大型LNG储罐三种高效自动化焊接工艺对比研究

我国建造储存绿色能源LNG用储罐单台已达27万m^(3),针对传统的SMAW焊接效率低、含有锰蒸汽和CO_(2)的烟尘等问题,采用热丝TIG,FCAW及MIG三种自动焊方法,进行了大量的试验研究,从而使LNG储罐的施焊环境大大改善,焊接效率及质量均大幅提升。结果表明,自动焊焊缝表面成形均远好于SMAW;焊接效率为MIG最高;焊接接头低温冲击韧性为热丝TIG最优。目前三种自动焊对现场组装精度要求均高于SMAW,热丝TIG对组装精度要求最高,因此尚需进一步提升自动化水平,以便在工程中大量推广应用。

焊接工艺对LNG储罐用高锰钢焊接接头组织和性能的影响

为了推动新型国产低温高锰钢及相应焊材在LNG储罐国产化中的应用,利用扫描电子显微镜、光学显微镜并通过常温拉伸、弯曲、低温冲击以及显微硬度等试验,研究了熔化极气体保护焊(GMAW),埋弧焊(SAW)和焊条电弧焊(SMAW)3种不同的焊接工艺对LNG储罐用低温高锰钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,3种焊接工艺的热影响区组织为奥氏体与少量夹杂物颗粒,熔合线附近晶粒粗大且狭长,焊缝组织为柱状晶。硬度最低值均位于焊缝中心,拉伸试验断裂位置均为焊缝部位。3种焊接工艺焊接接头抗拉强度分别为839.2,863.8,675.2 MPa,拉伸和弯曲性能均能满足要求。-196℃时的焊缝冲击吸收能量值分别为123,100,83.7 J,冲击断口均为韧性断裂。在焊接低温高锰钢时应严格控制热输入,从而保证低温高锰钢的焊接质量。

储罐9%Ni钢纵缝自动焊接技术应用分析

对比分析目前国内外大型LNG储罐内罐常见的焊接方式及储罐现状,介绍SMAW(Shielded Metal Arc Welding)、FCAW(Flux Cored Arc Welding)及TT焊(TIP-TIG)的优缺点。根据试验发现,TT焊工艺对9%Ni钢焊缝成型好,过渡圆滑、鱼鳞纹规则且余高较小,热影响区宽度小,枝晶分布均匀,焊丝(条)熔敷率高、坡口较多为U型,且通过已在东部沿海某试运行的LNG储罐可知,其试运行稳定,并已投入使用。

LNG储罐用低温高锰钢埋弧焊材料组织和性能研究

针对LNG储罐用低温高锰钢,设计了一种用于丝级埋弧横焊的焊丝、焊剂及焊接工艺。通过拉伸、冲击、侧弯试验评估焊缝金属力学性能,采用OM,SEM,EDS等设备分析组织形貌。试验结果表明:焊剂工艺性能优良,焊缝成形较好,脱渣良好,无气孔、裂纹等缺陷,抗拉强度大于660 MPa,-196℃夏比冲击吸收能量大于60 J;焊缝金属组织为全奥氏体组织,组织致密,晶间有细小的夹杂物析出,冲击试样断口形貌多为细小的韧窝;利用EDS对冲击断口中少量解理面处合金成分进行分析,发现焊缝高Si区会在受冲击下产生解理面成为断裂的启裂位置,降低了材料低温韧性。总结试验结果,确定性能最佳的焊材成分与焊接工艺参数。

LNG储罐内罐立缝智能化焊接技术研究思路

随着我国能源结构的不断调整,LNG储罐的大型化、精细化、规模化已成为推动我国液化天然气工业发展的主流趋势,储罐内罐立缝打底及填充盖面过程的焊接质量、焊接效率及智能化程度直接关系到焊接接头服役的可靠性、结构设计的灵活性及LNG储罐的建设成本。目前已开发出的LNG储罐立缝焊接半自动焊接专机在内罐立缝焊接过程中存在智能化水平不高,过分依赖人工及焊接环境恶劣的问题。通过对目前半自动焊接专机存在的问题进行分析并提出相应的改进方案,在现有半自动焊接专机的基础上加入打底焊熔透控制及填充盖面自适应智能传感系统,进一步提升其智能化水平及焊接效率,并为LNG储罐内罐立缝智能化焊接的发展提供参考思路。

