大型储罐干式正装自动焊焊接工法

摘要：随着石油天然气及石油化工工业的发展，以近几年各油田和炼化企业的原油储备工程为标志，储罐制作安装越来越向大型化方向发展，大型储罐干式正装及全自动焊接技术已经在国内外储罐施工工程中得到了应用，其组装及焊接工艺的速度和质量在工程施工实践中得到了肯定。

关键词：储罐制作安装；组装；焊接

Abstract: With the development of oil and gas and petrochemical industry, nearly years, the oil fields and refining crude oil reserves of engineering as a symbol, tank fabrication and installation of more and more towards large-scale development, the large storage tank dry-type suits and the wholeautomatic welding technology has been applied in tank construction works at home and abroad, its assembly and welding speed and quality in the construction practice has been affirmed.

Key words: Tank production installation; assembly; welding

中图分类号: TG40 文献标识码：A文章编号：

1工法特点

效率高、成型好、高质量、劳动量相对少是本工法施工的主要特点。大型储罐底板焊接是保证储罐整体施工质量的关键环节，采用该工法不仅可以缩短工期，而且可以减少人工，为企业带来可观的经济效益。此外，储罐自动焊机采用全封闭式结构，增加了高空施工的安全性。本工法适用于5×104m3以上15×104m3以下大型储罐的制作。

2工艺原理

本工法施工的储罐采用无外壁脚手架，内壁设两层活动式翻转脚手架，卡壁挂移动小车方法施工，罐壁与浮顶同时施工。罐底板采用半自动CO2气体保护焊打底，碎丝埋弧自动焊填充盖面；壁板横缝采用埋弧自动焊，立缝采用CO2气电立焊；壁板与边缘板的大角缝采用埋弧自动焊；其他部位采用手工电弧焊接和CO2气体保护半自动焊结合的方法。

3 工艺操作要点

3.1罐底板组焊

罐底板的施工顺序

在验收合格的罐基础上，按施工图方位经罐中心的十字线准确画出0º，90º，180º，270º四条方位线；划出定位线并做出相应编号，画线可用等距法弹画；按直径画出边缘板的外圆线，每距2～3m做出明显油漆标记，再次核对已焊好垫板上划的标记线无误后，开始铺设边缘板。

罐底焊接

为减少罐底的焊接变形，采用自由收缩法施工，罐底组对焊接顺序为：边缘板组对、点焊焊接边缘板外侧300mm焊缝中幅板短焊缝组对焊接长焊缝组对焊接组对焊接通长缝 边缘板与壁板大角缝组对焊接边缘板剩余对接焊缝焊接边缘板与中幅板收缩缝组对焊接；

边缘板的焊接采用手工电弧焊，焊接顺序为：先焊外侧300mm，由里向外施焊，注意层间接头相互错开30-50mm。所有边缘板对接缝焊接时要用背杠加固，以减少焊接变形，并在外侧加引弧板防止收弧产生缺陷。边缘板其余部分焊接在大角缝完成后进行；

罐底中幅板焊接时应采用分段退步施焊，焊接采用半自动CO2气体保护焊打底，碎丝埋弧自动焊填充盖面。先焊短缝，后焊长缝，最后施焊通长缝。通长缝焊前应使用大型槽钢及龙门板进行加固，以减少焊接变形。通长缝的焊接施焊时，由中心开始向两侧分段退步施焊，焊至距边缘板300mm处停止施焊；

大角焊缝待罐壁板第二圈壁板焊接完毕后方可施焊，焊接前应用垂直固定支架，将第一圈壁板与边缘板垂直固定，焊接时先焊内侧的手工打底焊，采用等分焊工，分段退焊法。内侧手工打底焊完后手工焊接外侧。对内侧大角焊缝进行多台埋弧自动连续焊；采用同样的方法焊接外侧大角缝；

边缘板与中幅板的龟甲缝最后施焊，该焊缝为收缩缝，在大角焊缝施焊前不得点焊，应使其处于自由状态。龟甲缝焊接时与边缘板对接缝相同，先采取加固措施，然后采用均布焊工、均布焊机、等速、同步施焊、分段退焊、隔段跳焊的原则施焊，手工焊打底，自动焊盖面进行焊接。

5.2.2 罐壁板组焊

罐壁组装

在组对第二圈环缝时，采用简易脚手架安装法，在距第二圈环缝下1米和每隔1.5米处焊接临时钢板，卷制插孔，将脚手架立柱插入钢板卷制插孔里面。第一圈以上壁板组对时，采用滑动小车做为施工辅助工具，利用其在罐壁上的可移动性，配合脚手架使用，可完成纵缝、环缝的组对工作。

