自動(dòng)焊技術(shù)在大型浮頂油罐施工中的綜合應(yīng)用
2012-12-31 00:00:00王齊莉
【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，能源資源已經(jīng)成為了一個(gè)世界性的話題。在石油 的開(kāi)采利用過(guò)程中，大型浮頂油罐是必不可少的儲(chǔ)油裝置，然而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制逐漸完善的情況下，對(duì)大型浮頂油罐的制造過(guò)程必須滿足制造耗時(shí)短和焊縫成形美觀的要求，這也為焊接應(yīng)用技術(shù)帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。在焊接行業(yè)中，自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展標(biāo)志著產(chǎn)品焊接技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相對(duì)完善的階段，自動(dòng)焊接技術(shù)不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大幅度提高了焊接產(chǎn)品的質(zhì)量和美化了外在形象。本文以石油加工工程中的大型浮頂油罐為實(shí)例，全面的介紹了自動(dòng)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐中的綜合應(yīng)用，希望能夠起到拋磚引玉的效果，進(jìn)而為我國(guó)以后的自動(dòng)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐中的應(yīng)用起到理論性的參考。
【關(guān)鍵詞】浮頂油罐；自動(dòng)焊；縱縫；環(huán)縫；大角縫
0.引言
在時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程中，人們對(duì)石油資源的依賴性越來(lái)越大，因此隨著石油的開(kāi)采規(guī)模不斷擴(kuò)大和國(guó)家對(duì)原油戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)項(xiàng)目的實(shí)施，增大油罐的容量已經(jīng)是當(dāng)前儲(chǔ)油過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題，因此大型浮頂油罐在這種時(shí)代背景的要求下應(yīng)運(yùn)而生。大型浮頂油罐不僅具有節(jié)省鋼材和占地面積少的優(yōu)勢(shì)，并且方便了工作人員對(duì)其進(jìn)行操作管理，有效的節(jié)約了人力和經(jīng)濟(jì)方面的投資。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷完善，對(duì)大型浮頂油罐的制造時(shí)必須要求耗時(shí)短并且外形美觀，這就給焊接技術(shù)帶來(lái)了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。用傳統(tǒng)的焊條電弧焊施工，不僅浪費(fèi)了大量的鋼鐵資源，而且生產(chǎn)效率不高，對(duì)質(zhì)量方面也無(wú)法進(jìn)行保證。近幾年來(lái)，由于焊接技術(shù)的不斷成熟，自動(dòng)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐中的應(yīng)用技術(shù)日趨完善。自動(dòng)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐的施工應(yīng)用中，不僅有效的節(jié)約了投資成本，而且也浮頂油罐的質(zhì)量和油罐的外在形象。在大型浮頂油罐的制作過(guò)程中，應(yīng)用自動(dòng)焊接技術(shù)對(duì)有關(guān)進(jìn)行施工的主要部位集中在壁板立縫、環(huán)縫、船艙、加強(qiáng)圈等部位。本文就焊接技術(shù)的原理和具體焊接技術(shù)工藝進(jìn)行了深入的探析，并對(duì)焊接技術(shù)在大型浮頂油罐的制造過(guò)程中起到的巨大作用進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié)。
1.罐底的氣體保護(hù)焊和埋弧焊技術(shù)
1.1焊接技術(shù)原理
儲(chǔ)罐的底板制造時(shí)焊接量比較大，工藝和焊序要求嚴(yán)格，如果焊接熱輸入控制不當(dāng)，就會(huì)引起底板的凹凸變形。由于罐的使用期直接決定于其底板的耐疲勞極限，故罐底板變形超標(biāo)將影響罐體質(zhì)量，降低使用壽命，甚至造成罐底板整體報(bào)廢，因此罐底焊接屬于關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
罐底焊接包括罐底邊緣板和中腹板的焊接，邊緣板材質(zhì)為B610E（08MnNiVR），板厚20mm焊接中采用了CO2：氣體保護(hù)半自動(dòng)焊根焊，焊材選用CHW-65A；填充蓋面采用埋弧自動(dòng)平焊，焊絲JW-9，焊劑為SJl01。
1.2焊接要點(diǎn)
由于邊緣板采用單面V形坡口，產(chǎn)生的變形主要是焊接角變形，從邊緣板外端底部墊起35～40mm，進(jìn)行反變形處理，組對(duì)時(shí)外部間隙小一些，一般6～7mm，內(nèi)側(cè)間隙稍大，8～9mm為宜。焊接過(guò)程中注意坡口及層間的清理，以防止層間清理不干凈引起的焊接缺陷。
1.3罐底焊接存在的問(wèn)題
