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摘 要：本文主要研究如何对全压式运输船储罐国产化制造整个过程中的工艺质量进行控制，如气室封头的材料与热成型、制作加工质量控制、制作加工质量控制和现场焊接的质量控制。
关键词：全压式运输船；LPG；质量控制；
前言
全压式运输船是一种运输加压液化气或冷冻液化石油气的内河和远洋的交通运输载具，其含有比较高的技术含量，其核心设备室LPG储罐。LPG储罐属于船载卧式压力容器。在近些年，全压式运输船在近些年得到了广泛的使用，由于其开发、设计、钢材选择、设备配备和制造工艺技术含量很高。由于全压式运输船制造的难点主要集中在C型独立液货舱，即LPG储罐，其体积非常大，对材料、焊接、油漆整体热处理等技术要求比较高，目前国内能够生产LPG储罐制造能力的厂家并不多。LPG储罐的过程检验就质量控制就尤为的关键。
1.材料质量控制
根据IGC规则《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》的要求，LPG储罐使用的钢材必须满足设计温度下限值为负二十摄氏度的原则。目前我国国内的LPG船储罐的主体材料一般选用的是武钢生产的压力容器用低焊接裂纹敏感性钢CCS610E，即07MnNMoVDR。其他的材料还有07MnNMoVR与15MnNbR。而国内使用最多的07MnNMoVDR钢材的抗拉强度为610MPa。而目前只有武钢取得了中国船级社与日本海事协会的认证；相对于国内，国外的容器钢材料的可供选择则比较多。高强度钢的使用，可以再很大程度上减少储罐的重量，这对于在运输成本的降低是具有很大意义的。对于容积超过一千八百五十立方米的储罐，储罐材料的选择则更为重要，对于因为容积较小船型而言，材料的这种作用并不明显。根据资料显示，一艘两千五百立方米的储罐船，使用国产抗拉强度为610Mpa的材料，罐身钢板厚度需要达到50mm，而使用国外620Mpa材料的钢，每台储罐的重量可减少五十余顿。
储罐的材料质量控制主要包括：钢板的几何尺寸、钢板的力学性能、化学成分检验，材料质量控制是整个液货罐质量的基础。全压式运输船水上运输环境较陆地更为恶劣，因此对材料的要求更苛刻。储罐所用的材料，除了满足国标的要求，还必须满足中国船级社（ CCS）的规范要求。其中钢板的几何尺寸检验是容器材料入库验收的第一步工作。
2. 制作加工质量控制
07MnNMoVDR钢强度较高，这种钢的含碳量非常低，而它的高强度是由于在钢中加入了碳化物形成元素的弥散强化而造成了，为了提升强度，通常还要加入淬透性较强的元素来达到。但是07MnNMoVDR钢的屈强比较高，其延伸率比其他钢板相比较低，这使在钢板卷筒及压制封头时，存在钢板反弹量较大的问题。为了克服反弹量较大的问题，保证07MnNMoVDR钢的加工质量，在压制封头时，应选择多点冷压加工成型工艺。在对07MnNMoVDR钢压制成型时，上模从钢板的一端逐步移向另一端。每次下压时应缓慢，第一次下压不能压到底，避免钢板产生过大的突变或折痕。
07MnNMoVDR钢属于热裂敏感性钢，因此在加工过程中，必须减少钢板的热加工来防止热裂纹的产生。储罐钢板坡口的加工， 通常采用火焰切割，但采用氧乙炔火焰切割后，会产生0.5mm-1mm厚度的淬硬层， 坡口及热影响区局部硬度会上升， 虽然极窄的淬硬层在焊接过程中会熔化掉， 不会影响到焊接质量，但CCS的《材料与焊接规范》要求船用材料必须满足：Hv 250。根据实际情况，切割应减小火焰加热的次数，希望通过一次火焰加热就完成切割。对于直筒带坡口切割，采用了直导轨半自动切割，保证坡口切割一次成型；在焊接前对坡口再用砂轮机进行一次打磨处理。有效地消除硬化层。通过以上措施， 07MnNMi oVDR 钢储罐在加工制作时遇到的问题能有效地解决。经过焊接工艺评定和材料认可试验结果可以看到，钢板和焊接试板的Hv硬度均在190-210之间， 满足了CCS的规范的要求。
3. 现场组装的质量控制