纵缝组对时龙门卡具焊在内侧，每缝三道，调好间隙和错边，测好垂直度、椭圆度后焊上防变形弧板，双面坡口先焊外侧再焊内侧。净料组对的关键是控制三个指标：椭圆度、垂直度和水平度。因净料组对按实际计算，不能修理板口，也不能换板，垂直度和周长只能通过纵缝组对间隙允许偏差来调整，而纵缝组对的间隙偏差直接与罐壁的垂直度有关，所以应特别注意。纵缝组对间隙调整可用小型正反丝或长杆螺栓调整。纵缝组对采用龙门板并加防变形圆弧板，每道纵缝3个。环缝组对时可用上下龙门加方销，背杆及垫板调整。组对第二圈壁板前应在第一圈壁板上部内外侧均布数块小型定位板，上口为圆弧光滑过渡，定位后将其去掉并修好焊疤，定位板必须单侧少点以便去除方便和保证壁板质量。

罐壁焊接

壁板的焊接先焊立缝，再焊环缝。立缝焊接前，先焊上定位龙门板，然后拆下立缝组对卡具。立缝的坡口型式是：板厚24mm以上的壁板立缝为X型坡口，其余为V型坡口。焊接时，先焊外部，后焊内部，单面焊双面成型，焊接前壁板顶部应点焊熄弧板。罐壁环缝焊接采用单面焊埋弧自动焊, 焊工对称均布同方向进行施焊；焊接顺序为先焊外坡口，后焊内坡口。焊接时,在罐壁圆周均匀分布6～8台自动焊机，同时同向焊接。焊接前要点固牢靠，拆除罐内侧卡具,使初层焊接达到单面焊双面成型，打底后恢复背杠，采用砂轮打磨, 气刨清根,如果清根深度达到焊缝厚度的2/3,要用手工焊方法进行补焊,清理完后，进行内侧环缝焊接,方法同外坡口。环缝自动焊的起弧点和收弧点不能在同一个地方，应错开300mm以上。

3.2 浮顶及其附件的组装施工

浮顶组装

在罐底板真空试漏后，在罐底板上画出浮船临时支架线和点，用水平仪定出支腿高度，安装出整个浮船临时支架，支架完成后浮船制作按如下顺序进行：

铺设底板 焊接 焊接检查试漏组对中心管 组对桁架组对环形隔板和径向隔板安装浮顶顶板安装附件焊接检查试漏气密性试验

浮顶及其的焊接

底板焊接时，从中心向四周焊接，焊接时焊工均匀分布，采用分段退焊法。每个船舱在封闭顶板前留一块顶板不铺，待船舱内焊缝焊接完毕后再进行封闭。 浮舱隔板四周的焊缝应在同一侧采用连续满角焊，另一侧采用间断焊；所有与油品接触焊缝至少两道成型；顶板焊接在顶板与隔板、桁架点焊完毕后进行。焊接由多名焊工从中心向四周对称进行焊接，采取分段退焊法进行焊接。附件的焊接：在浮顶底板上，按照其隔板和桁架安装基准线分别划出边缘环板、隔板、桁架及其它附件的位置线，划线后用油漆作出明显标记。先把浮顶中心第一圈环形隔板安装并焊完，然后从中心向外依次进行安装，安装顺序为：环向隔板、径向隔板及桁架。待浮顶上面的附件安装焊接完成后，再进行浮顶下表面的搭接间断焊。

4质量控制

4.1 罐底局部变形控制

为防止罐底在焊接时变形，经过认真研究、讨论，我们采用严格控制组对几何尺寸、合理的焊接工序、工艺控制焊接变形外加刚性固定等综合控制的施工措施；严格控制焊缝坡口成型：吊装铺设前，对所有铺板边缘用砂轮机修磨干净，保证铺板的平直度。改进垫板安装方法，严格控制底板焊接工艺要求，合理分布焊工人数，采取应力释放措施。

4.2 横缝焊接质量控制

严格控制壁板切割下料的几何尺寸及坡口角度，逐张检查。严格控制壁板组对质量，实行班组间工序交接制度。实行逐层质量认可制度。每焊完一层后，由专职质量检查员对存在的缺陷进行标识，由焊工进行修补，经专职质量检查员确认合格后，再进行下一层焊接。

5 应用实例

该工法于2008年用于青海油田2×5×104 m3原油储罐工程，油罐公称容量为50000m3，形式为双盘浮顶油罐，储罐内径Φ60000mm，罐壁高度为19440mm。底板中幅板为Q235-B，边缘板为16MnR，第一圈至第六圈壁板为16MnR，第七、八圈壁板为Q235-B。开工日期2008年7月20日，竣工日期为2009年4月3日。