LNG储罐用钢06Ni9DR焊接接头弯曲试验断裂失效分析

在进行LNG储罐用钢06Ni9DR焊接工艺评定试验时,会出现弯曲试件开裂的现象,为了查找弯曲试样失效原因,保障LNG储罐焊接质量,采用不同热输入工艺对06Ni9DR钢板进行手工焊条电弧焊接,对焊接接头开展了拉伸试验、弯曲试验、-196℃低温冲击等试验。通过金相显微镜和扫描电镜对焊缝、热影响区,以及弯曲失效断口进行观察和分析,结果表明,采用ENiCrMo-6焊条焊接的焊缝组织中均散布较多大小不一的夹渣,热输入控制在12.5~26.5 kJ/cm范围内对焊接接头的力学性能、塑性以及低温冲击性能影响不明显;但采用较小热输入焊接时,更易产生夹渣、咬边缺陷,较大夹渣和轻微咬边缺陷是导致弯曲试件失效的主要原因。

超小型埋弧自动横焊机在竖井压力 钢管焊接中的应用

总结了超小型埋弧自动横焊机设备在中东抽水蓄能电站500 m级深垂直竖井压力钢管现场安装焊接中的应用技术,重点论述了超深竖井井内使用埋弧自动横焊机具有的优点及焊接工艺方法,所取得的经验可为其他同类型水电站竖井压力钢管安装焊接施工提供借鉴。

国内外标准中立式圆筒形储罐罐壁开口许用外载荷计算讨论

对立式圆筒形储罐的罐壁开口许用外载荷计算,主要涉及到API 650—2018“Welded Tanks for Oil Storage”和GB 50341—2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》这2个标准。从适用范围、计算方法、制造商和采购方工作范围、计算算例、有限元方法说明、补强类型以及相关数值来源等方面对2个标准的条文异同进行对比分析,可为标准的准确使用提供帮助。

基于有限元的大型储罐不同形状中间隔板对比分析

对某大直径储罐的中间隔板采用ANSYS软件进行了应力分析,对比了S形双曲面隔板和平面隔板的应力和变形情况,分析结果表明,平面隔板设置加强肋是一种更加合理的设计方案。与S形双曲面隔板结构相比,平面隔板变形时罐壁应力水平更小,同时,辅助支撑梁可以限制平面隔板的变形,进而降低隔板应力,提高承载能力,使结构更加优化。

立式钢制储罐安装施工技术分析

石油是我国一项极其重要的资源,人们对于石油的需求量也在逐渐增加,所以石油运输工作尤为重要。立式钢制储存罐是石油运输过程当中的重要运输设备,立式钢制储存罐的质量不仅能够影响自身的使用寿命,同时也会对石油运输的安全性和稳定性造成严重影响。为了能够保障石油运输的安全性本文针对立式钢制储存罐的安装和施工技术进行分析和研究,保障石油的运输质量,也能够更好的满足社会对石油的需求。

LNG储罐用9％Ni钢及其焊接性

回顾总结了液化天然气低温储罐用9％Ni钢的研究和发展，对9％Ni钢的显微组织结构、力学性能以及现场焊接性进行了介绍。使用最普遍的淬火＋回火态9％Ni钢的组织形态主要为回火马氏体，并分布有少量残余奥氏体。9％Ni钢具有很高的强度和良好的低温韧性，焊接性良好，冷裂敏感性较低，采用合适的焊接工艺措施，可防止热裂纹的出现，获得具有良好低温韧性的焊接接头。9％Ni钢焊接时，焊接热输入一般控制在7～35kJ／cm，多层焊层间温度应控制在100℃以下。

NK-HITEN 610U2L钢焊接冷裂纹敏感性

采用间接法和直接法对NK HITEN 610U2L钢的焊接冷裂纹敏感性进行了研究,结果表明,该钢具有较低的焊接冷裂纹敏感性。对于50 mm厚NK HITEN 610U2L钢板的对接焊,推荐其焊前预热温度不低于100℃。

LNG低温储罐用镍钢焊接技术研究进展

液化天然气（LNG）具有燃烧值高，对大气无污染等特点，被誉为洁净的绿色新能源，它还是优质的化工原料，因此，LNG越来越得到广泛地应用。但是LNG的缺点是易燃、易爆、相态易变等，一般采用低温液化储存。随着液化天然气行业的发展，LNG低温储罐的建设逐渐引起人们的广泛关注。随着液化天然气消耗量的增加，LNG储罐也在不断向着大型化发展。然而，大型化必然导致一系列相应问题的产生。研究了建设LNG低温储罐所用的9％Ni钢、焊接材料以及相应的焊接工艺，阐述了在焊接过程中容易出现的问题及其对策，为国内LNG低温储罐焊接工艺研究提供技术参考。

