大型储罐焊接工艺与措施的探究

摘要：大连国际储备库北区工程是国家重点工程之一。建设规模总库420×104m3，包括10×104m3外浮顶原油储罐42座，油库设计等级为一级。建设地点是我国目前规模最大、水位最深的现代化深水油港。大罐高强度钢板低温环境焊接温度工艺是影响工程质量的关键。为保证高强钢焊接质量，现场施工采取了相应措施，保证大罐焊接质量满足施工规范要求。

关键词：大型储罐 高强度低温焊接

中图分类号：TE34 文献标识码：A

大连新港位于辽东半岛南端的大孤山东北麓，黄海岸边的大窑湾西南侧。这是我国目前规模最大、水位最深的现代化深水油港。大孤山半岛为海洋性气候，四季分明，气候温和，季风明显，港区海域不淤不冻，自然条件优越。

项目预算管理

工程开工前，由经营管理部组织以项目经理为组长的项目预算管理小组对工程施工总成本进行测算。经营管理部测算出施工总收入，施工部负责测算本工程的机械投入成本，技术质量部负责测算工程施工技术措施费用、质量管理手段投入费用，办公室测算人工费用、差旅费用、后勤办公费用，施工部测算自购材料及劳保费用等成本，HSE部测算安全环保技措费用，由经营管理部汇总各项测算费用后进行总体监控。施工过程中由专职的写实管理人员对施工队、作业班组的人工消耗、机械台班消耗和消耗材料的消耗等进行跟踪写实记录。若出现超出项目预算允许的额度现象，项目预算管理小组马上进行分析，找出原因制定措施，有效的控制了施工及管理成本。

项目设备和工器具管理

施工用的各种设备由设备管理员统一建帐管理，建立了设备运转、维护、保养台帐，设备及仪器人机对应卡片，设备台班使用记录等，定期进行设备维护保养的检查。

材料管理

项目部的自采物资供应由施工部采办，对材料采购实行比价、比质采购。施工现场材料的管理，实行三定：定额、定品种、定数量，三有：有专人管理、有帐有卡、有发放手续，并且纳入会计核算，定期进行盘点。

施工生产技术管理

在施工准备阶段，由我项目部技术质量部组织技术、质量、工程、供应、预算等人员对施工图进行内部图纸会审，查找图纸和设计文件存在的问题，并将查出的问题用图纸会审记录表式汇总，在设计交底时将问题逐一提出，与设计人员进行充分的沟通，使设计及时回复我们提出的问题，为施工的顺利进行创造了条件。

开工前，对本项目施工存在的风险进行了识别和评价，建立了判别准则清单，编制了大连中石油国际储备库北区工程HSE作业指导书和风险削减措施。

施工过程中，由项目总工程师组织了施工组织设计交底，技术质量部组织施工班组和有关管理、作业人员按各专业、重要工序进行了技术交底和安全技术交底，施工过程中根据工程进展情况进行了技术复核，对隐蔽工程、A级停检点书面邀请业主、监理、质量监督部门到现场检查，各项质量记录与工程同步，并及时向EPC总承包、PMC、业主报验，施工过程中的技术管理完全满足施工所需。

现场标准化管理

为了加强现场标准化管理，项目部专门成立了以项目经理为组长的现场标准化管理小组。我们在施工现场出入口处的醒目位置设置了五牌一图，并按分区划块的原则，由项目领导实行区片包干制度，对施工现场的场容及文明施工进行科学布局，严格管理。库房、焊机房涂漆颜色一致，在高处脚手架上使用工装盒，将壁板安装过程中使用的圆销、方销、刀把板、垫板和龙门板等零散物件统一在盒内存放，既方便使用，又避免了在跳板上散乱堆放，容易造成坠落带来安全隐患的不利因素。

6主要预制安装施工工艺

首先进行罐底中幅板及边缘板的预制，依现场安装顺序，逐圈进行第一至九圈壁板的预制工作。加强圈、抗风圈和船舱及其他附件预制工作，根据材料到货情况及时展开，并根据现场的施工情况随时进行有侧重的调整。

油罐安装采用内脚手架正装法施工，浮顶在临时搭设的台架上施工。壁板采用立缝夹具及纵向短背杠固定进行组装，壁板立缝采用CO2气体保护焊，横缝采用埋弧自动焊；罐底板采用CO2气体保护焊封底、碎丝填充埋弧焊焊接；壁板与边板间的大角缝先用手工电弧焊封底，再用埋弧自动焊焊接；浮顶全部采用手工焊焊接。本方法做到了壁板与浮顶安装同时进行，并在其间穿插附件安装，这有利于节省工程的总体施工时间。