全压式运输船为了使其重新尽量降低，其储罐结构型选择为卧式。如图1所示。通常储罐的筒体部分由八至九节筒节组成，每一个筒节分为四片弧板。其中每一片弧板都是通过卷板机卷制而成；储罐两端的球形封头壳板类似球罐按一定角度分成若干片， 采用压力机压制而成。单片弧板和球形封头壳板均在制造车间加工，出厂前需分别对单个筒节和球形封头按CCS规范要求进行预拼装，经检验合格后方可出厂。为确保储罐的焊前焊后几何尺寸， 所有壳板从出厂运输， 到现场焊前的拼装， 均要采取有效的措施控制质量。为确保储罐的焊前焊后几何尺寸，所有壳体钢板从出厂，到现场焊前的装配，均要进行相关的质量控制工作。储罐壳板的包装运输严格按JB/T4711） 20035压力容器涂敷与运输包装6的要求， 采用钢结构托架包装，各壳板间垫以柔性材料。每个包装总重不超过三十吨以减小由于运输造成的变形。
每个储罐靠近封头两端的都存在加强圈，加强圈对保证储罐圆度起到了关键的作用。所以，在现场筒节组装时，首先应该安装加强圈，从而起到了固定并防止形状变形的作用。
1-封头，2-鞍座，3-加强圈，4-筒体，5-集液槽，6-吊耳，7-深井泵口，8-气室，9-人孔
图 1 储罐结构型式
4. 现场焊接的质量控制
储罐的现场组焊、筒体纵缝和封头焊接中使用手工电弧焊。而在环缝中使用埋弧自动焊。影响焊接质量主要有两大因素：一是焊接工人的焊接技术，二是焊接工艺。由于压力容器的焊接在整个储罐制造中是最关键的部分，只有在熟练的焊工使用成熟、科学的焊接工艺才能合格地完成储罐的焊接工艺。
为储罐进行焊接工艺的工人，要求取得锅炉压力容器焊工考试合格证书和焊工资格证书，而且要求施焊的钢材种类、焊接具体情况要与本人的考试项目相符。
参考文献：
[1] 中国船级社（CCS），散装运输液化气体船舶构造与设备规范（2005版）[S].
[2] 中国船级社（CCS），材料与焊接规范（2006版）[S].
[3] BS EN 10028-6（2003）[S].
[4] 祝旭斌，侯华东，黄金祥.全压式LPG运输船储罐国产化建造的质量控制[J].压力容器，2009.26（2）： （54-57）
[5] 宋占江，祝旭斌，侯华东，易昶，胡超.大型全压式LPG船储罐整体热处理的方法[P]，中国，ZL200710051515.4，2007年
作者简介：张燕（1980-），女，上海南汇人，中船江南重工股份有限公司，容器室 主办设计员。
关键词：全压式运输船；LPG；质量控制；
前言
全压式运输船是一种运输加压液化气或冷冻液化石油气的内河和远洋的交通运输载具，其含有比较高的技术含量，其核心设备室LPG储罐。LPG储罐属于船载卧式压力容器。在近些年，全压式运输船在近些年得到了广泛的使用，由于其开发、设计、钢材选择、设备配备和制造工艺技术含量很高。由于全压式运输船制造的难点主要集中在C型独立液货舱，即LPG储罐，其体积非常大，对材料、焊接、油漆整体热处理等技术要求比较高，目前国内能够生产LPG储罐制造能力的厂家并不多。LPG储罐的过程检验就质量控制就尤为的关键。
1.材料质量控制
根据IGC规则《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》的要求，LPG储罐使用的钢材必须满足设计温度下限值为负二十摄氏度的原则。目前我国国内的LPG船储罐的主体材料一般选用的是武钢生产的压力容器用低焊接裂纹敏感性钢CCS610E，即07MnNMoVDR。其他的材料还有07MnNMoVR与15MnNbR。而国内使用最多的07MnNMoVDR钢材的抗拉强度为610MPa。而目前只有武钢取得了中国船级社与日本海事协会的认证；相对于国内，国外的容器钢材料的可供选择则比较多。高强度钢的使用，可以再很大程度上减少储罐的重量，这对于在运输成本的降低是具有很大意义的。对于容积超过一千八百五十立方米的储罐，储罐材料的选择则更为重要，对于因为容积较小船型而言，材料的这种作用并不明显。根据资料显示，一艘两千五百立方米的储罐船，使用国产抗拉强度为610Mpa的材料，罐身钢板厚度需要达到50mm，而使用国外620Mpa材料的钢，每台储罐的重量可减少五十余顿。
储罐的材料质量控制主要包括：钢板的几何尺寸、钢板的力学性能、化学成分检验，材料质量控制是整个液货罐质量的基础。全压式运输船水上运输环境较陆地更为恶劣，因此对材料的要求更苛刻。储罐所用的材料，除了满足国标的要求，还必须满足中国船级社（ CCS）的规范要求。其中钢板的几何尺寸检验是容器材料入库验收的第一步工作。
