Comparación de procesos para la eliminación de tensiones residuales de soldadura en la placa superior de tanques de almacenamiento de petróleo crudo

Los procesos para la eliminación de tensiones residuales de soldadura en la placa superior de tanques de almacenamiento de petróleo crudo incluyen principalmente el tratamiento térmico global (alivio de tensiones con mantenimiento a 500℃), el tratamiento térmico local (calentamiento por infrarrojos de la zona de la soldadura) y el método de estiramiento por diferencia de temperatura (eliminación del campo de tensiones inverso). El tratamiento térmico global libera tensiones mediante la recristalización, pero consume mucha energía. El tratamiento térmico local puede reducir el pico de tensión en un 30%-50% y es adecuado para soldaduras sencillas. El método de estiramiento por diferencia de temperatura logra una eliminación de tensiones del 50%-70% mediante un control preciso de la temperatura Δt, pero es sensible a los parámetros del proceso.

La selección del proceso debe considerar integralmente las características estructurales de la placa superior del tanque: 1) Para placas superiores de tanques de gran diámetro, es recomendable utilizar un tratamiento térmico global por secciones, combinado con calentamiento por combustión interna para controlar la deformación; 2) Para zonas de soldadura complejas, se recomienda un proceso combinado de tratamiento térmico local + envejecimiento por vibración, lo que reduce los costos en un 40%; 3) El método de estiramiento por diferencia de temperatura es adecuado para estructuras de placas delgadas (espesor ≤ 12 mm), y es necesario controlar la entrada de calor para evitar el engrosamiento del grano. En un tanque de almacenamiento de 100.000 m³, después de utilizar el tratamiento térmico local por infrarrojos, el error de elipticidad de la placa superior del tanque se redujo del 8‰ al 3‰.

Las direcciones de optimización incluyen: 1) Desarrollar un modelo de gemelo digital para predecir la distribución de tensiones y guiar la optimización de los parámetros del proceso; 2) Introducir la tecnología de envejecimiento PT de Hauke ​​Energy, con una tasa de eliminación de tensiones que puede alcanzar el 80%-100%; 3) Establecer una base de datos de asociación entre tensión residual y vida a la fatiga para proporcionar una base cuantitativa para la selección del proceso.