储油罐焊接质量控制研究

　　摘要：储油罐是储存油品的容器，它是石油库的主要设备。储油罐的焊接质量直按影响其使用性。在国内外一系列焊接结构的破坏事故中，因为焊接质量低的原因占相当大的比重。加强焊接过程控制，分析大型储罐在安装、焊接过程中钢板的变形原因及其预防措施，进而提高大型储罐的安装及焊接质量。本文首先阐述了储油罐焊接质量的重要性，其次，从执行程序化管理和质保监督；编制焊接工艺规程（WPS）；打印焊缝记录单；使用焊接管理数据库；过程检查及验收；量化控制和考核等方面就如何加强储油罐焊接质量控制提出了自己的看法和建议，具有一定的参考价值。
　　关键词：储油罐；焊接质量；控制；研究
　　1. 前言
　　储油罐是储存油品的容器，它是石油库的主要设备。储油罐按材质可分金属油罐和非金属油罐；按所处位置可分地下油罐、半地下油罐和地上油罐；按安装形式可分立式、卧式；按形状可分圆柱形、方箱形和球形。加强焊接过程控制，分析大型储罐在安装、焊接过程中钢板的变形原因及其预防措施，进而提高大型储罐的安装及焊接质量。
　　2.储油罐焊接质量的重要性
　　储油罐的焊接质量直按影响其使用安全性。在国内外一系列焊接结构的破坏事故中，因为焊接质量低的原因占相当大的比重。英国工程保险公司在2002-2008年统计的压力容器事故中，由于裂纹的原因占84．2％与89．3％。在这些裂纹中，制造中的裂纹为8.4％与41％。在国内统计的发生破坏的17台储油罐中，就有11台与焊接有关。某单位对30个储油罐开罐检查与修复中发现，与焊接有关的裂纹有结晶裂纹，液化裂纹与延迟裂纹。一般储油罐储存易燃易爆甚至有毒的气体或液体。一旦破裂，其后果特十分严重。吉林曾经发生一起储油罐的破裂事故选成了巨大的经济损失与人员伤亡，其原因也趁由于焊接须热温度不够而产生的焊接冷裂纹所致。
　　焊接是一种局部的加热过程，它使焊接区域产生了一系列复杂的物理冶金与化学变化，因此给结构带来了三个主要的问题。
　　（1）在结构中产生了不连续性，它包括几何、物理、化学与力学的不连续性。如焊接区域的各种缺陷的存在，焊缝的加强为几何不连续性，焊接与形材化学成分的差别，焊接、热影响区、母材之间在组织、性能上的差异。不连续性将影响整个结构的使用安全性。
　　（2）焊接区域的性能，特别是韧性的恶化。一般来说，焊缝本身是铸态组织，其韧性可能低于经过热加工或热处理的母材。焊接接头熔合线两侧的熔合区与过热的粗晶区往往又是整个接头区最薄弱的区域。有些钢材经焊接后或焊后热处理后可能出现回火脆性，应力消除脆性，有些钢材还可能有热应变脆化等。
　　（3）焊接残余应力。这种应力是局部加热引起的。其峰值应力可达母材的屈服应力。
　　3.如何加强储油罐焊接质量控制
　　（1）执行程序化管理和质保监督
　　工程中所有的焊接活动都必须有相应的程序进行指导和规范，质量保证监督始终贯穿整个焊接过程。针对焊接施工过程的特殊性，焊接施工每周都要经过一次业主、SEPCO或者我公司质保部门的检查或监督。一是检查工作过程执行程序的符合性，二是验证程序控制施工的可靠性。严格的监督和检查，提高了焊接管理程序和工作程序的可靠性和操作性，确保了焊接施工过程的可控和在控。
　　（2）编制焊接工艺规程（WPS）
　　根据工程设计规范（DEP）的要求及工艺评定，需要编制指导施工的焊接工艺卡多份，焊接工艺卡中规定了适用钢种的焊接标准、焊接位置、焊接工艺、允许施焊的母材规格（外径和壁厚）、焊接材料、组对要求、预热及热处理、层间温度、适用电流等信息，同时也包含了制定该工艺卡所依据的焊接工艺评定等有关信息。油建安装三工程处工程中所有的焊接作业均在适用的焊接工艺卡指导下进行施工。
　　（3）打印焊缝记录单
　　对所有焊缝均使用焊缝记录单进行了全过程的跟踪记录。需要对所有的焊缝均进行了焊口记录图的绘制，并在绘制的焊口记录图上对所有的焊缝进行了编号与标识，每只焊口的编号是唯一和可追溯的，焊缝的编号是焊缝记录和使用计算机管理的基础。
　　每一只焊口的每一道工序及进行的各种检验、检查都在焊缝记录单上记录，并通过检查核对焊缝记录在图纸、焊缝记录单和已安装焊口的一致性，最终形成竣工资料移交给业主。这与常规焊缝记录的要求很不相同。焊缝记录单主要有以下作用：
　　1）记录焊缝的基础信息，如图纸号、质量计划号、母材材质、焊缝号、焊接程序、对口要求、焊接工艺、焊接材料等，指导现场工作。
　　2）记录现场施工和检查情况，保持现场施工的可追溯性。
　　3）保持焊接及检验过程中各工序间的连续性，对焊接施工进行全过程跟踪。
　　（4）使用焊接管理数据库
　　其主要功能为：
　　1）焊缝记录单管理。根据输入的基础数据，进行焊缝记录单的管理，打印焊缝记录单并作为质量记录报告集中管理。
　　2）焊口过程管理。可以将焊口的待焊接、焊接完成、焊接合格、焊口返修等焊接的全过程进行准确、及时的跟踪。
　　3）焊口的文件管理。打印出各系统的焊口清单和焊接过程文件，使焊口数量更加准确、全面，避免了遗漏。
　　（5）过程检查及验收
　　施工过程中，严格执行经PMC批准的质量计划，严禁跨越质量计划中的W点（见证点）和H点（停工待检点），检查情况必须在质量计划或焊缝记录单中记录。同时需要制定工艺纪律和违反工艺纪律的处罚措施，在施工过程中贯彻执行。施工中要求焊工“一次就把工作做对”，每一个焊工就是质量的第一责任人。同时需要设有队级检验员及公司级检验员若干名，监督工艺纪律的执行、检查每道工序的施工质量。
　　监理、PMC的监督贯穿于施工的全过程，每一个施工环节如焊工合格证签署、坡口组对、外观检查、NDE报告、焊缝最终验收、焊口记录图等，监理、PMC或抽查或100%检查，并在相应的记录单上签字。
　　（6）量化控制和考核
　　经过研究分析，需要开发了研究开发了焊接当量统计法（管道焊接当量=管道外径×管道厚度/1000；板材焊接当量=板材长度×板材厚度/1000/3.14；外径、长度、厚度的单位为毫米）。在实际操作过程中，将焊接合格率和焊接当量结合起来，制定了焊接质量和工作量的考核办法，通过计算机及时将每个人、每个班组的量化结果上网公布，每个人的工作绩效、经济效益用数字说话，达到了公开、公平、公正地考核和评比，使得每个焊工都能将精力用在工作上，促进了焊工内部的良性竞争，激发大家积极向上的精神，保证了焊接质量的稳定和提高。
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