金屬儲(chǔ)罐安裝過(guò)程中的變形及控制措施

郭 文

（云南建投第二安裝工程公司，云南 昆明 650033）

金屬油箱是石油化工行業(yè)的主要設(shè)備之一，然而在安裝金屬燃料箱期間，存在諸如燃料箱的圓度不夠或局部不均勻的問(wèn)題，這是燃料箱本身的性能問(wèn)題。如果金屬罐不太圓或部分不均勻，不僅浮頂不會(huì)正常上升和下降，而且罐的穩(wěn)定性也會(huì)大大降低。如果它位于金屬罐的底部，則不均勻的問(wèn)題可能導(dǎo)致低循環(huán)疲勞甚至破損，從而導(dǎo)致金屬罐的使用時(shí)間受到影響。為此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注油罐在安裝過(guò)程中出現(xiàn)的不均勻性和局部不均勻性的問(wèn)題，施工企業(yè)尤其要加以重視。

1 儲(chǔ)罐控制

罐壁的預(yù)制和質(zhì)量是由罐壁安裝的整體質(zhì)量所決定的，同時(shí)與實(shí)際的焊接工藝和施工方法也有著直接的聯(lián)系。預(yù)制罐壁應(yīng)預(yù)制，以匹配布局。每個(gè)壁的縱向焊縫應(yīng)該在同一方向上，然后逐個(gè)擴(kuò)展。所有相鄰面板的縱向間隙間距應(yīng)控制在300mm 以上。根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，當(dāng)忽略邊距時(shí)，水箱直徑不應(yīng)超過(guò)8m。如果水箱直徑在8 ～25m，水箱壁應(yīng)保持在30 ～50mm，易于減少焊接平衡。施工中，8mm 鋼板一般都是使用固定框架結(jié)構(gòu)，尺寸在150 ～300mm，通過(guò)以1 ～1.5m的間隔安裝12mm 鋼筋來(lái)加強(qiáng)支撐，選擇位于焊縫上方80 ～100m 的地方。金屬儲(chǔ)罐通常使用倒裝芯片方法構(gòu)造，倒裝芯片方法指定計(jì)算周期應(yīng)保持一定的剛度。在實(shí)際安裝過(guò)程中，請(qǐng)勿移動(dòng)工具的位置或角度，例如計(jì)費(fèi)環(huán)。因?yàn)槠畹某霈F(xiàn)會(huì)造成水箱水平出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。進(jìn)行組裝最后條帶過(guò)程中，需要將切割器的位置進(jìn)行有效地調(diào)整，才能降低因?yàn)樗渌叫D(zhuǎn)造成的偏差。此外，應(yīng)保留焊接以在裝配期間調(diào)整罐的橢圓度。當(dāng)縱向焊縫焊接到焊縫外的密封位置時(shí)，重約2t。環(huán)形鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)的功能是增強(qiáng)最終的加固，并在很大程度上避免其自身的圓形和深度焊接。

