩臺2000m3拱頂立式儲罐V- 101A/ B，焊接變形不合格率大大降低，由采取措施前的19%降到5%。儲罐焊接制作安裝總體質(zhì)量得到了工程監(jiān)理和甲方的一致好評，充分表明在儲罐焊接變形問題上取得了較大的進步和突破。同時，保證了裝置的按時交工，現(xiàn)已實現(xiàn)新戊二醇、苯乙烯生產(chǎn)裝置安全、可靠、穩(wěn)定運行。

圖4 防變形胎具圖樣

圖5 防變形加強弧板示意圖

圖6 防變形支撐示意圖

圖7 焊接變形質(zhì)量不合格率對比圖

6 總結(jié)

通過項目部全體員工的共同的努力，實現(xiàn)了本項目的既定目標(biāo)，并超出目標(biāo)3%，提高了大慶三聚苯乙烯抽提和新戊二醇裝置中安裝兩臺2000m3拱頂立式儲罐V- 101A/ B 安裝制作質(zhì)量。其中，焊道射線檢驗一次合格率達98.8%，超出目標(biāo)值1.8%；滲透檢測一次合格率100%；優(yōu)良率100%，超出目標(biāo)值3%；顧客滿意率100%。通過有針對性地制定施工策略，并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)措施，減少了不必要的返工，節(jié)約了材料、人工費用和機械費用，降低了施工成本。更重要是使儲罐焊接質(zhì)量得到了大幅提高，保證了整套裝置安裝質(zhì)量達到優(yōu)良，既為公司贏得了信譽，又創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。