石油儲(chǔ)罐焊接中需要注意的問(wèn)題分析

陳 明

（大慶油田工程建設(shè)有限公司油田工程事業(yè)部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

我國(guó)是石油資源的消耗大國(guó)，目前國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油資源的需求，需要進(jìn)口大量石油資源，但對(duì)進(jìn)口石油的過(guò)濾依賴制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此需要加強(qiáng)對(duì)我國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)的研究，提高石油產(chǎn)量降低隊(duì)進(jìn)口石油的依賴，石油儲(chǔ)罐是石油集輸工藝中重要的大型設(shè)備，石油罐體體積較大，需要通過(guò)焊接的方式進(jìn)行連接和安裝，對(duì)儲(chǔ)罐焊接技術(shù)的研究，對(duì)我國(guó)石油技術(shù)的發(fā)展與提升有著十分重要的意義。

1 石油儲(chǔ)罐焊接中的問(wèn)題

1.1 石油儲(chǔ)罐壁板環(huán)縫焊接的問(wèn)題

石油儲(chǔ)罐壁板焊接的環(huán)縫焊接環(huán)節(jié)，是焊接工藝難點(diǎn)以及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)所在，該環(huán)節(jié)的焊接一半由多臺(tái)焊機(jī)同時(shí)進(jìn)行，多使用埋弧自動(dòng)平焊機(jī)進(jìn)行施工。受焊接設(shè)備以及焊接工藝特點(diǎn)決定，該方法很難讓焊道保持平整，多數(shù)呈現(xiàn)凹凸不平的狀態(tài)，焊道整體也呈現(xiàn)出波浪狀，存在許多質(zhì)量隱患[1]。如焊道形狀不規(guī)則，焊道中存在大量的麻坑、焊道形狀不良導(dǎo)致焊道中存在大量的夾渣等等問(wèn)題，此外在實(shí)際的施工中發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)焊穿漏焊的概率也較高。

1.2 石油儲(chǔ)罐壁板

石油儲(chǔ)罐壁板厚度較高，焊接多數(shù)使用二氧化塔立焊機(jī)，在進(jìn)行縱縫焊接時(shí)，由于焊機(jī)的最大焊接范圍極限與石油儲(chǔ)罐壁板厚度不匹配，導(dǎo)致無(wú)法一次性直接完成焊接，需要多焊接工藝進(jìn)行拆分，分為內(nèi)部焊接以及外部焊接兩個(gè)部分進(jìn)行。首先進(jìn)行外部焊接，焊接完成后對(duì)內(nèi)部未焊接位置進(jìn)行打磨隨后進(jìn)行內(nèi)部焊接，內(nèi)部焊接一般為30cm。上述工藝雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)石油壁板的完整焊接，但由于工藝拆分也導(dǎo)致了焊接不夠均勻，融合性較差、焊透性較差、咬邊根部焊道氣孔較多等問(wèn)題，降低了焊接質(zhì)量，直接影響了石油儲(chǔ)罐的整體強(qiáng)度[2]。

1.3 石油儲(chǔ)罐焊接變形問(wèn)題

石油儲(chǔ)罐的焊接是一項(xiàng)大型的焊接作業(yè)，整體施工周期較長(zhǎng)，焊接面積廣泛。因此在焊接過(guò)程中難以保證焊機(jī)溫度、電流等參數(shù)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致焊接性能差異從而出現(xiàn)了變形的問(wèn)題。為了解決和緩解變形問(wèn)題，一半需要采用夾具控制的方法緩解變形尺度，但該方法雖然在一定程度上解決了焊縫變形的問(wèn)題，但夾具拘束性較強(qiáng)同時(shí)不受人為控制，不能根據(jù)變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的力度調(diào)整，導(dǎo)致部分未知拘束性較弱，部分未知拘束性較大，最終改變了焊縫內(nèi)的參與應(yīng)力，導(dǎo)致焊接質(zhì)量變差。

