大型储罐壁板接管焊接变形控制的有效措施

【摘 要】针对10万立方米大型储罐壁板上接管焊接变形产生机理和影响因素的分析，结合以往施工中对壁板接管焊接变形的控制措施，为了降低施工成本，提高劳动效率，保证焊接质量，制定出可行有效的焊接控制变形控制措施，施工过程取得了满意的效果。

【关键词】大型；储罐；接管；焊接；变形；有效控制；措施

1 前言

国内石油化工工业的快速发展，国内原油已远远满足不了石油化工加工的需求，国家为了应对国际原油市场的波动和战略储备，从沿海到内地投资建设了很多以10万立方米储罐为主体的大型储罐群。10万立方米大型储罐越来越得到广泛的应用。大型储罐的施工质量要求越来越严格，施工成本越来越高，在整个储罐的施工过程中，底圈壁板上的接管的焊接对施工来说是个施工技术含量比较高的一个环节，如何对该环节得到有效的控制，确保焊接后的各项尺寸满足规范要求，同时能够降低成本，结合以往施工中对壁板接管焊接变形的控制和成本分析，制定出可行有效的降低施工成本，提高劳动效率，保证焊接质量的焊接控制变形的有效措施。

2 材质及规格

储罐底圈壁板材质为12MnNiV-SR，每张壁板规格为12566×2400×32mm，重量约为7.58吨；接管材质为12MnNiV，规格为φ711×18.5，现场卷制而成；补强板材质为12MnNiV，规格为δ=32mm；12MnNiV为刚强度材质，其抗拉强度达到610Mpa。

3 接管焊接后整张壁板热处理完的允许误差

10万立方米储罐底圈壁板的接管安装完毕后，需要对已焊接完接管的整张壁板进行热处理，消除焊接应力。热处理后的组合件，立置在平台上用样板检查，垂直方向上用长度不小于1米的直线样板检查，其间隙不得大于1mm（开口部位为2.5mm）；水平方向上用2米长弧样板检查，其间隙不得小于3mm。

4 焊接防变形措施

在储罐壁板上开孔以及焊接，可以说在大型储罐施工上是个难点，10万立方米储罐的开孔是在预制好未安装的壁板上进行的，而不是在壁板安装好后进行开孔安装，壁板开孔较大，每台储罐上有DN700的进出油孔和DN600的人孔，如果不采取必要的措施，容易使卷制好的壁板变形，同时接管在焊接时由于接管及补强圈等自身重量也会产生壁板变形。因此在壁板上开孔时，将卷制好的壁板放置在特制的胎具上进行开孔，开孔方位和方向严格按照施工图纸要求施工。对不容易控制的尺寸，要求技术人员在电脑上放出详细的大样，测量出精确的尺寸，交施工人员进行安装，同时要求相关人员对点焊完的接管进行复查。

接管的焊接也是一个非常棘手的问题，如果控制不好，容易导致接管出的罐壁局部塌陷，影响工程质量。为此我们首先采取强行控制，将焊接接管的壁板用卡具固定在特制的胎具上，其胎具的弧度满足压制完的壁板弧度，按壁板长度方向上用卡具将壁板和胎具固定在一起，同时在大接管下方采用几个千斤顶将接管周围用力进行支撑；其次在壁板内侧接管周围采用“井”字架对接管周围进行加工。最后在焊接上采用低线能量的CO2保护焊进行焊接，这样有效的控制了壁板上接管焊接的变形，井字架待热处理完毕后进行拆除。

在预制场地搭设一个临时钢平台，搭设钢平台的地面要求平整夯实，平台上的钢板之间要求点焊连接，使整个钢平台连成一片。制作一台拱形胎具，用于放置压制壁板和开孔以及接管的组对点焊，该胎具不用放置在平台上，放置于平整的地面即可。再在钢平台上制作几个临时性专用支架，支架采用小型型钢对压制壁板两端进行固定，组对点焊完毕带有接管的壁板用吊车立放置在临时性支架内，支架与支架之间保持一定的距离，确保对片壁板接管焊接同时施工，对接管内侧周围同样采取井字架进行钢性固定，然后进行内侧焊接，焊接完毕内侧后马上可以进行外侧补强板焊缝的焊接。焊接完毕的壁板经检测，其检测数据均满足要求，这样既可较少施工胎具复杂的制作，也可减少由于壁板的来回翻转吊车的使用和人力的消耗，降低了施工成本，增加了施工效益，同时可使多个工作面的开展，满足施工进度要求，也较少了由于吊车多次翻身使压制成型的壁板变形产生的误差。

无论采取哪种形式的防变形措施，焊接的要求是一样，先进行接管内侧焊缝的焊接，焊接时尽可能采取小线能量的CO2气体保护焊，由于壁板较厚，焊缝输入的热量较大，如采用手工焊接其效果没有CO2气体保护焊的效果好。每个接管焊接时采取2个人对称焊接的方式进行焊接，在进行接管焊接时，对焊接部位进行预热，预热温度不得小于100℃。在焊接时同时要求做好防风防雨措施，防止焊缝产生气孔或裂纹等缺陷。

5 实例

在中海油宁波大榭岛225万吨/年重交通道路沥青扩建项目中，10万立方米储罐接管的施工时，为了防止接管焊接变形，采取了制作拱形胎架，接管内侧四周不但用井字架进行钢性固定，并且还在接管内侧周围采用千斤顶进行支撑，防止补强板焊接时壁板发生变形，制作胎具消耗的型材较多，由于胎具成本较高，胎具不可能做多，往往导致施工人员的闲置和吊装费用的增加，而且对施工进度产生一定影响。

在兰州300万吨原油储备基地工程中，我们采用将组对固定完的壁板组合件竖立在平台上进行焊接，这样大大的提高施工效率，减少吊车的使用，减少大量胎具的制作，降低了成本，同时焊接完的壁板组件的质量完全满足相关要求，达到了比较满意的效果。

6 结论

施工技术措施，不仅仅是技术质量的实施措施，同时还要考虑到工程成本的控制，施工进度的控制等各方面的要素，在保证工程质量的前提条件下，合理有效的技术措施，不但有效地能够实现产品实施，也可以在实施过程中降低成本，给企业带来一定的经济效益。