储罐焊接变形控制的方法的研究.docVIP

储罐焊接变形控制的方法的研究 　　中国化学工程第三建设有限公司 安徽淮南 232000 　　摘要：储罐是石化、消防等行业必不可少的装备。其中，焊接是储罐建造的主要工序，对储罐的性能质量具有决定性意义。本文对储罐焊接变形控制方法进行了分析探讨。 　　关键词：储罐；焊接；变形；控制措施 　　一、拱顶储罐特征 　　拱顶储罐其罐顶为球冠状、罐体为圆柱形，并且采用不锈钢制成的容器，该类型储罐制造简单且造价低廉。具体分析，拱顶储罐结构与特征如下： 　　罐底：罐底由钢板采用拼装工艺制造，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。 　　罐壁：罐壁采用搭接并纵向焊缝对接而成，其特点是 　　罐壁整体自上而下直径相同。 　　罐顶：罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）焊接成一体。 　　二、储罐焊接过程工艺 　　1、罐底板的焊接 　　（1）罐底中幅板为搭接焊缝，采用焊条电弧焊施焊。先焊短焊缝，后焊长焊缝。焊接长焊缝时，由中心开始向两侧分段退焊。（2）边缘板焊接，采用焊条电弧焊施焊。先焊外边缘300mm部位的焊缝，外端加引弧板，由罐内向外施焊，采用隔缝对称施焊法，焊工对称均布。（3）焊接顺序为：边缘板外300mm焊接（在第一圈壁板安装之前焊完）→罐底中幅板焊接→边缘板焊接（待大角缝焊接完）→龟甲缝（指罐底边缘板与中幅板之间焊缝）焊接。 　　2、壁板对接焊缝的焊接 　　先焊纵焊缝，后焊环焊缝。当焊完相邻两圈壁板的纵焊缝后，再焊其间的环焊缝；先焊外侧焊缝，后焊内侧焊缝，在焊接内侧前，应清焊根（使用碳弧气刨清根并用砂轮打磨）。 　　壁板纵缝焊接：采用焊条电弧焊或气体保护焊工艺，分段退焊。壁板纵缝下端留出50～100mm，在环缝组对后焊接。 　　壁板环缝焊接：主要采用焊条电弧焊，多层多道焊。对于板厚10mm以上的环缝，也可采用埋弧自动横焊工艺，由多台焊机沿罐壁圆周对称均布，同方向施焊。自动焊前，内侧用焊条电弧焊进行封底焊接。 　　3、大角缝焊接 　　大角缝（指底圈罐壁与罐底边缘板之间角焊缝）应在壁板焊缝全部焊接完、龟甲缝焊接前进行焊接。先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝。 　　焊条电弧焊施焊时，采用分段退焊法，焊工对称均布，沿同一方向施焊；当采用自动焊时，多台焊机应沿罐圆周均布，同一方向施焊。 　　三、储罐焊接变形成因分析 　　1、焊缝在结构中的位置对变形的影响 　　从结构的设计上，要避免出现焊缝的不对称，否则容易造成焊接部分变形。 　　2、结构的刚性对焊接的影响 　　受到同样大小的力，刚性大的结构变形小，刚性小的结构变形大。对于刚性小的焊接结构，可通过采用胎夹具或其他临时支撑等方法，增加结构在焊接时的刚性就能达到减小焊接变形的目的。 　　3、装配和焊接顺序对结构变形的影响 　　采用先装配成整体，然后再焊接的顺序来进行。对大型油罐底板一般采取先焊横向焊缝，再焊纵向焊缝的焊接顺序来减小变形。 　　4、其他因素的影响变形 　　焊接电流、焊接速度和焊接方向对结构都有一定影响。对大多数焊接结构来说，变形随着焊接电流的增加而增加，而随焊接速度的增加而减小。不同方向的焊接会引起不同的变形情况和内应力状态。 　　四、储罐焊接变形预防措施 　　1、设计阶段焊接 　　合理地选择焊接的尺寸和形式 焊接尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。焊缝尺寸大，不但焊接量大，而且焊接变形也大，因此，在保证结构的承载能力的条件下，设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸。对于受力较大的丁字接头和十字接头，在保证相同的强度条件下，采用开坡口的焊缝可以比一般角焊缝减少焊缝金属，对减小变形有利。 　　尽可能减少不必要的焊缝 在设计焊接结构时，合理地选择筋板的形状，适当地安排筋板的位置，力求焊缝数量少，避免不必要的焊缝，从而减小焊接变形。 　　合理地安排焊缝位置 在设计焊接结构时，安排焊缝尽可能对称于截面中性轴，或者使焊缝接近中性轴，这对于减少梁、柱等类型结构的挠曲变形有良好的效果。 　　2、合理的安排组装顺序 　　罐底中幅板焊接施工应先焊短焊缝，后分片施焊较长焊缝，最后施焊分片间的搭接焊缝；对于边缘板的对接焊缝焊接，先只焊靠外侧的焊缝300 m m的部位，且在组装罐壁之前焊接；最后进行中幅板与边缘板搭接缝的焊接。 　　3、采用分段退焊法和跳焊法 　　采用分段退焊法同向施焊，钢材较厚、焊缝较长时设挡弧板，并可多人同时焊接，该焊法可减小热影响区，避免变形。同样，对于6～12mm厚钢板的长焊缝和铸铁、不锈钢、铜的焊接，可以采用跳焊法分散焊缝热量，避免或减小变形。 　　4、严格控制焊接线能量 　　焊接线能量主要影