浅析安塞天然气液化站10000m3LNG储罐施工工艺

李素

（陕西延长石油天然气有限责任公司，陕西 延安 717403）

1 工程概述

本项工程为陕西延长石油天然气有限责任公司安塞20万吨/年LNG项目，地处于陕西省延安市安塞县工业园区。项目主体为一座建设20万吨/年LNG液化工厂，其中关键控制点工程即为承建1台10000m3LNG储罐。

2 罐体结构及基本参数

该工程所述的10000m3LNG储罐结构形式为内罐吊顶、外罐拱顶的双壁单容罐，内罐存储LNG，外罐仅用来承装保冷材料。储罐主要由内罐、外罐、保冷层、平台梯子等组成。外罐主体材料为16MnDR,内罐底板及壁板主体材料为S30408,吊顶主要材料为5052-O铝合金板，储罐总高度30.377m。所有设备开口均在外罐顶部，顶部分布有若干钢结构。储罐基本参数如表1所示：

表1 10000m3LNG储罐的基本参数

内罐壁与外罐壁之间用珠光砂填充绝热，内罐底与外罐底之间采用泡沫玻璃砖绝热，同时为保证内罐底及泡沫玻璃砖基础均匀受力，在泡沫玻璃砖绝热层下面及其顶部分别铺干砂的找平层。内罐由底板、铝吊顶及10带壁板组成，外罐由底板、顶板及11带壁板组成。储罐结构如图1所示：

图1 低温储罐结构形式示意图

3 LNG储罐施工工序

由于LNG储罐为双壁单容罐，外罐采用倒装法施工，而内罐采用罐壁内挂钢平台正装法施工，该罐的施工难度主要在于低温钢板的焊接和保冷材料的填充，本文仅对低温钢板焊接工艺做一简单探讨，其施工工艺如图2所示：

图2 低温储罐施工工序图

4 储罐焊接

现场制作LNG储罐的重点及难点主要是内外罐的焊接，在下料、组对、坡口和焊接时都应严格按照焊接工艺评定执行。

4.1 材质

其中内罐材质为S30408，外罐材质为16MnDR，这两类钢材均有着良好的焊接性能，虽然工作条件为-162℃低温，但通过精密措施控制好焊接热输入，采用尽可能小的焊接线能量保证焊缝及热影响区的抗低温韧性，就能够保证焊接质量。

4.2 施工次序及焊接方法

施工时，应首先应进行底板和环形板的焊接，其次进行中幅板、边缘板焊接，随后再是壁板与加强圈的焊接，再是吊顶和拱顶的焊接，最后是相关附件的焊接。

外罐拱顶板、加强筋制作均用二氧化碳保护焊。除以上所有焊缝均采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。

4.3 焊接工艺简述

4.3.1 底板的结构形式

底板的结构形式见下图3：

图3 底板的结构形式

4.3.2 底板环形板的焊接

内、外罐底板环形板焊缝均为对接形式，由于板材较厚，一般采用双面焊。为便于清根，反面开Y型坡口，正面清根。施焊时，为减小热影响力及保证焊接质量，一般由数名焊工分别隔缝、对称，由边缘向中心方向施焊，使用分段退焊或跳焊法，先用电焊固定，再焊短焊缝，最后焊长焊缝。

4.3.3 底板中幅板、边缘板焊接

①中幅板和边缘板焊接前应先进行组对点焊，组对点焊应使相邻板贴合紧密。电焊固定后，再焊接A类焊缝，将中幅板拼为若干长板条；最后焊接B类焊缝，将各个长板条焊为整体。

②对于B类长焊缝，为确保焊接质量，应至少有两名焊工对称由中心向两边采用分段退焊方法施焊。

③A、B类焊缝至少焊两道，焊接完成后需进行热处理，以防止热应力不均匀影响焊接质量。

4.3.4 环形板与边缘板的焊接

环形板与边缘板的焊接分两步进行，第一步是边缘板和壁板之间角焊缝的焊接，其次环形板与边缘板间的角焊缝。角焊缝焊接完成后之后，一般要利用渗透和超声波方法检测焊接质量。

4.3.5 焊缝组对及焊接

储罐施工质量的关键就是焊接质量，而保证焊接质量的基础就是板材组对时焊缝间隙的控制，工程中一般采用间隙片控制焊缝间隙，焊缝间隙还可用焊缝检验尺来检测，间隙的大小按照设计或焊接工艺评定的规定执行。

①环焊缝、壁板与底板环形板的焊接：为保证环焊缝、储罐壁板与底板环形板的角焊缝能够自由收缩，最大幅度减小底板的变形，降低焊缝所承受的应力，焊接时，应由数名焊工均匀分布，向同一方向施焊，采用分段退焊的方法逐步施焊。

②对丁字焊缝和需手工焊补焊的位置及厚板打底焊，焊接工艺与纵缝施焊工艺相同的钨极气体保护焊。

4.3.6 罐壁抗风圈、加强圈的施工焊接

①抗风圈、加强圈安装前，应复测罐壁椭圆度，调整合格后方可安装。抗风圈、加强圈应分段预制，划线点焊限位板（利用加强筋板）。然后先焊接加强圈的纵向或径向焊缝，再焊壁板与加强圈之间的环焊缝，由数名焊工沿圆周均匀分布、对称、隔缝同时施焊。

②抗风圈、加强圈在安装前，按设计文件划出其安装位置线，抗风圈、加强圈离环缝的距离不应小于150mm，抗风圈、加强圈遇罐壁纵缝处，应开半圆形豁口，豁口两侧50mm范围内不进行焊接。

③为了减少高空作业和加快施工速度，在壁板安装前，在单张壁板上安装加强筋，在立缝处预留1.5m长的小段不安装，待该圈壁板安装完、立焊缝完成后，再安装预留的小段加强筋。

4.3.7 吊顶和拱顶的焊接

①吊顶的结构形式与外罐底板相似，焊接要求相同；拱顶的焊接要求与底板中幅板的要求相同。

②铝吊顶底面角焊缝和拱顶下表面角焊缝均为断续焊，焊接长度为100-300mm、间距100mm、角焊缝的焊脚高度为6-8mm。

综上所述，LNG储罐的焊接是整个施工程序中的重中之重，施工期间，一定要严格按照《设计说明书》及《施工组织设计》的要求认真实施，焊接完成后需要根据设计要求对焊缝质量进行无损检测，随时掌握焊接质量，实行可追溯性管理，只有严格相关程序，才能使整台储罐的安装质量得到全面控制。