2. 制作加工质量控制
07MnNMoVDR钢强度较高，这种钢的含碳量非常低，而它的高强度是由于在钢中加入了碳化物形成元素的弥散强化而造成了，为了提升强度，通常还要加入淬透性较强的元素来达到。但是07MnNMoVDR钢的屈强比较高，其延伸率比其他钢板相比较低，这使在钢板卷筒及压制封头时，存在钢板反弹量较大的问题。为了克服反弹量较大的问题，保证07MnNMoVDR钢的加工质量，在压制封头时，应选择多点冷压加工成型工艺。在对07MnNMoVDR钢压制成型时，上模从钢板的一端逐步移向另一端。每次下压时应缓慢，第一次下压不能压到底，避免钢板产生过大的突变或折痕。
07MnNMoVDR钢属于热裂敏感性钢，因此在加工过程中，必须减少钢板的热加工来防止热裂纹的产生。储罐钢板坡口的加工， 通常采用火焰切割，但采用氧乙炔火焰切割后，会产生0.5mm-1mm厚度的淬硬层， 坡口及热影响区局部硬度会上升， 虽然极窄的淬硬层在焊接过程中会熔化掉， 不会影响到焊接质量，但CCS的《材料与焊接规范》要求船用材料必须满足：Hv 250。根据实际情况，切割应减小火焰加热的次数，希望通过一次火焰加热就完成切割。对于直筒带坡口切割，采用了直导轨半自动切割，保证坡口切割一次成型；在焊接前对坡口再用砂轮机进行一次打磨处理。有效地消除硬化层。通过以上措施， 07MnNMi oVDR 钢储罐在加工制作时遇到的问题能有效地解决。经过焊接工艺评定和材料认可试验结果可以看到，钢板和焊接试板的Hv硬度均在190-210之间， 满足了CCS的规范的要求。
3. 现场组装的质量控制
全压式运输船为了使其重新尽量降低，其储罐结构型选择为卧式。如图1所示。通常储罐的筒体部分由八至九节筒节组成，每一个筒节分为四片弧板。其中每一片弧板都是通过卷板机卷制而成；储罐两端的球形封头壳板类似球罐按一定角度分成若干片， 采用压力机压制而成。单片弧板和球形封头壳板均在制造车间加工，出厂前需分别对单个筒节和球形封头按CCS规范要求进行预拼装，经检验合格后方可出厂。为确保储罐的焊前焊后几何尺寸， 所有壳板从出厂运输， 到现场焊前的拼装， 均要采取有效的措施控制质量。为确保储罐的焊前焊后几何尺寸，所有壳体钢板从出厂，到现场焊前的装配，均要进行相关的质量控制工作。储罐壳板的包装运输严格按JB/T4711） 20035压力容器涂敷与运输包装6的要求， 采用钢结构托架包装，各壳板间垫以柔性材料。每个包装总重不超过三十吨以减小由于运输造成的变形。
每个储罐靠近封头两端的都存在加强圈，加强圈对保证储罐圆度起到了关键的作用。所以，在现场筒节组装时，首先应该安装加强圈，从而起到了固定并防止形状变形的作用。
1-封头，2-鞍座，3-加强圈，4-筒体，5-集液槽，6-吊耳，7-深井泵口，8-气室，9-人孔
图 1 储罐结构型式
4. 现场焊接的质量控制
储罐的现场组焊、筒体纵缝和封头焊接中使用手工电弧焊。而在环缝中使用埋弧自动焊。影响焊接质量主要有两大因素：一是焊接工人的焊接技术，二是焊接工艺。由于压力容器的焊接在整个储罐制造中是最关键的部分，只有在熟练的焊工使用成熟、科学的焊接工艺才能合格地完成储罐的焊接工艺。
为储罐进行焊接工艺的工人，要求取得锅炉压力容器焊工考试合格证书和焊工资格证书，而且要求施焊的钢材种类、焊接具体情况要与本人的考试项目相符。
参考文献：
[1] 中国船级社（CCS），散装运输液化气体船舶构造与设备规范（2005版）[S].
[2] 中国船级社（CCS），材料与焊接规范（2006版）[S].
[3] BS EN 10028-6（2003）[S].
[4] 祝旭斌，侯华东，黄金祥.全压式LPG运输船储罐国产化建造的质量控制[J].压力容器，2009.26（2）： （54-57）
[5] 宋占江，祝旭斌，侯华东，易昶，胡超.大型全压式LPG船储罐整体热处理的方法[P]，中国，ZL200710051515.4，2007年
作者简介：张燕（1980-），女，上海南汇人，中船江南重工股份有限公司，容器室 主办设计员。