2 儲(chǔ)罐儲(chǔ)頂

目前，大多數(shù)儲(chǔ)罐的施工是由倒裝芯片法造成的，由于拱形會(huì)造成變形問(wèn)題。其中相應(yīng)的措施：安裝磁帶庫(kù)中，支架要是尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致圓頂出現(xiàn)變形。為此，支架安裝中，箱壁的表面應(yīng)布置成底座布局，并且標(biāo)準(zhǔn)上表面的高度可通過(guò)角穹頂液位計(jì)或連接管調(diào)節(jié)。支架的位置可以根據(jù)支架的安裝高度來(lái)確定，這可以防止底座傾斜以及下面的不平坦表面和圓頂。如果圓頂風(fēng)扇布局較寬，但不影響預(yù)制帶狀電弧，則扇形板大端的中下端在實(shí)際安裝過(guò)程中趨于下垂。根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)圓頂半徑與所有彎曲板的大端的比率＜15 時(shí)，將預(yù)先形成的緯紗調(diào)節(jié)到0，以防止預(yù)成形板的變形。圓頂?shù)男纬墒艿胶附禹樞虻挠绊?，因此，在安裝過(guò)程中，應(yīng)首先焊接圓頂和焊縫，然后焊接圓頂?shù)牡撞亢缚p。如果金屬的直徑相對(duì)較大，最好的方法是保留多個(gè)中心焊縫并將其用作收縮焊縫。在焊接其他徑向焊縫后，收縮焊縫保持連續(xù)重焊。通常，向心焊接使用反向焊接。大多數(shù)角度，拱頂和墻壁接縫均勻分布，旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)焊接。對(duì)于厚度＜8mm 的焊縫，凹槽是圓形的，沒(méi)有鈍邊。保留3 個(gè)50mm 位置，沒(méi)有凹槽，以確保環(huán)之間的間隙。單面焊接性好，后表面淺，相對(duì)均勻，可減少圓形接頭的局部變形，防止大面積變形。其余面板之間的焊接相對(duì)較硬，應(yīng)保持單槽和鈍槽的形式，并通過(guò)多層焊接方法（4 層厚度＞10mm，3 層厚度≤10mm），焊接線能量可以減少，受到焊接應(yīng)力以及變形的影響。因?yàn)橛拖鋾?huì)在現(xiàn)場(chǎng)采取焊接，其中焊接的條件很差，就需要使用工藝好的酸性電極，此時(shí)焊接的飛濺降低，同時(shí)才能讓焊接效果好。針對(duì)焊接縫是厚度≤10mm，要想讓焊接的變相減少，就需要采用3.2mm 的電極。要分析焊接變形和工作效率，焊縫厚度＞10mm，標(biāo)準(zhǔn)3.2mm 電極用于底部焊接和填充，標(biāo)準(zhǔn)4.0mm 電極用于焊接。

2.1 管道焊接質(zhì)量控制

工業(yè)金屬管道安裝過(guò)程中，對(duì)于管道的焊接質(zhì)量控制，需要結(jié)合相關(guān)規(guī)定來(lái)選派考核合格的人員，持證上崗，根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行焊接。焊接活動(dòng)結(jié)束后，焊縫周邊打上焊工代號(hào)鋼印，并做好記錄，為后續(xù)的跟蹤調(diào)查提供支持。通常情況下，壓力管道施工是在野外環(huán)境下進(jìn)行，由于外界環(huán)境不穩(wěn)定性，可能受到客觀因素影響到焊接質(zhì)量。所以，需要結(jié)合焊接工藝要求選擇合理的焊接設(shè)備，保證儀表和工裝符合要求，并對(duì)焊材烘干質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，符合要求后做好記錄工作，如果不符合則返工。

需要注意的是，焊接返修會(huì)出現(xiàn)反復(fù)加熱冷卻施焊部位的問(wèn)題，對(duì)于焊接質(zhì)量帶來(lái)不同程度上的影響。所以，需要加強(qiáng)焊接接頭返修進(jìn)行嚴(yán)格控制，分析缺陷產(chǎn)生的原因，選擇合理的返修工藝，盡可能一次返修成功，避免反復(fù)返修影響到焊機(jī)質(zhì)量。如果同一部位多次返修，需要重新選擇返修工藝，經(jīng)過(guò)專門技術(shù)人員檢驗(yàn)合格后方可返修。

2.2 焊縫外觀質(zhì)量控制

工業(yè)金屬管道焊接后，可能出現(xiàn)焊縫影響到管道外觀質(zhì)量，在具體焊接中不被重視，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)表面性缺陷、氣孔、咬邊、夾渣等質(zhì)量缺陷。對(duì)于咬邊問(wèn)題的產(chǎn)生，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，可通過(guò)補(bǔ)焊修磨后予以處理。氣孔危險(xiǎn)性同其他缺陷累加，影響到焊縫的致密性，是裂紋出現(xiàn)的源頭所在，對(duì)于工業(yè)金屬管道整體安裝質(zhì)量影響較大。表面線性缺陷包括未焊透、未熔合以及裂紋，導(dǎo)致管道承載力下降，加劇焊縫損壞。故此，在工業(yè)金屬管道安裝監(jiān)檢中，對(duì)于焊縫外觀質(zhì)量控制十分重要，應(yīng)該及時(shí)清理內(nèi)壁焊瘤，否則可能由于焊瘤摩擦產(chǎn)生火花，加劇安全事故出現(xiàn)。

