Quy trình gia công bồn chứa dầu bằng thép không gỉ

Quy trình gia công bồn chứa dầu bằng thép không gỉ bao gồm nhiều bước, từ thiết kế đến bàn giao thành phẩm, cần đảm bảo độ bền cấu trúc, tính kín và khả năng chống ăn mòn, để đáp ứng các yêu cầu về an toàn và độ bền của ngành dầu khí. Dưới đây là quy trình gia công chi tiết, được trình bày theo từng giai đoạn:

1. Thiết kế và lập kế hoạch

• Phân tích nhu cầu: Xác định dung tích, kích thước, cấp áp suất và điều kiện môi trường (như nhiệt độ, tính ăn mòn) theo mục đích sử dụng của bồn chứa dầu (ví dụ: chứa dầu thô, dầu thành phẩm hoặc chất lỏng hóa học).
• Lựa chọn vật liệu: Chọn vật liệu thép không gỉ phù hợp, thường dùng 316L, 304 hoặc thép không gỉ duplex, cân nhắc khả năng chống ăn mòn và chi phí. Cần tuân thủ các tiêu chuẩn, chẳng hạn như API 650 (tiêu chuẩn cho bồn chứa dầu hàn).
• Thiết kế bản vẽ: Sử dụng phần mềm CAD hoặc mô hình 3D (như SolidWorks) để vẽ bản vẽ chi tiết của bồn chứa dầu, bao gồm thân bồn, đầu vào/ra, giá đỡ, cửa thăm, van xả khí và các bộ phận khác.
• Phân tích ứng suất: Mô phỏng sự phân bố ứng suất của thân bồn trong điều kiện đầy tải, áp suất hoặc động đất, v.v., thông qua phân tích phần tử hữu hạn (FEA), để đảm bảo an toàn cấu trúc.

2. Chuẩn bị vật liệu

• Mua tấm thép: Mua tấm thép không gỉ theo yêu cầu thiết kế (độ dày thường là 4-20mm, tùy thuộc vào kích thước và áp suất của bồn).
• Xử lý bề mặt: Làm sạch tấm thép để loại bỏ dầu mỡ, oxit, đảm bảo chất lượng hàn.
• Cắt phôi: Sử dụng máy cắt plasma CNC, máy cắt laser hoặc máy cắt tia nước để cắt tấm thép không gỉ, tạo ra thân bồn, tấm đáy, tấm đỉnh và các phụ kiện (như mặt bích, nắp cửa thăm).
• Xử lý cạnh: Mài hoặc vát mép cắt để giảm thiểu khuyết tật hàn.

3. Tạo hình thân bồn

• Cuộn tấm: Đưa tấm thép không gỉ vào máy cuộn tấm, cuộn thành tấm vách hình trụ của thân bồn. Bồn chứa dầu lớn có thể được cuộn thành nhiều đoạn rồi ghép lại.
• Gia công tấm đáy và tấm đỉnh:
  • Tấm đáy thường là đáy phẳng hoặc đáy hình nón, sử dụng các tấm ghép lại và đảm bảo độ phẳng.
  • Tấm đỉnh có thể là đỉnh cố định hoặc đỉnh nổi (thích hợp cho chất lỏng dễ bay hơi), cắt và tạo hình theo thiết kế.
• Chế tạo sẵn phụ kiện: Gia công các bộ phận như cửa thăm, ống nối đầu vào/ra, cổng đo mức chất lỏng, van xả khí, v.v., thường sử dụng máy tiện hoặc trung tâm gia công CNC.

4. Lắp ráp và hàn

• Lắp ráp: Cố định tạm thời tấm đáy, tấm vách, tấm đỉnh và các phụ kiện trên bệ lắp ráp, sử dụng kẹp để đảm bảo căn chỉnh.
• Hàn:
  • Sử dụng hàn hồ quang argon (TIG) hoặc hàn plasma để đảm bảo mối hàn nhẵn, chống ăn mòn.
  • Các mối hàn quan trọng (như kết nối tấm đáy và tấm vách) cần sử dụng hàn hai mặt hoặc hàn nóng chảy hoàn toàn.
  • Kiểm soát nhiệt đầu vào trong quá trình hàn, tránh làm thép không gỉ quá nóng dẫn đến ăn mòn giữa các hạt.
• Kiểm tra mối hàn: Kiểm tra chất lượng mối hàn bằng phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT), chẳng hạn như tia X (RT), siêu âm (UT) hoặc kiểm tra thẩm thấu (PT), để đảm bảo không có vết nứt, lỗ khí và các khuyết tật khác.