2 石油儲(chǔ)罐焊接問(wèn)題的預(yù)防措施

2.1 石油儲(chǔ)罐壁板環(huán)縫焊接問(wèn)題的預(yù)防措施

首先針對(duì)焊接過(guò)程中第一遍焊接的形狀不理想，凹凸不平呈波浪形的問(wèn)題，應(yīng)采用對(duì)焊點(diǎn)位置矯正的方式進(jìn)行；首先應(yīng)根據(jù)焊接需求以及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件對(duì)電流進(jìn)行合理設(shè)置，并根據(jù)實(shí)際的焊接材料以及儲(chǔ)罐壁板材料調(diào)整焊接的電流、電壓、焊接速度，并對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行鎖定；其次，在開(kāi)始焊接后應(yīng)邊焊接邊對(duì)焊道進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，對(duì)存在形狀問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢查、調(diào)整。針對(duì)焊接過(guò)程中產(chǎn)生麻坑的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)坡口雜質(zhì)清理工作質(zhì)量，在焊接前對(duì)破口進(jìn)行充分的預(yù)熱，如果在充分清理以及預(yù)熱后焊接過(guò)程中仍出現(xiàn)了大量的麻坑，應(yīng)停止焊接再次進(jìn)行清理；最后針對(duì)中層焊道形狀不量的問(wèn)題，應(yīng)采用嚴(yán)格糾正焊點(diǎn)位置的方式進(jìn)行，必要時(shí)可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)大電流，加快焊接的速度。針對(duì)焊道中存在大量夾渣的問(wèn)題應(yīng)對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化以及效對(duì)，嚴(yán)格參照相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。將焊接的電流調(diào)整至480安、電壓調(diào)整為26伏，速度應(yīng)控制在55cm/min以內(nèi)。同時(shí)要注意坡口漏焊的檢查，并嚴(yán)格控制坡道焊接寬度，在發(fā)現(xiàn)坡口寬度過(guò)大時(shí)，可以采用手動(dòng)補(bǔ)焊的方式進(jìn)行[3]。

2.2 石油儲(chǔ)罐壁板縱縫焊接問(wèn)題的預(yù)防措施

焊透性較差是導(dǎo)致石油儲(chǔ)罐壁板焊接諸多質(zhì)量問(wèn)題的根本原因，針對(duì)此類問(wèn)題，首先應(yīng)將焊接熔深進(jìn)行調(diào)整，一般以坡口中心為參照進(jìn)行調(diào)整。焊接過(guò)程中根據(jù)實(shí)際的熔和情況對(duì)電壓進(jìn)行的調(diào)整。其次在焊接過(guò)程中，要實(shí)時(shí)對(duì)焊接熔池以及焊道的外觀進(jìn)行監(jiān)測(cè)與觀察，不斷的調(diào)整焊接參數(shù)，讓熔池平穩(wěn)的抵達(dá)坡口中心。如果出現(xiàn)咬邊的問(wèn)題可以適當(dāng)提高電壓，并對(duì)焊邊間隙進(jìn)行微調(diào)。如果出現(xiàn)熔池便宜的問(wèn)題可以將其移動(dòng)至中心位置，以此確保襯墊銅板溝槽與破口相合。在整個(gè)焊接過(guò)程中如果出現(xiàn)氣孔等問(wèn)題，可以使用角磨機(jī)、砂輪等打磨設(shè)備對(duì)氣孔位置進(jìn)行打磨，并仔細(xì)的清理周圍的銹跡，打磨后根據(jù)實(shí)際情況選擇是否采用手焊的形式進(jìn)行補(bǔ)焊。

2.3 石油儲(chǔ)罐焊接縫隙變形問(wèn)題的預(yù)防措施

焊縫變形會(huì)導(dǎo)致焊接位置應(yīng)力不平均，對(duì)石油儲(chǔ)罐的整體強(qiáng)度有著極大的影響，變形嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐強(qiáng)度降低，承壓能力不足，使用風(fēng)險(xiǎn)倍增，也嚴(yán)重的減少儲(chǔ)罐的使用壽命。此類問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因是地板焊縫縱向收縮導(dǎo)致地板出現(xiàn)了翹曲變形，讓地板局部蹭線波浪形狀的變形。目前采用槽鋼、夾具等措施對(duì)變形位置進(jìn)行效對(duì)，但如前文所述，該方法效果一般，同時(shí)容易改變焊縫應(yīng)力。需要采用其它工藝配合。如在內(nèi)外大角縫應(yīng)使用自動(dòng)埋弧焊機(jī)焊3～4遍，一般填充金屬少，大角縫變形少。大 角縫焊接中，若是焊道橫向收縮，便會(huì)導(dǎo)致大角縫發(fā)生角變形的 問(wèn)題。面對(duì)這樣的問(wèn)題，應(yīng)讓環(huán)向邊緣板向上翹起，使槽鋼焊接正 好處于邊緣板、內(nèi)壁之間，有效預(yù)防變形問(wèn)題的出現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

石油儲(chǔ)罐是重要的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備之一，石油儲(chǔ)罐的質(zhì)量直接決定了讓我國(guó)石油生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，同時(shí)石油儲(chǔ)罐設(shè)備生產(chǎn)和維修成本均較高，其焊接質(zhì)量與油田企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本也存在直接的關(guān)聯(lián)。文中對(duì)石油儲(chǔ)罐焊接中最容易出現(xiàn)的縱縫焊接問(wèn)題、焊接變形問(wèn)題以及環(huán)縫焊接問(wèn)題進(jìn)行產(chǎn)生原因分析并提出了相應(yīng)的優(yōu)化對(duì)策和建議，但策略均已補(bǔ)救措施為主，沒(méi)有從工藝根本上進(jìn)行解決，仍需要進(jìn)一步的研究和完善。