大型搅拌槽筒体制造的焊接质量控制

【摘 要】为了保证大型搅拌槽槽体的焊接质量，需要采用合理的焊接方法和完善的质量控制措施。针对大型搅拌槽的底板、壁板等不同部位采用不同的焊接方法，从技术交底、焊前准备、板材预制、组装工艺、焊接方法等方面进行分析，提出了控制焊接质量的有效措施，从而保证了搅拌槽筒体的焊接质量。

【关键词】大型搅拌槽；焊接质量；气电立焊；埋弧横焊

0.前言

大型搅拌槽作为选矿工艺流程中的矿浆处理设备，筒体直径20m，高度20m，筒体底板材质为Q345-B，厚度为25mm；壁板材质为Q345-B，厚度依次为32mm，28mm，25mm，22mm，18mm，14mm；筒体底板底部焊接H型钢增强框架。该槽体的制造执行API650标准，工程焊接施工难度大，各部位组装尺寸要求严格，如不采取有效的质量控制措施，将产生较多的焊接缺陷及变形，甚至有可能在吊装及运输过程中发生焊缝断裂。为保证本工程焊接质量，我公司制订了完善的质量控制措施。

1.焊前准备与要求

1.1焊接材料质量控制

焊接材料的质量和正确使用，影响到槽体制造的施工进度、质量和成本。用于槽体焊接的焊接材料必须符合API650的要求，具有合格证明文件，焊接材料经自检、监理检验合格后，按照焊材管理制度进行保管、烘干、发放、使用和回收。

1.2焊接设备控制

槽体焊接所需要的埋弧焊机、气电立焊机、CO2气体保护焊机、手弧焊机及焊材烘干设备应完好，性能可靠稳定。焊接设备的电压表、电流表是焊接参数的计量仪表，直接影响焊接操作，必须按特殊制造过程要求进行定期校核，加强焊接设备的管理。

1.3焊工资质审查

必须按照API650—钢制焊接石油储罐的规定，对焊工进行理论知识和操作技能考试，取得上岗证者方可担任规定项目的焊接工作。

1.4焊接工艺评定和焊接工艺指导书

焊接工艺评定是制定焊接工艺的依据，在筒体施工前，应以与筒体材料同材质的板材焊接性能试验作为依据。焊接工艺评定按照《ASME规程》第Ⅸ的要求进行，焊接工评定完成后，焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书经批准后存入技术档案，试样存在焊接实验室妥善保管，直到该评定失效为止。在焊接工艺评定合格的基础上，根据设计图纸和相关设计规范的要求，编制焊接工艺指导书。

1.5技术交底

焊接施工前，技术总负责人员应向制造、检验人员进行详细的技术交底，内容包括产品介绍、焊接工艺指导书的培训、焊接工作的重点、尺寸及公差保证、质量控制等各项要求。

1.6焊缝返修

按照API650的焊缝质量要求，对存在超过标准规定的焊接缺陷进行返修，对要返修的缺陷分析产生原因并制定返修工艺，经过审批后进行返修，返修过程中作好记录，返修后按照原焊缝质量要求进行检验。

1.7焊缝无损检验及应力消除

按照API650和设计图纸的要求，由第三方对焊缝进行无损探伤检测，同时对需要进行应力消除的焊缝进行消除应力处理。

2.备料及组对的控制及要求

2.1备料质量控制

（1）钢板切割前加强对钢板外观质量检验，检验厚度是否合格，同时检验钢板上下面不允许有油、石蜡、胶粘剂、水、和抗焊接飞溅化合物等影响焊接质量的杂质和污染物，报监理审批合格后方可切割。

