储罐焊接变形控制分析

摘 要：本文通过对储罐焊接是一种难以施焊的工艺分析，从罐壁和罐底的焊接过程和焊接工艺方面，分析了出现焊接变形的原因对焊接的影响。同时，提出了在施焊过程中控制焊接变形应采取的措施。严格按焊评工艺参数进行施焊，从而保证储罐在焊接的过程中不变形。

关键词：焊接；变形；控制

中图分类号：TV54 文献标识码：A

1 概述

在施工安装过程中，立式钢制储油罐常因焊缝密集，应力状况复杂，造成油罐形体尺寸难以控制，影响了油罐的安装质量。从罐壁和罐底的焊接过程和焊接工艺方面，分析了出现焊接变形的原因对焊接的影响。同时，提出了在施焊过程中控制焊接变形应采取的措施。

焊接变形的控制，储罐在焊接过程中会产生较大的焊接变形，如底板凹凸变形、壁板缩腰和顶板波浪变形等。如变形超过设计允许偏差范围，将影响产品的正常使用，严重的将使储罐使用寿命降低，甚至报废。

2 罐底焊接变形的控制

边缘板外缘300mm的焊接边缘板的组对采用不等间隙，如下图1所示：外侧先焊的部分较小，为6～7mm，内侧较大，为8～l2mm，以便在先焊外侧300mm的过程中，由于焊缝的热收缩使间隙归于一致，保证焊后边缘板的平整度，防止出现局部凸起；另外，边缘板对接缝采用垫板，在组对时除保证间隙的不等外，还应注意点焊时保证对接的两边缘板与垫板紧密接触防止焊接时出现过瘤、未熔合等内部缺陷；在外侧靠近板头处还应打一防变形板，焊接时用销子打紧，待焊接结束冷却后去除；焊工应均匀分布边缘板剩余部分对接缝的焊接应在罐底与罐壁连接的角缝焊完后且边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前完成。

为防止罐底大角焊缝内外侧焊接时产生的焊接变形，焊接前必须在内外侧采用卡具或背杠进行刚性固定，加固支撑的间距不得大于1米，并且不妨碍焊接过程的施工，该支撑必须在罐底所有焊缝焊完后方可拆除。如图2。

3 中幅板的焊接

3.1 罐底垫板焊接时在走廊板和边缘板处预留收缩缝。

3.2 弓形边缘板由多名焊工对称分布采用二氧化碳气保焊同时施焊，焊接前应设置龙门板加固。焊接时先焊外侧600mm范围，焊接时每层错开50～70mm，余下的焊缝在大角缝焊接后、收缩缝焊接前进行焊接。

3.3 中幅板焊接采用隔缝施焊法，先焊中幅长板，后焊边缘小板，先焊短焊缝，后焊长焊缝，初层焊道采用手工电弧焊分段退步焊接。手工打底时，采用分段退焊法，隔400mm焊400mm，厚度5mm。

3.4 收缩缝在罐底与罐壁连接的大角缝焊接完后施焊，采用数名焊工均匀分布同时施焊，初层焊接必须采用分段退焊。

3.5 大角缝应先焊内侧初层，再焊外侧焊缝，最后将内侧焊缝焊完。弓形边缘板及大角缝全部焊缝预热至100℃～150℃。

3.6 中幅板铺设时按设计规定尺寸制作组对挡板，采用两端定距法，以方便组对时控制对口间隙。

3.7 走廊板铺设时应按画线尺寸吊放，与中幅板相临的焊缝要按设计要求尺寸控制。其它中幅板铺设应按从中间往四周的顺序铺设。

3.8 中幅板边组对边点焊，点焊时底板与垫板要紧贴，间隙控制在1mm以下；点焊方式采用隔200mm焊50mm的方法，点焊时一定要注意，只点焊长边（长边端部约为300～500mm不点焊），且只允许点焊一边，短边不得点焊。点焊后该板所处位置要与排版图相符合。点焊方式示意图如3所示。

4 罐顶顶焊接变形的控制

浮顶的焊接工艺应该是最大限度地减小焊后的波浪变形。由于浮顶板薄，焊缝密度大、交叉多，采用自由收缩法工艺，无法控制浮顶焊后波浪变形，焊后变形量非常大，局部凹凸可达300mm。本次施工采用“拘束收缩法”工艺，该工艺主要是将自由收缩变为拘束收缩，大大减小了焊后波浪变形。即浮顶底板铺设完成后找平，点焊成一个整体，在环板、隔板、桁架等全部安装固定完成后，浮顶底板被分割成一个个钢性的区域，再进行焊接，焊接收缩、焊后的波浪变形限制在固定的区域，整个浮顶的成型能得到很好的保证。

5 罐壁焊接变形的控制

5.1 造成罐壁变形的主要因素是罐板滚制过程中形成的直边以及焊接过程中造成的纵向及环向的焊接角变形，这类变形主要影响到储罐的椭圆度及垂直度，对于浮盘的起落造成影响。

5.2 由于第一圈壁板壁厚最大，造成焊接变形后极难恢复，因而对第一圈罐壁焊接变形的控制是保证整个罐体几何尺寸的一个基础，如图4。

5.3 预制滚弧后的罐壁板，应根据罐壁排板图的位置布置在罐基础周围，并用支撑将罐壁板两端垫起，以免因放置时间过长而导致已滚好的弧度发生变化。围第一圈壁板时在罐壁内外侧点焊三角挡板，且三角挡板在内外两侧等间距交替设置，组装时用大销子调整罐壁的椭圆度三角挡板密度越大，椭圆度控制越精确，一般每隔500mm交替设置一个。垂直度的调整可通过对罐壁内斜撑的调整来实现。

5.4 由于纵缝坡口采用X型及V型，大坡口一面在罐壁外侧，且外侧焊完后要求碳弧气刨清根，故组对时应根据坡口的具体形式决定是否留取反变形。立缝焊接方向为上向焊，壁板立缝越向上收缩量越大，从而影响到罐壁的垂直度，焊接时宜采用分段焊接并严格执行焊接工艺。

结语

储罐变形的控制是确保储罐安装质量的关键一环。从罐壁和罐底的焊接过程和焊接工艺方面，分析了出现焊接变形的原因对焊接的影响。同时，提出了在施焊过程中控制焊接变形应采取的措施。严格按焊评工艺参数进行施焊，从而保证储罐在焊接的过程中不变形。

参考文献

[1]张永兴.大型储罐施工中的焊接变形控制[J].石油工程建设，2002.