9Ni钢大型LNG低温储罐的焊接施工

大型LNG储罐内罐材料采用9Ni钢,该钢种在焊接冶金反应和热循环的作用下,其组织和成分改变,产生脆性相,低温性能下降,冷、热裂纹倾向增大,焊接施工比较复杂;分析了9Ni钢低温储罐的焊接特点,介绍了9Ni钢低温储罐采用的埋弧自动横焊和焊条电弧焊焊接工艺,并叙述了实际施工中采取的工艺措施,包括焊接材料管理、焊接工艺参数、内罐底板与内罐壳体板焊接施工顺序和焊接工艺,这些工艺控制了焊接线能量,提高了生产效率,有效地保证大型LNG低温储罐焊接施工质量。

储罐用07MnNiVR钢焊接接头力学性能试验

为了将07MnNiVR钢板用于建造大型储罐,根据确定的焊接工艺和焊接工艺参数,研究了焊接接头的拉伸性能、系列冲击性能、无塑性转变温度和断裂韧度等,各项力学性能表明,焊接接头可满足大型储罐的设计要求并且保证其安全运行。

立式钢制圆柱储液容器基底隔震的地震动仿真计算

对弹性圆柱钢制储液容器的地震响应建立了振动分析方程 ,以隔震基频和阻尼为基量 ,采用数值仿真计算进行定量分析 .分析了隔震频率和阻尼对基底剪力和倾覆弯矩的影响 ,指出了对立式钢制圆柱储液容器进行隔震设计时应考虑液固耦合和液体晃动 (长周期 )效应 ,给出了隔震装置设计需要的隔震周期和阻尼的适用范围 .

1436LNG储罐用9Ni钢低温性能及焊接接头性能

对LNG储罐用9Ni钢板进行超低温CTOD试验;采用手工电弧焊、埋弧焊分别对9Ni钢板进行焊接,通过接头拉伸、弯曲和冲击试验,光学显微镜、扫描电镜等试验仪器对焊缝组织、热影响区组织观察,研究9Ni在两种不同焊接方法下所得到的焊接接头的微观组织及性能。结果表明:LNG储罐用9Ni钢在-196℃具有较好的强度、伸长率和韧性;焊缝组织主要由奥氏体和析出相组成,焊接热影响区组织主要由板条马氏体和板条间的残余奥氏体组成;LNG储罐用9Ni钢板焊缝的化学成分与母材匹配良好,接头强度大、低温冲击性能和弯曲性能良好。

十万立方米原油储罐用钢板的国产化研究

过去 ,我国 5× 1 0 4 m3 以上储罐所用的高强钢钢板全部依赖进口 ,为了满足国内建造大型储罐的需求 ,合肥通用机械研究所、武汉钢铁 (集团 )公司等单位开发了适合于大线能量焊接的 WH61 0 D2钢板。通过一系列的试验研究表明 ,国产 WH61 0 D2钢板的性能完全达到日本 SPV4 90 Q的实物水平。在此基础上 ,合肥通用机械研究所还与北京燕山石化公司及中国石化集团北京设计院在中国石化集团公司立项后 ,针对1 0× 1 0 4 m3 原油储罐的建造技术进行了较深入的研究 ,并成功地应用于北京燕山石化公司两台 1 0× 1 0 4 m3原油储罐的建造 ,实现了 1 0× 1 0 4 m3

氮气储罐用钢Q370R的焊接工艺

氮气储罐的设计材料为低合金高强钢Q370R。通过焊接性分析,Q370R有冷裂纹倾向,没有热裂纹和再热裂纹倾向。Q370R碳当量一般为0.42%左右,有淬硬倾向,应焊前预热。当钢板厚度超过32 mm时,焊接拘束应力增大,应进行焊后消除应力热处理。根据等强度原则选择埋弧焊焊丝H08Mn Mo A和焊条J557R做为焊接材料分别进行的焊接工艺评定的各项力学性能合格,以焊接工艺评定获得的工艺参数焊接的氮气储罐完全达到了设计要求。

液压阻尼控制系统用于立式钢制圆柱储罐的抗震仿真计算

根据简化力学分析模型 ,建立了储罐的振动分析方程 .以 10 0 0m3 拱顶罐为例 ,对无控单质点、附加液压阻尼控制系统 (HDS)单质点体系进行了仿真计算 ,通过对比无控与有控时储罐的位移与绝对加速度的时程曲线 ,研究了HDS控制系统对立式钢制圆柱储罐的减震效果 .计算结果表明 :应用HDS控制系统减震效果可达 5 0 %以上 ,并给出了HDS控制系统设计需求的参数适用范围 .