立式儲(chǔ)罐施工常見變形及其控制措施

李文(中石化河南油建工程有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

隨著我國(guó)石油儲(chǔ)備基地的快速建設(shè)，大型鋼制儲(chǔ)罐的建設(shè)將日益增多。目前我國(guó)使用最廣泛的是立式圓形儲(chǔ)罐，按罐頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式分為固定拱頂罐、內(nèi)浮頂罐、外浮頂罐三種。立式儲(chǔ)罐容積從幾百立方米至幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)立方米，體積龐大，因此，通常是把儲(chǔ)罐主體材料和各部件預(yù)制成半成品或成品，再運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。一般立式儲(chǔ)罐都有多層安裝焊接而成，安裝焊接方法視罐容和建設(shè)方要求會(huì)有所不同，如何確定恰當(dāng)?shù)陌惭b焊接工藝是有效控制儲(chǔ)罐變形是快速建造成合格產(chǎn)品的關(guān)鍵。

1 儲(chǔ)罐施工變形的原因分析

通過(guò)對(duì)大型常見儲(chǔ)罐變形部位和形式的對(duì)比，儲(chǔ)罐變形大多是由于罐板預(yù)制不合理、組裝反變形措施不力和焊接工藝措施不恰當(dāng)?shù)仍蛟斐傻模蠖鄶?shù)變形都出現(xiàn)沿焊縫周邊發(fā)生，如“T”型焊縫、焊縫返修部位，焊縫集中的補(bǔ)強(qiáng)板部位、應(yīng)力無(wú)法釋放部位均易發(fā)生變形。

由于組成儲(chǔ)罐鋼板的剛度差，壁板施工時(shí)常常會(huì)采用內(nèi)部脹圈、傘型架、弧板等工裝，以增強(qiáng)薄壁板剛度和便于成型 。組裝時(shí)常常通過(guò)罐板壁和工裝契子嚴(yán)密控制儲(chǔ)罐變形，因此，工裝幾何尺寸和數(shù)量多少是造成儲(chǔ)罐變形一個(gè)原因。

罐組裝時(shí)由于下料尺寸偏差或操作工人的技術(shù)能力差異，會(huì)出現(xiàn)組裝間隙不一致或用強(qiáng)力組裝現(xiàn)象，也會(huì)引起儲(chǔ)罐變形。 焊接時(shí)不合理的焊接順序和焊接工藝，不能有效的消除焊接應(yīng)力和附加應(yīng)力影響，也是引起儲(chǔ)罐變形的原因。綜上，儲(chǔ)罐施工變形的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1.1 罐板的預(yù)制

罐板的下料工藝不合適、尺寸出現(xiàn)誤差、罐板卷制過(guò)程直邊或弧度出現(xiàn)偏差切割造成的變形沒(méi)有及時(shí)矯正等都會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐安裝后發(fā)生變形。

1.2 儲(chǔ)罐組裝的施工工藝

儲(chǔ)罐由于直徑較大、板材厚度較薄，焊縫多，焊接量較大。施工過(guò)程若沒(méi)有采用排版、合理的焊接順序剛性固定、反變形等有效措施，極易造成儲(chǔ)罐變形，常見變形組裝不合適容易形成以下變形：一是底板局部便會(huì)產(chǎn)生起拱、鼓包顯現(xiàn)等，焊接應(yīng)力難以釋放；二是壁板縱縫、環(huán)縫局部會(huì)凹陷或者出現(xiàn)扁平。

1.3 焊接產(chǎn)生的變形

焊接線能量大時(shí)候焊接熱輸入大，板材局部加熱會(huì)使焊縫熱影響區(qū)受到影響，焊接熔池?zé)嵊绊憛^(qū)鋼板熱膨脹會(huì)受到限制，從而產(chǎn)生焊接變形。冷卻時(shí)，已發(fā)生變形部分又會(huì)受到周圍材料制約，限制其自由收縮從而產(chǎn)生變形。實(shí)際上焊接熔池凝固和焊縫周邊金屬冷卻收縮也會(huì)產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力，從而引起變形。可見，焊接順序安排不合理、焊接方法選擇不當(dāng)、焊接工藝參數(shù)不合適、焊接反變形措施不當(dāng)?shù)榷紩?huì)造成儲(chǔ)罐變形。

2 儲(chǔ)罐施工變形控制技術(shù)

