大型储罐底板焊接变形控制

【摘 要】 在我单位承接的氧化铝工程中，有很大部分是各种规格的大型储罐，直径从16米到42米不等，底部结构不外乎锥底或者平底，最常见的是分解槽，而这些大型储罐底板的变形量控制，对于工程质量非常重要，本文以分解槽施工为例，浅谈大型储罐底板变形量的控制。

【关键词】 大型储罐 底板焊接 变形量控制

1 前言

在我单位承接的大型槽罐中，以分解槽为多，分解槽规格多为Φ14×32m，为大型平底储罐，由于底板直径大而且薄，焊接工作量大，易产生焊接变形，而且底板的平整度直接影响壁板的组对精度，对整个分解槽的施工质量影响非常大。因此本文就分解槽的底板变形量控制进行浅谈。

2 分解槽底板焊接变形控制

2.1 分解槽底板形式

分解槽底板由中幅板与边缘板两部分组成，中幅板搭接在边缘板上。中幅板厚度为10mm，边缘板板厚度为16mm，材质均为16MnR。

2.2 焊接变形与焊后残余应力的关系

控制大面积焊接工程的焊接变形，不能从某一方面去考虑，而应综合考虑，实践经验告诉我们，焊接过程产生的焊接变形和焊后残余应力并不是两种孤立的现象，两者之间是有机联系的，他们同时存在于同一焊件。

在实践当中，我们通过利用外部条件来约束焊缝，即在平焊缝处点焊上门形卡，壁板与地板的角焊缝处点焊上三角板，造成约束应力，并将焊缝全部点固，使其刚性增加。这样就达到了增加焊接残余应力，以减少焊接变形的目的。

2.3 焊接线能量

在底板焊接前，我们还要考虑到在保证焊接质量的前提下，尽量减少焊接能量的输入，这样就从源头减少底板焊接加工的总能量，能同时减少焊接残余应力及焊接变形，这就需要我们制定合理的，正确的焊接参数，在底板焊接前，我们通过做焊接试验，通过实验焊件确定最合理的焊接电流，电压及焊接速度，选定能保证焊件焊接质量的最合理焊接线能量，并制定焊接作业指导书。

2.4 分解槽底板的焊接变形形式

分解槽底板的焊接变形，主要在以下几个方面：

（1）边缘板对接焊缝未焊接前，处于自由状态，由于焊缝横向收缩不均匀引起角变形，使边缘板和基础表面不能完全接触，从而影响第一圈壁板的组对。

（2）中幅板焊接时，由于焊缝较集中，且多为长焊缝，多层焊，焊接过程中有多种焊接应力存在，焊接后，也常有多种残余变形同时存在。

（3）边缘板与第一圈壁板的角焊缝的焊接过程中，焊接的横向收缩引起角变形，使边缘板弯曲不能与基础贴合完好，且影响壁板的垂直度。

（4）边缘板与中幅板的对接缝焊接同样使底板产生波浪变形和起拱，故在焊中幅板时须预留伸缩缝。

2.5 控制底板焊接变形的焊接方法

制定好焊接参数及焊前准备后，还须制定合理的焊接顺序，主要遵循以下原则：先焊短焊缝，在焊中长焊缝，然后焊通长焊缝，预留收缩缝，待立板与底板的大脚缝焊接完毕后，焊接腹板与边缘板的焊缝，最后焊收缩缝。具体焊接顺序和方法如图1：

（1）按照图示首先将各种短缝及中长焊缝焊接（即焊缝1—5），焊接时严格按照焊接作业指导书参数进行，可选择4名焊工对称焊接，焊缝在焊前都点焊牢固，并加上每隔1.2—1.5米加上门卡约束，保证焊接质量。在焊接通长焊缝时（如焊缝3，4），采用分段跳焊法，须2名焊工从中心处各往两边跳焊。

（2）焊接壁板与立板的大脚缝（即焊缝6），先焊接内脚缝，在焊接外角缝，可用4名或6名焊工对称分布，沿同一方向分段跳焊。

（3）焊接通中心长焊缝（即焊缝7），也采用分段跳焊法，

（4）焊接中幅板与弓形板的对接缝，这道焊缝应重点是释放焊接应力，在焊其余缝时，此道焊缝不能点焊，让其自由伸缩。待其余焊缝冷却后，在点固并加上门型卡具进行焊接，焊接时，也必须使焊工对称分布向同一方向分段跳焊。

（5）最后焊接预留收缩缝（即焊缝9，10），全部焊接完毕后，待焊缝冷却方可拆除所有约束卡具。

3 结语

根据以上所述，控制大型储罐底板的焊接变形，不能单一考虑，应该综合考虑，从排版，到下料切割，在到焊接方案，都能影响焊接变形，在我公司多个分解槽施工项目施工中，正是采用了合理的施工方案及焊接方案，成功安装了多台分解槽，其中底板的焊接质量及焊后变形都在允许范围之内，完全满足了规范要求，取得了较好的效果。