試論LNG低溫儲罐內(nèi)罐的焊接工藝

徐麗霞

摘要：近些年，伴隨我國社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，促使我國相關(guān)部門陸續(xù)對各地區(qū)開展的工業(yè)項目出臺了助力于其發(fā)展的政策法規(guī)，在此期間，使得我國對能源的需求量也持續(xù)加大，其中LNG（液化天然氣的簡稱）作為主要一類常用的清潔能源，其的開發(fā)與利用，不但可以改善我國能源緊缺的問題，而且還能夠推動我國綠色環(huán)保、節(jié)能減耗目標(biāo)的加快實現(xiàn)。對于LNG液化天然氣而言，其一般狀況下都是被儲存在低溫儲罐當(dāng)中，因此，要求保證低溫儲罐的焊接品質(zhì)，以確保低溫儲罐的性能達(dá)標(biāo)，防止出現(xiàn)液化天然氣滲漏問題，防范安全事故的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：LNG;低溫儲罐;焊接工藝

引言

相較于其他常溫類型的儲罐而言，LNG液化天然氣低溫儲罐的存儲介質(zhì)始終處在超低溫環(huán)境中，一般狀況下，LNG液化天然氣低溫儲罐由上至下、由內(nèi)到外選用了不同厚度參數(shù)的奧體式不銹鋼板材焊接而成。最近這幾年，隨著LNG在基礎(chǔ)能源體系建設(shè)領(lǐng)域重要地位的逐漸提升，我國相關(guān)部門也愈來愈注重LNG項目的建設(shè)，同時也壯大了LNG低溫儲罐的建設(shè)規(guī)模?？紤]到LNG液化天然氣通常被儲存在儲罐當(dāng)中，所以如何保證LNG低溫儲罐內(nèi)罐的焊接質(zhì)量成為了LNG項目建設(shè)的主要研究問題之一。由此可見，十分有必要對LNG液化天然氣低溫儲罐的焊接工藝做出研究。

1 LNG低溫儲罐內(nèi)罐特征

1.1耐低溫、保冷性好

基于常壓狀態(tài)下，液化天然氣的沸點(diǎn)是-160℃，而LNG液化天然氣儲罐內(nèi)罐在制作時就是選用了低溫常壓的存儲方式，降低了液化天然氣的沸點(diǎn)，這樣便可使得LNG低溫儲罐內(nèi)罐的操作壓力超過常壓，進(jìn)一步提升其的安全系數(shù)。為此，LNG低溫儲罐內(nèi)罐具備了很好的耐低溫能力、保冷能力。

1.2安全性

考慮到LNG液化天然氣低溫儲罐內(nèi)罐中放置的是低溫狀態(tài)的液體，一旦儲罐存有風(fēng)險隱患，則很可能會致使冷藏的液體被揮發(fā)掉，進(jìn)而在空氣中誘發(fā)爆炸氣團(tuán)。為此，LNG液化天然氣儲罐內(nèi)罐具備了很強(qiáng)的安全性，這樣才能起到封攔外泄液體，防止安全事故產(chǎn)生。

1.3材料特殊

對于LNG液化天然氣儲罐內(nèi)罐來講，內(nèi)罐壁一定要具有優(yōu)良的耐低溫能力，因而，在內(nèi)罐制作時通常會選用9Ni鋼作為原料。

1.4保溫性好

由于罐內(nèi)外溫差最高可達(dá)200℃，要使罐內(nèi)溫度保持在-160℃，罐體就要具有良好的保冷性能，在內(nèi)罐和外罐之間填充高性能的保冷材料。罐底保冷材料還要有足夠的承壓性能。