2.3 無(wú)損探傷

無(wú)損探傷是工業(yè)金屬管道安裝監(jiān)檢控制的重要環(huán)節(jié)，可以在不損壞被檢測(cè)物體原有結(jié)構(gòu)和特性基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)可靠地探尋管道內(nèi)部缺陷。在具體操作中，需要嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行，但是，探傷工作開(kāi)展可能受到客觀條件限制。另外，結(jié)合管道級(jí)別和工況，由檢測(cè)單位確定檢測(cè)部位，提升檢測(cè)質(zhì)量。

2.4 焊后熱處理

管道焊接后，需要進(jìn)行充分的焊后熱處理，結(jié)合實(shí)際需要來(lái)選擇有效的熱處理工藝，將溫度和時(shí)間控制在合理范圍內(nèi)。熱處理后的焊接接頭測(cè)量硬度值，包括熱影響區(qū)和焊縫。另外，還要進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)和耐壓試驗(yàn)，在工業(yè)金屬管道安裝后檢驗(yàn)管道質(zhì)量是否符合要求，結(jié)合設(shè)計(jì)圖樣和相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，施工單位、建設(shè)單位和監(jiān)理單位共同檢驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行后續(xù)的嚴(yán)密性試驗(yàn)，保證各項(xiàng)參數(shù)符合要求。

3 儲(chǔ)罐底部控制

在焊接過(guò)程中，會(huì)嚴(yán)重影響底部的變形。分析其造成的原因，焊接順序是最重要的因素之一。在實(shí)際安裝和構(gòu)造中，罐底部的局部變形通常由收縮焊縫控制。對(duì)于中間腹板，一般要先進(jìn)行焊接短焊接，然后焊接比較長(zhǎng)的焊縫。焊接工藝的收縮，一般都是中板和側(cè)板之間。背焊可用于焊接操作。焊接中厚板時(shí)，應(yīng)短時(shí)間焊接短焊縫，然后焊接長(zhǎng)焊縫，第一次焊接最適合階段回流焊或跳焊。在側(cè)板焊接過(guò)程中，首先焊接部分的側(cè)焊（約300mm），并且焊接底板和側(cè)板與中間板之間的壁之間的焊接。在焊接收縮焊縫之前，焊接另一側(cè)板的對(duì)接焊縫和中間板的對(duì)接焊縫。對(duì)于彎曲邊緣板到接頭的第一層焊接工藝，最適合采用對(duì)稱焊縫均勻分布的方法，背焊或跳焊適用于收縮層的初始層焊接。焊縫縱向焊接到底壁后，焊縫時(shí)間焊縫焊接在接縫槽底部，并控制罐壁，此方法選擇分段焊接，焊縫的第一層通常采用階梯背焊或跳焊的形式。

4 金屬儲(chǔ)罐安裝方法

金屬儲(chǔ)罐的安裝主要是兩種方法，正裝法和倒裝法。正裝法是罐壁板按照從下到上的順序進(jìn)行焊接，最后針對(duì)頂層壁板、頂端包邊等完成焊接，其中有水浮正裝法、架設(shè)正裝法，主要是應(yīng)用于大型浮頂罐的安裝。外搭的腳手架正裝法，要使用吊車吊裝壁板，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。

5 結(jié)束語(yǔ)

鑒于圓柱形罐體本身的體積與相對(duì)較差的艙壁和剛度不成比例，有關(guān)部門和施工單位應(yīng)充分注意圓度和局部不均勻金屬罐的安裝過(guò)程。進(jìn)行實(shí)際的安裝中，施工工藝和安裝程序要科學(xué)、合理，同時(shí)焊接的技術(shù)需要有標(biāo)準(zhǔn)和要求。要想讓圓形儲(chǔ)罐安裝中將使用壽命提高，同時(shí)防止變形，就需要企業(yè)加以重視，只有這樣才能保證氣缸結(jié)構(gòu)和安裝過(guò)程，延長(zhǎng)使用壽命。