Vergleich der Verfahren zur Beseitigung von Schweißrestspannungen an Tankdachplatten von Rohöltanks

Die Verfahren zur Beseitigung von Schweißrestspannungen an Tankdachplatten von Rohöltanks umfassen im Wesentlichen die vollständige Wärmebehandlung (500 °C Haltezeit zur Spannungsarmglühung), die lokale Wärmebehandlung (Infraroterwärmung des Schweißnahtbereichs) und das Temperaturdifferenz-Dehnungsverfahren (Beseitigung durch entgegengesetztes Spannungsfeld). Die vollständige Wärmebehandlung setzt Spannungen durch Rekristallisation frei, ist jedoch energieintensiv. Die lokale Wärmebehandlung kann die Spannungsspitzen um 30–50 % reduzieren und eignet sich für einfache Schweißnähte. Das Temperaturdifferenz-Dehnungsverfahren erreicht eine Spannungsbeseitigung von 50–70 % durch präzise Temperaturregelung Δt, reagiert jedoch empfindlich auf Prozessparameter.

Die Verfahrensauswahl muss die strukturellen Besonderheiten des Tankdachs berücksichtigen: 1) Bei Tankdächern mit großem Durchmesser sollte eine abschnittsweise vollständige Wärmebehandlung in Verbindung mit einer internen Verbrennungsmethode zur Steuerung der Verformung angewendet werden. 2) Für komplexe Schweißnahtbereiche wird eine Kombination aus lokaler Wärmebehandlung und Vibrationsentspannung empfohlen, wodurch die Kosten um 40 % gesenkt werden können. 3) Für dünnwandige Strukturen (Dicke ≤ 12 mm) ist das Temperaturdifferenz-Dehnungsverfahren geeignet, wobei die Wärmeeinbringung kontrolliert werden muss, um eine Kornvergröberung zu vermeiden. Bei einem 100.000 m³-Tank sank der Elliptizitätsfehler des Tankdachs nach einer lokalen Infrarot-Wärmebehandlung von 8‰ auf 3‰.

Zu den Optimierungsrichtungen gehören: 1) Entwicklung eines digitalen Zwillingsmodells zur Vorhersage der Spannungsverteilung und zur Steuerung der Prozessparameteroptimierung. 2) Einführung der Hauk-Energie-PT-Alterungstechnologie, mit der eine Spannungsbeseitigungsrate von 80–100 % erreicht werden kann. 3) Aufbau einer Datenbank mit Restspannungs-Ermüdungslebensdauer-Korrelationen, um eine quantitative Grundlage für die Verfahrensauswahl zu schaffen.