5. Xử lý bề mặt

• Đánh bóng: Đánh bóng cơ học hoặc đánh bóng điện hóa bề mặt bên trong và bên ngoài của bồn để đạt được độ nhám bề mặt Ra0.4-0.8μm, giảm thiểu sự bám dính của dầu và nguy cơ ăn mòn.
• Tẩy rửa và thụ động hóa: Sử dụng dung dịch tẩy rửa (như axit nitric + axit hydrofluoric) để loại bỏ lớp oxit hàn, hình thành lớp thụ động hóa, tăng cường khả năng chống ăn mòn.
• Phun cát (tùy chọn): Phun cát lên bề mặt bên ngoài để tăng cường tính thẩm mỹ và độ bám dính của lớp phủ.

6. Lắp đặt phụ kiện

• Lắp đặt cửa thăm, đường ống đầu vào/ra, van, đồng hồ đo mức chất lỏng, cảm biến nhiệt độ và các phụ kiện khác.
• Đảm bảo tất cả các kết nối được niêm phong tốt, thường sử dụng mặt bích thép không gỉ và miếng đệm chịu dầu.
• Đối với bồn chứa áp suất, cần lắp đặt van an toàn và đồng hồ đo áp suất.

7. Kiểm tra và thử nghiệm

• Kiểm tra kích thước: Đo kích thước bồn, độ dày thành, độ tròn, v.v., để đảm bảo phù hợp với bản vẽ thiết kế.
• Thử nghiệm áp suất:
  • Thực hiện thử nghiệm áp suất nước hoặc áp suất khí (ví dụ: 1,5 lần áp suất thiết kế) đối với bồn chứa áp suất, kiểm tra độ bền và độ kín của bồn.
  • Đối với bồn chứa áp suất thường, trọng tâm của thử nghiệm là độ kín, ngăn ngừa rò rỉ.
• Kiểm tra hiệu suất chống ăn mòn: Kiểm tra khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ trong môi trường dầu mô phỏng.
• Kiểm tra ngoại quan: Đảm bảo bề mặt không có vết trầy xước, vết lõm, mối hàn phẳng.

8. Chống ăn mòn và sơn phủ (tùy chọn)

• Mặc dù bản thân thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn, nhưng bên ngoài có thể được phủ lớp epoxy hoặc polyurethane để tăng cường khả năng chống tia cực tím và ăn mòn môi trường.
• Cần phun cát trước khi sơn để đảm bảo độ bám dính của lớp phủ.

9. Đóng gói và vận chuyển

• Đóng gói bảo vệ: Phủ màng bảo vệ lên bề mặt bồn để tránh trầy xước trong quá trình vận chuyển.
• Phương thức vận chuyển: Bồn chứa nhỏ được vận chuyển nguyên chiếc, bồn chứa lớn có thể được vận chuyển theo từng đoạn và lắp ráp tại chỗ.
• Cố định và bảo vệ: Sử dụng giá đỡ hoặc hộp gỗ để cố định bồn, đảm bảo an toàn vận chuyển.

10. Lắp đặt và chạy thử tại chỗ

• Lắp ráp tại chỗ (nếu có): Bồn chứa dầu lớn được hoàn thành việc ghép các tấm vách, lắp đặt tấm đỉnh và hàn cuối cùng tại chỗ.
• Thi công nền móng: Đảm bảo bồn chứa được lắp đặt trên nền bê tông phẳng hoặc giá đỡ kết cấu thép, tuân thủ tiêu chuẩn API 650.
• Chạy thử: Kết nối hệ thống đường ống, kiểm tra chức năng của đồng hồ đo mức chất lỏng, van, v.v., và chạy thử.

Lưu ý

• Tiêu chuẩn an toàn: Quá trình gia công cần tuân thủ các tiêu chuẩn OSHA hoặc GB của Trung Quốc (như GB 50128), đảm bảo an toàn cho các thao tác hàn, nâng hạ, v.v.
• Kiểm soát chất lượng: Mỗi quy trình cần có hồ sơ kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt, tuân thủ ISO 9001 hoặc các chứng nhận liên quan của ngành dầu khí.
• Khả năng thích ứng với môi trường: Đối với ngành dầu khí, bồn chứa cần xem xét các môi trường đặc biệt như nhiệt độ cao, dầu chứa lưu huỳnh, v.v., và chọn vật liệu và quy trình phù hợp.
• Nhu cầu tùy chỉnh: Theo yêu cầu của khách hàng, có thể tăng thêm lớp lót (như polytetrafluoroethylene) hoặc lớp cách nhiệt (như bông khoáng).

Vật liệu và thông số quy trình điển hình

• Vật liệu: Thép không gỉ 316L (chứa 2-3% molypden, chống ăn mòn ion clorua) hoặc thép không gỉ 304 (chi phí thấp hơn).
• Độ dày thành: 4-20mm, tùy thuộc vào đường kính và áp suất của bồn.
• Dòng điện hàn: Hàn TIG thường là 100-200A, điều chỉnh cụ thể theo độ dày tấm.
• Cấp độ đánh bóng: Bề mặt bên trong Ra≤0.8μm, đáp ứng các yêu cầu vệ sinh khi lưu trữ dầu.