罐底中幅板的焊接存在最大的問(wèn)題是焊接變形。表現(xiàn)在：焊縫角變形、罐底的局部焊縫翹曲，底板局部凹凸度超標(biāo)、嚴(yán)重時(shí)，罐底會(huì)產(chǎn)生較大的波浪變形，致使罐底板幾何尺寸超標(biāo)。
2.壁板采用縱縫立焊技術(shù)
2.1工作原理
氣電立焊是九十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型焊接工藝。它采用專用藥芯焊絲、CO2氣體保護(hù)；采用循環(huán)冷卻水強(qiáng)制成形技術(shù)，焊縫正面用水冷滑塊，焊縫背面用水冷銅擋排或陶瓷襯墊；焊接小車(chē)攜帶焊槍和滑塊沿剛性軌道運(yùn)行，隨焊縫熔池的上升而同步上升，焊縫水冷強(qiáng)制一次成形，可獲得美觀的焊縫成形和優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量。該工藝的特點(diǎn)是：主要焊接垂直和接近于垂直位置的立向焊接接頭。焊接線能量大、中厚板可一次成形、施工效率高。與厚板焊接中的多層多道焊工藝相比，由于節(jié)約了多層多道焊工藝中每道焊接后的處理工序，使施工速度得到大大提高，在所有電弧焊方法中其焊接生產(chǎn)率為最高，生產(chǎn)效率提高十幾倍甚至幾十倍，它的焊接效率是手弧焊的30多倍，焊接板厚20mm 、長(zhǎng)2400mm的立縫，氣電立焊僅用20分鐘，而手弧焊要用10多個(gè)小時(shí)。能使儲(chǔ)罐施工周期大大縮短，目前在大型油氣罐等的建造中得到迅速推廣應(yīng)用。
2.2焊接技術(shù)要點(diǎn)
坡口加工不規(guī)則，造成坡口組對(duì)時(shí)不能達(dá)到氣電立焊焊接坡口要求，不規(guī)則的焊縫這樣造成檔塊未在焊縫中心，造成外側(cè)焊縫單邊咬邊，內(nèi)側(cè)焊縫在打磨之后形成內(nèi)深外窄的焊縫，當(dāng)焊接內(nèi)側(cè)焊縫時(shí)，當(dāng)焊絲伸到焊縫根部時(shí)，當(dāng)熔敷金屬還未填滿時(shí)，但熔孔已經(jīng)形成，滑塊自動(dòng)上移，造成內(nèi)側(cè)焊縫雙側(cè)未熔合，夾渣。
施焊中通過(guò)平整規(guī)則的坡口和均勻的組對(duì)間隙來(lái)保證焊接接頭裝配質(zhì)量，并通過(guò)提高背面清根打磨質(zhì)量來(lái)保證壁板縱縫的焊接質(zhì)量。
3.環(huán)縫采用自動(dòng)埋弧焊技術(shù)
3.1焊接技術(shù)原理
油罐環(huán)縫焊接采用埋弧自動(dòng)焊焊接技術(shù)，第一道環(huán)縫采用了傳統(tǒng)的單面埋弧自動(dòng)焊技術(shù)，第二道至第八道環(huán)縫采用了新技術(shù)雙面同步埋弧自動(dòng)焊接技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)采用五套雙面埋弧自動(dòng)焊機(jī)均勻分布完成環(huán)縫縫焊接，這種焊機(jī)屬于多功能焊機(jī)，還可以進(jìn)行單面埋弧自動(dòng)焊。高強(qiáng)鋼焊接選用遼寧錦泰JW-9焊絲和大西洋焊劑CHF-26H。低碳鋼和低合金鋼采用錦泰JW-1焊絲和SJl01焊劑。環(huán)縫采用雙面焊焊接后，焊道外觀成型優(yōu)美，無(wú)表面氣孔、凹陷和咬邊等缺陷。該浮頂油罐環(huán)縫總長(zhǎng)度為2008m，焊接工作量較大，采用雙面同步焊，生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量大大提高。
3.2焊接技術(shù)要點(diǎn)
坡口形式為“K”型坡口，坡口角度為45°，鈍邊為0～1mm，采用不對(duì)稱形式，焊接過(guò)程中，尤其是第一道環(huán)縫根據(jù)焊接工藝要求需進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱方法采用火焰預(yù)熱，將預(yù)熱用的火焰噴燈固定在離焊槍250mm的前方，先空車(chē)行走，預(yù)熱兩遍，焊接時(shí)再同步加熱，這樣才能保證預(yù)熱溫度。
4.罐底大角縫采用自動(dòng)角焊
4.1焊接技術(shù)原理
大角縫焊接采用了埋弧自動(dòng)角焊技術(shù)。在同行業(yè)焊接大角縫基本采用焊條電弧焊根焊技術(shù)和埋弧自動(dòng)焊填充蓋面技術(shù)。油罐角焊縫受力情況復(fù)雜，焊接質(zhì)量要求高。本次大角縫施工過(guò)程中全部選擇了自動(dòng)焊技術(shù)，焊接材料選擇錦泰JW-9焊絲和SJl01焊劑。由4名焊工使用2套埋弧自動(dòng)焊焊機(jī)在6天內(nèi)完成，焊道外觀成型美觀，不需打磨即可滿足要求，真空試漏、根部磁粉及表面磁粉檢驗(yàn)一次合格率均為100％，同時(shí)也減少了對(duì)焊工的需求量，勞動(dòng)強(qiáng)度也明顯降低。
4.2焊接技術(shù)要點(diǎn)
為了防止在根焊過(guò)程中，出現(xiàn)大量氣孔。應(yīng)該對(duì)仔細(xì)對(duì)進(jìn)行焊前的清理，并且把握好裝配尺寸，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行焊接。
5.結(jié)語(yǔ)
自動(dòng)焊焊接技術(shù)在大型浮頂油罐的現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)揮了巨大的作用，根據(jù)油罐的具體焊接結(jié)構(gòu)，充分利用各種自動(dòng)焊焊接技術(shù)，使焊接進(jìn)程加快，焊接質(zhì)量和效率明顯提高，減少了焊工的投入，節(jié)省了焊接材料，從而使施工成本顯著降低。施工實(shí)踐證明，高效的自動(dòng)焊接技術(shù)在大型油罐的施工建設(shè)中具有極高的推廣和應(yīng)用價(jià)值。 [科]
