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(chǔ)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(tái)2000m3拱頂立式儲(chǔ)罐V- 101A/ B 的安裝任務(wù)。該儲(chǔ)罐為消防水罐，安裝高度最高達(dá)到12838mm， 設(shè)備凈重64717kg，設(shè)備直徑15820mm。因焊接量大，強(qiáng)度大，為了防止儲(chǔ)罐整體尺寸出現(xiàn)超差，重點(diǎn)是要在保證下料精度準(zhǔn)確的同時(shí)，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(jí)口合格，焊口進(jìn)行25%以上射線(xiàn)檢測(cè)和100%滲透檢測(cè)。由于工期緊，焊接量大，精度要求高，經(jīng)驗(yàn)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(wèn)題，從而可能對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量帶來(lái)不良影響。而V- 101A/ B 消防水罐制作質(zhì)量又直接會(huì)影響到整個(gè)裝置的安全使用，所以必須保證安裝水平達(dá)到優(yōu)良。設(shè)備制作參數(shù)見(jiàn)表1。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

在以往的儲(chǔ)罐制作安裝中，常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題包括：下料尺寸誤差，焊接變形，焊道外觀(guān)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(xiàng)目部（以下簡(jiǎn)稱(chēng)項(xiàng)目部）在專(zhuān)檢及自檢記錄中匯總了2011—2013 年煉油廠(chǎng)罐區(qū)隱患治理、安裝中的質(zhì)量問(wèn)題，并把排在前6 位的問(wèn)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(wèn)題是焊接變形，占所有焊接質(zhì)量問(wèn)題總數(shù)的50.0%。因此，將“焊縫焊接變形”這個(gè)因素作為項(xiàng)目部的主攻方向。

表2 儲(chǔ)罐質(zhì)量問(wèn)題調(diào)查表

圖1 儲(chǔ)罐質(zhì)量問(wèn)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(tái)2000m3拱頂立式儲(chǔ)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(xiàng)目部決定采用倒裝法進(jìn)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(wèn)題。通過(guò)對(duì)以往儲(chǔ)罐焊接變形的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐焊接變形一次不合格率高達(dá)19%。為了進(jìn)一步提高三聚苯乙烯抽提和新戊二醇裝置儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量，項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)研究，決心將儲(chǔ)罐焊接變形一次不合格率降低到8%，以此作為本項(xiàng)目的攻關(guān)目標(biāo)。

3 原因分析及對(duì)策制定

項(xiàng)目部總結(jié)了影響儲(chǔ)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(chǔ)罐焊縫焊接變形的因素匯總

從圖中人、機(jī)、料、環(huán)境、工藝五大因素分解來(lái)看，總共有15 個(gè)因素會(huì)造成儲(chǔ)罐焊縫焊接變形，其中主要因素包括：

（1）個(gè)別焊工在焊接大型儲(chǔ)罐方面經(jīng)驗(yàn)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(shí)際情況影響；或者個(gè)別焊工采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接的次數(shù)少，焊接技術(shù)不熟練。

（2）預(yù)制時(shí)，下料尺寸未能達(dá)到規(guī)定要求。

（3）焊接電流調(diào)整不當(dāng)，過(guò)大或過(guò)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(duì)策，詳見(jiàn)表3。

4 實(shí)施方案

對(duì)策制定完之后， 項(xiàng)目部立即組織按照對(duì)策表的要求進(jìn)行實(shí)施，并且每隔半個(gè)月左右時(shí)間進(jìn)行一次檢查，對(duì)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行必要的記錄。

4.1 措施一

針對(duì)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(dá)到要求，首先對(duì)每一個(gè)焊工的具體情況進(jìn)行分析，然后請(qǐng)焊接技師有針對(duì)性地進(jìn)行培訓(xùn)，要求焊工考試合格后方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)?？荚図?xiàng)目中的接頭形式、焊接方法、焊接位置及材質(zhì)均應(yīng)適用于儲(chǔ)罐焊接要求。焊工要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，并安排專(zhuān)人進(jìn)行焊條烘干。同時(shí)，由焊接經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工作為組長(zhǎng)，專(zhuān)業(yè)管理所有焊工的質(zhì)量行為及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。焊工指定焊口進(jìn)行包干到底，要求及時(shí)清理夾渣等缺陷，合格后才能進(jìn)行下一層施焊。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的不合格問(wèn)題及時(shí)整改，使現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量得到有效控制。

表3 焊接變形預(yù)防對(duì)策表

4.2 措施二

在儲(chǔ)罐制作安裝前就要做好各項(xiàng)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(jìn)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(duì)罐底進(jìn)行排版制作安裝，第七圈壁板安裝；然后進(jìn)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(xì)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(jì)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(shí)進(jìn)行處理，合格后再進(jìn)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(jiàn)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(chǎng)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(duì)罐底板焊接、壁板大角縫組焊和罐壁焊接三大方面進(jìn)行全面焊接順序交底及實(shí)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(huì)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(jiàn)圖4—6。

5 效果檢查

在本項(xiàng)目中， 項(xiàng)目部嚴(yán)格按照制定的策略進(jìn)行施工。2013 年8 月底對(duì)焊接完成的儲(chǔ)罐焊接變形進(jìn)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(duì)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(tái)2000m3拱頂立式儲(chǔ)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(chǔ)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(píng)，充分表明在儲(chǔ)罐焊接變形問(wèn)題上取得了較大的進(jìn)步和突破。同時(shí)，保證了裝置的按時(shí)交工，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)新戊二醇、苯乙烯生產(chǎn)裝置安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

圖4 防變形胎具圖樣

圖5 防變形加強(qiáng)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(duì)比圖

6 總結(jié)

通過(guò)項(xiàng)目部全體員工的共同的努力，實(shí)現(xiàn)了本項(xiàng)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(tái)2000m3拱頂立式儲(chǔ)罐V- 101A/ B 安裝制作質(zhì)量。其中，焊道射線(xiàn)檢驗(yàn)一次合格率達(dá)98.8%，超出目標(biāo)值1.8%；滲透檢測(cè)一次合格率100%；優(yōu)良率100%，超出目標(biāo)值3%；顧客滿(mǎn)意率100%。通過(guò)有針對(duì)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(fèi)用和機(jī)械費(fèi)用，降低了施工成本。更重要是使儲(chǔ)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(dá)到優(yōu)良，既為公司贏(yíng)得了信譽(yù)，又創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。