大型儲罐壁板開口接管焊接變形控制

【摘要】大型儲罐廣泛使用石油化工等行業(yè)，由于儲罐壁板上接管焊接變形會對大型儲罐質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，因而需要對壁板接管焊接的變形采取控制措施；本文從大型儲罐壁板開口接管焊接變形控制需要注意的幾個方面進行了詳細(xì)的闡述，能對控制大型儲罐質(zhì)量產(chǎn)生有利地影響。

【關(guān)鍵詞】大型儲罐；接管焊接；變形控制

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，對石油產(chǎn)品的需求越來越多，國內(nèi)原油已經(jīng)滿足不了市場的需求，為了應(yīng)對可能帶來的市場風(fēng)險，國家宏觀上采取了原油儲備措施，因而在全國范圍內(nèi)，如：國家原油儲備鎮(zhèn)?；?、中石油獨山子配套項目、天津一體化項目等修建了大量的大型儲罐群，其單體容量基本已經(jīng)達到了十萬立方米以上。大型儲罐所儲存是國家重要的石油資源，為了保證資源儲存的有效性，因而施工要求高質(zhì)量。在整個儲罐的施工過程中，接管的焊接是非常重要的。需要實際操作對焊接后的尺寸嚴(yán)格控制，并達到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時應(yīng)該在操作的過程當(dāng)中注意操作的靜寂成本性。

1、大型儲罐壁板材質(zhì)及規(guī)格

大型儲油罐用鋼板采用材質(zhì)為12MnNiVR，其經(jīng)“焊接冷裂紋試驗”完全滿足大型原油儲罐對安全性和焊接性能的要求。而且其SPV490Q裂紋敏感系數(shù)Pcm較低，含有更低的P、S含量，有利于焊接操作；而且沖擊試驗取樣方向由縱向改為橫向，沖擊溫度由-10度改為-15度或更低，沖擊功顯著提高，因而能廣泛使用在大型儲油罐制作當(dāng)中。12MnNiVR其每張壁板規(guī)格為12566×2400×32mm，接管材質(zhì)為12MnNiVR，規(guī)格為φ711×18.5，均需要進行現(xiàn)場的制作；補強板材質(zhì)同樣為12MnNiVR，規(guī)格為δ=32mm。目前由于12MnNiVR的性能優(yōu)越已被全國范圍內(nèi)大量使用。

2、接管焊接變形控制要點

2.1嚴(yán)格按照施工圖紙要求施工

大型儲罐壁板開口接管焊接做為一項精密焊接施工，每一道工序都至關(guān)重要；實際中有很多需要注意的細(xì)節(jié)，首先我們在卷制好壁板上開孔時，需要放置在特制的胎具上進行開孔，特制的胎具也需要按照圖紙索引進行精心的制作。施工圖紙中設(shè)計人員對開孔方位和方向均有嚴(yán)格要求，操作人員需要按照施工圖紙要求施工。對于難以控制的孔的位置和尺寸操作人員可協(xié)同設(shè)計人員進行樣板的放大定位，測量出精確的尺寸，并且在施工現(xiàn)場進行按圖對照，隨意操作有可能造成施工無法進行。

2.2采取co2氣體保護焊

防變形措施常用的有很多種，但無論形式如何變化，其焊接的機理和焊接的要求是一致的。我們知道，焊接會產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，這種應(yīng)力有時會造成板材的變形，因此防應(yīng)力措施也是我們要考慮的現(xiàn)實問題；在大型儲罐壁板開口進行接管內(nèi)側(cè)焊縫的焊接時，由于壁板較厚同樣造成了焊縫輸入的熱量較大，我們需要對此做出防范措施或采用適當(dāng)?shù)氖┕な侄蝸磉M行，co2氣體保護焊所產(chǎn)生的熱量不足手工焊接的三分之一，因此采用手工焊接可能效果不盡人意，而采取小線能量的co2氣體保護焊操作對于大型儲罐壁板開口接管的焊接比較完美。

2.3對稱焊接的方式焊接

接管焊接時為防止板材變形，除了防止熱應(yīng)力之外，我們還要注意操作的適宜性，通常在一處焊接有可能造成另一端的材料發(fā)生扭曲的現(xiàn)象，因此我們需要采取對稱焊接的方式進行，以保持焊接產(chǎn)生形變力的均衡；這一操作不僅僅能維護板材變形的問題，同時也為后續(xù)安裝提供便利。焊接需要注意的另一個方面就是未接管焊接前，需要進行預(yù)熱操作處理，以保證焊接的效果和有效性，一般預(yù)熱溫度需要保持不低于100℃。

2.4接管焊接后整張壁板熱處理完的允許誤差

在儲罐底圈壁板的接管安裝完畢后，為了消除焊接應(yīng)力，需要及時對已焊接完接管的整張壁板進行熱處理，熱處理的方式可以選擇本場地的最佳適宜方法；作為一項嚴(yán)格的技術(shù)操作，這種處理十分必要，在實際熱處理操作中，需要把熱處理之后的復(fù)合件與標(biāo)準(zhǔn)件對比檢查，在一般情況下豎向間隙值不得大于1mm，而開口部位不得大于2.5mm；橫向間隙不得小于3mm，如果偏差較大，需要采取一定的彌補措施，避免因外力作用造成形變的加劇。

