一种改良储罐角焊缝的成功体积检测

介绍

在这篇文章中，介绍了一个成功的经验，使用体积检查对一个改进的储罐壳到底焊缝，在行业中被称为角焊。该经验来自于为一个按照API标准620设计和建造的新氨储罐制定了20年非侵入式检查策略，其目标是提高可靠性和延长内部检查间隔[1]。

在役无水氨储罐必须定期进行内部检查，以评估其完整性。例如，API标准653要求由授权检查员监督的正式全面检查，并且从初始服务日期起间隔不超过10年。然而，对氨罐的侵入式检查会带来多种技术和完整性方面的考虑，以及操作和经济影响。侵入式检查涉及油罐退役、停机时间长、成本高、油罐进入的危险，以及潜在的非服役材料损坏。在氨罐中，暴露在大气氧气中的内部表面可能会增加应力腐蚀开裂(SCC)的威胁。因此，氨罐的内部检查是一项复杂的任务，需要在罐设计、操作、维护和机械完整性方面具有适当水平的能力和专业知识。有些业主可能只有一个氨罐而没有备用罐，这意味着需要额外考虑项目管理，以减少停机时间，以弥补生产损失的财务影响。

本案例介绍了氨储罐的设计、施工和检查注意事项，目标是20年的非侵入式检查策略，以最大限度地减少储罐退役。为了提高可靠性和达到预期的检查间隔，实施了一些设计、施工、质量验证和操作方面的考虑。下角焊缝被认为是一个关键焊缝，因此进行了修改，以提高油箱的可靠性，超出了设计规范的要求。一种保守的新颖设计使用了双面全熔透对接焊，而不是规范要求的双角焊。在调试前使用无损检测(NDT)检查修改后的角焊缝。一种方法是在油罐建造过程中进行彻底的体积检查，以确认焊缝完全穿透，同时对整个焊缝体积进行非侵入式检查。虽然焊缝设计和焊接检查进度都超出了油罐设计对焊缝尺寸和检查的最低要求，但设计规范没有规定双面全熔透对接式油罐角焊缝体积检查的验收标准。通过有限元分析(FEA)和断裂力学分析确定了合适的验收标准，并证实了改进的角焊缝体积检验的成功应用。

坦克的描述

该储罐是一个双壁碳钢结构，由两个同心容器组成一个完全密封的低温储罐，标称容量为800万加仑(3万立方米)液态无水氨。内容器为开口杯设计，不考虑气密性，直径为125英尺(38米)，高度为92英尺(28米)。外容器直径为131英尺(40米)，壳高为97英尺(29.5米)。外容器被指定为完全密封，因此被设计为在正常操作时容纳产品蒸汽，并在内容器泄漏时充满容积。结构材料为ASTM A516 Gr. 70，正火碳钢板冲击试验。设计应力限制在18 ksi (124 MPa)，以提高耐氨SCC。该罐的设计寿命为25年。

角焊尺寸要求

API标准620要求最低course plate和底部之间的附件是一个连续角焊缝铺设在每一边。对于半英寸或更小的底板，每个角焊缝的尺寸不应大于半英寸，不应小于较薄板的公称厚度，不应小于中所示的值表1。对于大于半英寸的底板，角焊缝的尺寸应使组合焊缝的支腿或坡口深度加上支腿的尺寸与底部厚度相等(图1）.