（2）钢板切割时必须保证底板的平整度，以确保下料精度，长、宽、对角线之差控制在±2mm之内。

（3）在壁板曲形时，滚弧曲率必须准确，杜绝一次滚弧成形，对于壁板曲率使用弧形样板检验，曲率应控制在3mm以内。

2.2组对质量控制

2.2.1 底板组对质量控制

底板由中幅板和边缘板两部分组成，中幅板铺设从中心向两侧对称进行，先组对点焊短焊缝，长焊缝最后组对焊接，组对间隙保证5mm，且分布均匀。中幅板与边缘板接触部位焊缝称为收缩缝，此处中幅板尺寸应较理论直径大1‰左右。边缘板按照所布垫板位置进行铺设，边缘板对接焊缝一侧与垫板整道焊缝点焊，另一侧只点焊外端400mm，且在焊缝内端加焊连接板保证焊缝间隙。

2.2.2壁板组对质量控制

采用正装法施工，立焊缝不用点焊，采用对功能组装卡具来调节间隙和错变量，并采用圆弧板进行刚性固定，防止焊缝发生角变形，立焊缝上部点焊熄弧板。每圈壁板焊接时预留一道立缝不组对焊接，待该圈壁板其余立缝焊接完成后再重新切割组对焊接，保证收缩余量。第一圈壁板组对时，垂直度、椭圆度和上口水平度尤为重要，这是保证整个槽壁垂直度和椭圆度的基础，按照API650的要求，壁板水平度应控制住±2mm以内，垂直度偏差控制在±3mm以内，椭圆度误差控制在22mm以内。

3.焊接质量控制

3.1底板焊接质量控制

中幅板的焊接工艺采用CO2焊+埋弧自动焊，CO2焊打底焊接，保证打底层厚度不低于5mm，目的是防止埋弧焊大电流、高热输入焊接时烧穿垫板，并保证CO2焊丝与垫板的良好熔合。边缘板先焊接外侧300mm，槽体大角焊缝焊接完成后再进行剩余部分的焊接，全部采用CO2焊进行焊接。

3.2壁板立缝焊接质量控制

立缝焊接采用两台AT-DGL气电立焊机异向同时施焊，焊缝通过正、背的水冷铜滑块的冷却作用可一次成形。焊缝采用V型坡口，可一次焊接成形，焊接前用同等弧度的圆弧板对立缝进行刚性固定，有效地减少了焊接角变形。

3.3壁板环焊缝焊接质量控制

环焊缝采用两台AT-DGH埋弧横焊机同向等速退焊，横焊缝坡口形式为不对称的K型坡口，不对称大小根据板厚及内侧清根量确定，组对间隙控制在1mm以内。环焊缝焊接顺序先焊外侧焊缝，每焊完一层都要清理药皮、夹渣，再填充、盖面；外侧焊完后，内侧采用磨光机清根，磨光机清根可有效地清除外侧焊接时产生的气孔、夹渣等，而且能很好的控制坡口形状，清理合格后，进行内侧焊缝的焊接。

3.4 大角焊缝焊接质量控制

大角焊缝焊接在底圈壁板纵焊缝焊完后进行，采用CO2焊。焊接前，在槽体内侧设置若干个斜撑，用以控制角焊缝焊接时引起的角变形对垂直度及收缩焊缝焊接的影响。先焊角焊缝外侧，由多名焊工同向等速进行多层焊接，外侧角焊缝焊好后焊接内侧。

底板、壁板的焊接应严格按照焊接工艺指导书的工艺参数要求进行施工，焊缝外观质量经专职焊接检验员检验，应符合API650的目检要求。

4.结论

我公司将上述方法用于现场施工，在中信泰富西澳大型搅拌槽的制造中取得了预期的效果，筒体焊接质量可靠，各项参数均满足技术要求，受到业主及监理的好评。随着选矿用搅拌槽建设向大型化方向发展，将为今后类似结构的焊接质量控制提供指导作用。 [科]

【参考文献】

[1]API650-2007.钢制焊接石油储罐.

[2]周洪臻.浅析青兰山15万m3原油储罐焊接质量控制[J].金属加工，2008（6）：46-48.

[3]李建军.LNG储罐的建造技术[J].焊接技术，2006，35（4）：54-56.

[4]《焊接手册》第3卷，焊接结构，机械工业出版社.

[5]ASME第Ⅷ卷，第一册，压力容器建造规则.