儲(chǔ)罐施工變形控制大同小異，下面以2萬(wàn)立方米雙盤式浮頂儲(chǔ)罐為例進(jìn)行變形控制技術(shù)介紹。由于運(yùn)用采用機(jī)械頂升法倒裝施工方法可以大幅減少高空作業(yè)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且由于作業(yè)難度降低，有利于控制儲(chǔ)罐施工過(guò)程中產(chǎn)生的變形。同時(shí)可縮短工期，提高施工安全保證。施工中，依據(jù)需頂升的罐體重量，選用32個(gè)電動(dòng)機(jī)械10 t級(jí)千斤頂均布于罐壁四周，通過(guò)頂升脹圈以提升罐體。在提升罐體的同時(shí)進(jìn)行包邊角鋼、抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈、平臺(tái)盤梯支架及冷淋系統(tǒng)的安裝。

2.1 選取合適下料方法，嚴(yán)格控制罐板預(yù)制精度

下料、預(yù)制是控制儲(chǔ)罐施工變形的基礎(chǔ)及前提條件，要求嚴(yán)格認(rèn)真核對(duì)圖紙，排版圖必須經(jīng)施工單位技術(shù)總工及監(jiān)理單位審核合格后方可實(shí)施，同時(shí)避免下料尺寸出現(xiàn)誤差及罐板卷制過(guò)程中形成的直邊或弧度出現(xiàn)偏差。

2.1.1 罐板下料

罐壁板能采用機(jī)械切割機(jī)的盡量采用切割機(jī)，不能的可以采用等離子切割機(jī)或半自動(dòng)火焰切割，切割后要用角向磨光機(jī)清除氧化物，并磨出組裝的坡口。

(1)預(yù)制前，對(duì)鋼板的材質(zhì)、規(guī)格進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后才能下料預(yù)制，待用的鋼板應(yīng)放置平整，預(yù)制鋼板坡口應(yīng)無(wú)分層、卷邊、溶渣、油污等缺陷。

(2)罐壁板下料后用卷板機(jī)進(jìn)行卷弧，輥的軸線與壁板長(zhǎng)邊相互重直。壁板預(yù)制加工完成后，同時(shí)復(fù)核直線方向、弧度方面尺寸誤差是否符合要求。

(3)在壁板弧度加工中既要注意復(fù)核是否存在過(guò)度滾弧，又要防止壁板兩端出現(xiàn)平直段。對(duì)壁板兩端容易出現(xiàn)平直段的地方，可以采取襯墊板的方法滾圓，無(wú)法襯墊板的，加工后應(yīng)將不滿足弧度要求的部分割掉。

2.1.2 罐底板預(yù)制

罐底板預(yù)制前，排版圖的制作既要符合設(shè)計(jì)圖紙、也需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鋼板型號(hào)尺寸。排版圖制作完成后，應(yīng)復(fù)核是否滿足以下幾點(diǎn)：

(1)沿底板半徑方向的弓形邊緣板長(zhǎng)度最小應(yīng)達(dá)到700 mm。

(2)中幅板尺寸應(yīng)滿足長(zhǎng)2 m、寬1 m，測(cè)量邊緣板與中幅板任意兩條焊縫應(yīng)至少保持300 mm間距。

(3)罐底弓形邊緣板的尺寸測(cè)量部位如圖1所示，允許偏差應(yīng)符合如表1所示的規(guī)定：

表1 罐底弓形邊緣版尺寸允許偏差

圖1 罐底弓形邊緣板測(cè)量

2.1.3 罐壁板的預(yù)制

罐壁板應(yīng)根據(jù)排版圖的要求進(jìn)行預(yù)制，預(yù)制后復(fù)核以下幾點(diǎn)：

(1)每層壁板的立縫間距最小應(yīng)滿足300 mm，同時(shí)應(yīng)符合同向錯(cuò)開，間距不小于板長(zhǎng)的1/3的要求。

(2)底層壁板的立焊縫與罐底邊緣板的對(duì)接焊縫滿足不低于300 mm要求。

(3)包邊角鋼接頭焊縫與頂層壁板立縫間的距離，不低于200 mm。

(4)壁板預(yù)制加工的誤差應(yīng)控制在表2的加工要求范圍內(nèi)，如表2所示。測(cè)量部位應(yīng)符合如圖2所示的規(guī)定。

表2 壁板預(yù)制加工要求

圖2 壁板尺寸測(cè)量部位

2.1.4 浮頂?shù)念A(yù)制

浮頂?shù)牡装濉㈨敯孱A(yù)制要求同罐底板，浮頂?shù)倪吘壈孱A(yù)制要求同罐壁板，浮頂?shù)装搴晚敯孱A(yù)制后，應(yīng)用直線樣板檢查，水平度不應(yīng)大于4 mm。

