大型儲罐自動焊技術(shù)(大會三等獎(jiǎng))(大會一等獎(jiǎng))

1、19Ni鋼10000m3乙烯低溫儲罐焊接技術(shù)乙烯低溫儲罐焊接技術(shù)梅曄（中化工程第六建設(shè)公司，湖北襄樊，441021）為了適應(yīng)乙烯原料供應(yīng)日益市場化、國際化的趨勢，錦豐乙烯有限公司在渤海之濱的錦州港內(nèi)投資新建了一套乙烯倉儲中轉(zhuǎn)裝置。其中，9Ni鋼制作的1萬m3雙層夾套結(jié)構(gòu)乙烯低溫儲罐是工程的核心和難點(diǎn)。1980年我國曾從法國引進(jìn)7臺同類材料的球罐，1995年首次建造同類型大型低溫貯罐，錦豐儲罐為目前國內(nèi)的第三臺（見表1）。針對9Ni鋼焊縫

2、易產(chǎn)生冷熱裂紋、低溫韌性下降和焊接電弧磁偏吹三大技術(shù)難題，在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，我們逐漸摸索出了一套焊接施工方法，保證了工程焊接質(zhì)量和進(jìn)度，達(dá)到了滿意的效果。表1國內(nèi)現(xiàn)有三臺低溫貯罐概況項(xiàng)目序號施工地點(diǎn)建設(shè)單位施工單位儲存介質(zhì)內(nèi)罐材料外罐材料懸浮甲板材料1南京揚(yáng)子石化公司中石化二公司乙烯Ni9鋼A283（其中一帶壁板與底板為Ni9鋼）鋁板2上海金山石化公司中石化二公司液化氣Ni9鋼混凝土Ni53錦州錦豐乙烯有限公司中化六公司乙烯N

3、i9鋼國產(chǎn)16Mn鋼Ni9鋼1工程概況及主要施工方法錦豐1萬m3乙烯低溫儲罐是德國喬特波氣體工程公司（以下簡稱TGE）設(shè)計(jì)、監(jiān)造，設(shè)計(jì)工作溫度106℃。罐體分內(nèi)、外兩層，外罐包括罐壁板、底板、球形拱頂結(jié)構(gòu)及球殼板，均采用國產(chǎn)16Mn鋼制造。內(nèi)罐（包括壁板和底板）和懸浮甲板采用9Ni鋼制作，內(nèi)罐壁板共9帶，其中壁厚8.5mm、7.5mm、6.5mm壁板各1帶壁厚6.4mm壁板6帶并有6道8.5mm9Ni鋼加強(qiáng)圈布置于罐內(nèi)壁見圖1；內(nèi)罐底板

4、為5.0mm厚的9Ni鋼邊緣板厚度8.5mm；懸浮蓋板為5.0mm厚9Ni鋼制成并有三圈9Ni鋼加溫筋，厚度為20mm、10mm。32施工前準(zhǔn)備工作2.19Ni鋼焊接質(zhì)量影響因素的確定2.1.19Ni鋼在NNT供貨狀態(tài)下具有較好的低溫性能，但在焊接冶金反應(yīng)和熱循環(huán)的作用下，熔合線的成分及熱影響區(qū)的組織均將發(fā)生變化，破壞了材料的原始熱處理狀態(tài)，使低溫性能下降，脆性組織生成，呈現(xiàn)較大的冷裂傾向。2.1.2由于焊縫金屬中奧氏體幾乎占100%，

5、無第二相存在，因此抗熱裂紋能力較差；2.1.39Ni鋼磁化傾向較大，電弧的磁偏吹將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，甚至?xí)绊懞附拥恼＿M(jìn)行。因此，焊接金屬和母材的冷熱裂紋傾向，焊接冶金反應(yīng)和熱循環(huán)造成的低溫韌性下降以及母材的磁化傾向諸因素，是影響9Ni鋼焊接質(zhì)量的主要原因，國內(nèi)施工單位，缺乏使用經(jīng)驗(yàn)，制約了9Ni鋼的推廣應(yīng)用。2.29Ni鋼焊接缺陷的預(yù)防方案2.2.1冷熱裂紋傾向的預(yù)防專業(yè)理論認(rèn)為，冷裂紋產(chǎn)生的原因是應(yīng)力、淬硬組織和焊縫金屬擴(kuò)散氫含量

6、；熱裂紋的產(chǎn)生則與應(yīng)力、雜質(zhì)和化學(xué)成分有關(guān)。有關(guān)專家曾對不銹鋼焊條，如TH1715TTW與ENiCrMo6鎳合金焊條焊接9Ni鋼后的裂紋傾向進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)ENiCrMo6鎳合金焊條具有如下特點(diǎn)：（1）ENiCrMo6焊條中的鎳合金與9Ni鋼在室溫和高溫下的線脹系數(shù)基本相近，從而避免因不均勻的熱脹冷縮造成的熱應(yīng)力；（2）ENiCrMo6鎳合金焊條中含Ni量高達(dá)55%66%，含碳量與9Ni鋼相同，均為低碳型，考慮母材對焊縫金屬的稀釋作用，仍

7、有足夠高的奧氏體組織避免熔合線出現(xiàn)硬脆馬氏體帶；（3）ENiCrMo6鎳合金焊條具有低碳性（含碳量保持在0.05%左右，在FeC狀態(tài)圖中處于很小的“脆性溫度區(qū)間”）以及高純度（含S≤0.03%P≤0.02%）低含氫量等特性。由此可見，ENiCrMo6鎳合金焊條的使用可提供降低9Ni鋼焊縫冷、熱裂紋傾向的基本條件。同時(shí)說明，在嚴(yán)格控制擴(kuò)散氫含量的條件下，選用ENiCrMo6鎳合金焊條可基本避免9Ni鋼的焊接冷、熱裂紋傾向。2.2.2接頭部