7低温环境焊接温度控制工艺

针对冬季低温情况，对于高强度钢板焊接时的焊接温度不能低于0℃，预热温度不能低于100℃。为保证高强钢焊接质量，采取以下控制工艺：

焊前预热：用液化气火焰加热方式进行预热，且应保证预热温度达到100 ℃～150℃。对于立焊缝预热，首先将自动焊机小车进行封闭。外部保温，内装电暖气进行加热，测得环境温度达到并保持在0℃以上。然后用液化气火焰重新预热，当温度达到100℃以上时，进行焊接。

焊后保温缓冷：立焊缝焊接将立焊机全封闭防护，内部装有加热器保证环境温度，且焊后小车停留在焊缝处直至焊缝完全冷却为止。横焊采用横焊车加保温毡缓冷的防护措施。横焊车全封闭，罐壁内侧焊道利用罐内侧脚手架人为粘贴保温毡条进行保温缓冷，对于罐外侧焊道采用横焊车后跟随焊道保温车，进行外部保温毡的粘贴工作；每个横焊机需准备数条耐火保温毡条，且保温毡用磁铁固定。

8高湿环境焊接湿度控制工艺

由于大连地区是暖温带半湿润的季风气候兼有海洋性的气候特点，并且施工地区靠近海洋，大气相对湿度较大（最热月平均相对湿度83%），为保证焊接质量，采取以下控制工艺：大气相对湿度超过90%，禁止进行现场焊接。高强钢焊接时，焊前采用液化气焰加热预热、除湿，将液化气烤把固定在焊枪前方约300mm处，调节火焰大小，使预热达到100℃以上，预热随焊接过程同步进行。其余钢材焊接，焊前用液化气焰去湿，气温低于5℃时要求预热至50℃以上。

9浮顶板焊接的变形的控制

由于浮顶大，所用钢材薄，控制浮顶的变形是本工程难点。施工中采用以下措施控制浮顶的变形：

浮顶焊接全部采用手工电弧焊，浮顶底板铺设后，在浮顶底板上表面预先划出将被浮顶隔板、桁架压住的局部焊缝位置，先进行该部位的焊接，对该部位焊缝真空试漏合格后再安装隔板、桁架，然后对底板下表面进行断续焊，再按照自浮顶中心向外每一环舱桁架隔板底板的先后顺序逐舱焊接。

浮顶顶板横列板通长缝焊接时，采用槽钢压杠拘束反变形法。浮顶顶板焊接完成后，再划线开孔进行浮顶支柱套管、人孔等附件的安装。通过采用以上方法控制浮顶板的焊接变形，取得了较好的效果，满足了设计和施工验收规范的要求。

结束语

项目部经过精心组织，科学管理，及时编制了各项技术文件并经审批，按国家和行业现行的施工验收规范和质量检验评定标准的要求，优质、高效、安全地完成了大连中石油国际储备库北区工程的施工任务，取得了工期、质量及安全目标全面实现的佳绩。也是通过储罐工程的建设，我们不断总结成熟的施工经验而进步，项目部认真做好工程各阶段的质量控制，推广应用新技术新工艺，无论是储罐的建设速度和施工质量都有了新的提高。我们在施工阶段以动态控制，事前预防为主，主要抓好事前指导，事中检查，事后验收三个环节，一切以数据说话，以书面见证为依据。在施工管理过程中，抓“重点部位”的质量控制，如对罐底板和浮船板焊接的顺序及焊工分布，有效的控制了焊接变形问题。通过以上各个环节各项措施的落实，使整个工程的施工质量得到了有效的控制。

总之，大型储罐的预制和安装、工艺管线的施工以及土建施工是一项系统的、上下工序衔接紧密的工程，影响工程进度和质量的因素贯穿于整个施工过程中，我们将不断提高各专业管理人员的综合素质和技能，增强对施工中可能出现问题的预见性和应对能力，及时发现和解决问题，促使工程施工做到质量优、成本低、工期短、效益好，力争使我们的施工管理水平再上一个新的台阶。

作者简介：刘洋（1979—），男，辽宁省盘锦人，工程师，主要从事油田地面建设工作。