2.5注意防風(fēng)防雨措施

內(nèi)側(cè)焊接時，下雨不管是什么材料間的焊接，雨水都起到了使焊縫速冷的作用，會產(chǎn)生多種焊接缺陷，如脆裂、不溶、虛焊等；在惡劣的天氣下進行施工，需要注意接管焊接防止雨水的滲透，水分常常會使得焊接處產(chǎn)生大量的偽裝氧化層，接頭溫度急劇降低，增加接頭脆性，對焊接質(zhì)量直接造成損害；在大風(fēng)天氣操作也要注意焊接操作的質(zhì)量，以免操作時焊接的有效性喪失，對焊縫處造成負(fù)面的影響，產(chǎn)生氣孔或裂紋。

3、焊接防變形措施

3.1儲罐壁板上開孔以及焊接

儲罐壁板上開孔以及焊接是施工的重點也是施工的難點之一；我們通常采用適當(dāng)?shù)墓に嚭颓『玫牧鞒虂磉M行能確保施工的質(zhì)量；在一般的程序中，我們操作儲罐的開孔的場地是在預(yù)制好未安裝的壁板上進行的，壁板開孔較大，但壁板較薄，對材料效應(yīng)較強，相比較影響力和作用力也就較大，這時需要注意把握和防止壁板變形，同時，重力的作用同樣不可忽視，在操作過程中注意接管及補強圈自身重力對壁板的變形影響，一旦發(fā)現(xiàn)變形的發(fā)生可用外力采取柔和的方式進行適當(dāng)?shù)男拚?，切勿外力重?fù)粼斐砂婷娴钠秸苟仁艿接绊?，繼而使得卷曲操作時發(fā)生失誤。

3.2搭設(shè)臨時鋼平臺及安排

由于板材面積較大，需要在預(yù)制場地搭建一個較為穩(wěn)妥的操作平臺，一般采用平整夯實、水平誤差較小的鋼制硬板。鋼平臺的使用主要是用來擱置專用支架。專用支架的作用主要用于對壓制壁板兩端進行固定措施的實施，以保證焊接的有效性的目的。對接管內(nèi)側(cè)周圍采取縱橫交叉固定；先進行內(nèi)側(cè)焊接，后進行外側(cè)補強板焊縫的焊接。

3.3接管的焊接

開口接管的焊接一般采用的流程需要在操作前進行核實和考慮，通常我們先強行將各個組件進行控制定位。由于焊接時發(fā)生側(cè)移，會造成焊接的失誤，我們需要將焊接接管的壁板用卡具固定在特制的胎具上，胎具要穩(wěn)而且自身控制力要好；然后按壁板長度方向上用卡具將壁板和胎具固定。固定的方式可采用外力制約的方法進行，但用力切勿過大；同時在大接管下方使用千斤頂支撐，保持穩(wěn)定狀態(tài)，并可以用手力輕輕搖晃確定是否固定成功；接下來將壁板內(nèi)側(cè)接管縱橫交叉固定對接管周圍進行加工，穩(wěn)定性同樣經(jīng)過測試過關(guān)；具體到焊接技術(shù)的應(yīng)用上，我們焊接操作上提倡使用低線能量的co2保護焊進行焊接，由于壁板較厚同樣造成了焊縫輸入的熱量較大，我們需要對此降低熱應(yīng)力，即便如此，我們在焊接工藝完成以后，也要進行相應(yīng)的應(yīng)力消除，保證焊接質(zhì)量的完善。

3.4其他注意事項

焊接所需要制作拱形胎具，其作用是為了開孔以及接管的組對點焊位置的準(zhǔn)確性；胎具一般采用韌性較強的的材料，但要有足夠的剛性和穩(wěn)定性，既容易操作又能保證實用性。焊接完畢的壁板需要在消除焊接應(yīng)力之后進行細(xì)心的檢測，對照圖紙檢測尺寸是否合乎要求，偏離設(shè)計的要求有可能也是由于拱形胎具問題造成的，我們需要及時發(fā)現(xiàn)，以免批量錯誤的產(chǎn)生，影響成本經(jīng)濟的運行。

4、結(jié)語

大型儲罐質(zhì)量說小一點，關(guān)系產(chǎn)品自身的使用性能；說大一點關(guān)系到國家戰(zhàn)略方針的實現(xiàn)，這是我們實際工作中要時刻警醒到的。就針對于焊接工藝本身而言，儲罐壁板上接管焊接變形會對大型儲罐質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，因而需要對壁板接管焊接的變形采取控制措施，這是無容置疑的；我們需要在實際操作之中，遵循一定的技術(shù)規(guī)范和操作流程，不斷總結(jié)經(jīng)驗和創(chuàng)造新的防變形辦法，以保證大型儲罐質(zhì)量和實現(xiàn)國家宏觀構(gòu)想。

參考文獻

[1]吳德印.鋼制儲罐焊接變形原因分析及預(yù)防措施[J].科技資訊，2007（11）

[2]沈智慧.關(guān)于對鋼制儲罐焊接變形的探討[J].科協(xié)論壇（下半月），2008（02）

[3]曹慶海.球罐焊接裂紋的產(chǎn)生機理與預(yù)防措施[J].今日科苑，2009（04）

[4]孫霞，姜德林.壓力容器焊接常見缺陷的產(chǎn)生和防治措施[J].黑龍江科技信息，2011（03）