2 LNG低溫儲罐內(nèi)罐的焊接工藝

2.1選用最適宜的焊接工藝

通常狀況下，LNG液化天然氣低溫儲罐的焊接工藝有兩種，即手工焊、電弧焊。手工焊接是在進(jìn)行工件的表面處理時，利用機(jī)械手段使構(gòu)件與鋼筋或其他金屬之間產(chǎn)生熱變形，從而獲得所需性能、滿足要求的一種方法;它具有生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是由于其工作環(huán)境復(fù)雜及對施工人員操作技術(shù)水平要求較高等特點(diǎn)限制了這種工藝應(yīng)用廣泛性和適用范圍。在焊接作業(yè)開展期間，焊縫的質(zhì)量和溫度對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度都有很大影響，所以，合理控制焊接工藝是保證LNG低溫儲罐的安全運(yùn)行及確保其安全性。與此同時，采用不同焊速來使熔滴快速凝固成大顆粒物并形成薄壁組織，以防止在焊接過程中發(fā)生脆性破裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。在焊接作業(yè)中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)焊縫的具體情況，選用最適宜的母材，同時還要結(jié)合設(shè)計參數(shù)來對母料和熔渣之間、焊件與鋼架間以及支座等部位實施焊接。對于高溫儲罐來說其主要是通過焊條實現(xiàn)液態(tài)金屬連接。而由于低溫環(huán)境中存在大量雜質(zhì)會影響到液體介質(zhì)流動。所以我們在進(jìn)行焊接施工時就必須要嚴(yán)格控制溫度條件和應(yīng)力條件[2]。考慮到在LNG液化天然氣低溫儲罐內(nèi)罐制作過程中，焊接是非常重要的步驟，它直接影響到整個工藝流程和設(shè)備。由于焊接技術(shù)在液化天然氣等方面都有一定程度上的應(yīng)用。因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷地完善相關(guān)理論。近些年伴隨社會經(jīng)濟(jì)水平、科技發(fā)展以及人們對環(huán)保意識認(rèn)識加強(qiáng)，我國目前已經(jīng)開始大力推廣使用低溫焊來進(jìn)行生產(chǎn)加工出來一些鋼制材料產(chǎn)品（如：碳化硅管）的工業(yè)用材需求正在逐年增加，但是仍然存在著許多問題需要解決和改善。焊接工藝的好壞決定著大型LNG液化天然氣低溫儲罐區(qū)鋼材性能，焊縫質(zhì)量和使用壽命，是保證高溫堆體結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理化設(shè)計以及確保生產(chǎn)效率實現(xiàn)最大化保障的重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行了以上幾項技術(shù)性試驗之后我們又能發(fā)現(xiàn)：如果采用普通低熱源進(jìn)行熔化法來對低溫合金加熱時產(chǎn)生裂紋等缺陷加以修復(fù)的話效果就會更好。

2.2做好LNG液化天然氣低溫儲罐內(nèi)罐焊接前的全部準(zhǔn)備工作

基于實際情況分析，在焊接LNG液化天然氣低溫儲罐的內(nèi)罐時，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)焊接工藝技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計焊接開口角度以及開口大小，與此同時，還應(yīng)確保焊接口以及配件裝配的精準(zhǔn)程度達(dá)標(biāo)，這樣才能為焊接工作的有序開展打好基礎(chǔ)。

2.3嚴(yán)加管控LNG液化天然氣低溫儲罐內(nèi)罐的焊接品質(zhì)

為了顯著提升LNG液化天然氣低溫儲罐的內(nèi)罐焊接效率，就應(yīng)在開展焊接作業(yè)之前向內(nèi)罐中沖入一定比例的氬氣，在此期間，值得技術(shù)人員注意的是，由于空氣比氬氣輕，所以氬氣的注入出氣口位置應(yīng)當(dāng)比進(jìn)氣口位置高。然而，氬氣的具體沖入時間并不固定，需要依據(jù)內(nèi)罐的直徑參數(shù)、實際容量大小對相應(yīng)的時間做出判斷。在開展焊接作業(yè)時，應(yīng)保證焊接參數(shù)的正確選取，通常狀況下，會選用小電流快速焊。當(dāng)焊接工序完畢以后，針對剩余焊接縫隙的大小，還應(yīng)向內(nèi)罐中沖入一定比例的氬氣，以盡可能地縮小焊接縫隙的大小，從而保證LNG液化天然氣低溫儲罐內(nèi)罐的成型質(zhì)量。

結(jié)語

總體而言，LNG 是液化天然氣的簡稱，一般狀況下存儲于儲罐中，具有耐低溫、安全性能良好等特征，與此同時，LNG液化天然氣儲罐內(nèi)罐的設(shè)計制作要求也十分繁雜，所以，要求相關(guān)技術(shù)人員精準(zhǔn)掌握LNG液化天然氣儲罐內(nèi)罐的焊接工藝要點(diǎn)，以保證焊接品質(zhì)的前提下，提升LNG儲罐的整體使用性能。本文主要對LNG液化天然氣低溫儲罐內(nèi)罐的焊接工藝展開了探討與闡述，以期為相關(guān)工作者提供些許的參照依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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