2.1.5 構(gòu)件的預(yù)制

(1)抗風(fēng)圈等構(gòu)件預(yù)制成型后，用相應(yīng)樣板檢查，弧度方向間隙、翹曲變形量均不得超過(guò)允許范圍。

(2)采用加熱方法煨制加工的構(gòu)件，要控制好加熱溫度。

(3)預(yù)制浮頂支柱時(shí)，宜預(yù)留調(diào)整裕量。

2.1.6 鋼板預(yù)制檢查

鋼板預(yù)制完成后，直線方向用不低于1 m長(zhǎng)的樣板、弧度方向用不低于2 m長(zhǎng)的樣板進(jìn)行檢查。

壁板滾圓后，應(yīng)放在平臺(tái)上用適量長(zhǎng)度的樣板進(jìn)行檢查，其水平方向間隙不應(yīng)大于4 mm，壁板寬度方向檢查后間隙不超過(guò)1 mm。卷制好的罐壁板用胎具運(yùn)輸和存放。

壁板胎具制作如圖3所示。

圖3 壁板胎具制作圖

2.2 采取有效的控制變形組裝工藝

2.2.1 罐底組裝

底板鋪設(shè)前，應(yīng)以基礎(chǔ)圓心為基點(diǎn)畫出垂直平分線。根據(jù)審查合格的排版圖，以圓心為基點(diǎn)，按照由內(nèi)向外的順序進(jìn)行底板鋪設(shè)。第一塊鋪設(shè)在圓心位置，鋪設(shè)完成后，要校核其位置誤差范圍，誤差以水平方向和垂直方向不超過(guò)2 mm為合格。中心板鋪好后，找出中心線，并做出明顯標(biāo)志。鋪板時(shí)，應(yīng)確保搭接寬度、搭接間隙符合相關(guān)要求，三層底板重疊處位置應(yīng)將上層底板切角或打磨。在鋪板過(guò)程中，先點(diǎn)焊短焊縫。罐底板的鋪設(shè)須嚴(yán)格按照排版圖的要求進(jìn)行，以保證儲(chǔ)罐幾何尺寸的正確性，其變形的控制主要取決于焊接的順序及方法，焊接時(shí)應(yīng)從內(nèi)向外、從中間向兩端，先焊后長(zhǎng)。焊工對(duì)稱布置，采用跳焊或分段退焊，同時(shí)進(jìn)行[1]。

2.2.2 壁板組裝

為避免下料及預(yù)制中出現(xiàn)的誤差超標(biāo)，而導(dǎo)致儲(chǔ)罐在組裝焊接過(guò)程中出現(xiàn)變形。組裝前應(yīng)對(duì)壁板進(jìn)行復(fù)核，確保變形量在允許范圍內(nèi)。

罐壁組裝應(yīng)符合下列要求：

(1)不同壁厚壁板組對(duì)時(shí)，應(yīng)確證其內(nèi)壁平齊?？v向焊縫錯(cuò)邊量≤板厚1/10，且≤1.5 mm；壁板厚度≤8 mm時(shí)環(huán)向焊縫錯(cuò)邊量任何一點(diǎn)的錯(cuò)邊量均不得大于1.5 mm。壁板厚度＞8 mm時(shí)，任何錯(cuò)邊量均不得大于2 mm[1]。

(2)鄰近底圈壁板上端水平差及在整個(gè)圓周上任意兩點(diǎn)水平的允許偏差均應(yīng)符合規(guī)范要求。

(3)底圈板的鉛垂度誤差≤3 mm，其他各圈板的鉛垂誤差≤該圈壁板高度的0.3%[2]。

(4)壁板組裝焊接后，焊縫的角變形和局部凹凸變形用長(zhǎng)1 m的弧形樣板和直線樣板檢查。

2.2.3 第一圈壁板組裝

(1)將壁板放至預(yù)先安裝好的定位槽鋼的卡口內(nèi)，內(nèi)架支撐桿(φ76×4)固定(如圖4所示)，底部加楔塊固定，相鄰兩塊壁板間的縱縫使用“U型板”以控制立縫的角變形。U型板：主要應(yīng)用于罐壁立縫的控制變形，每道立縫間隔600 mm使用一組。

圖4 第一圈壁板組裝圖

(2)必須將第一圈所有壁板以及包邊角鋼全部組裝完成進(jìn)行點(diǎn)焊，支撐桿和“U型板”設(shè)置完成后，方可進(jìn)行立縫焊接，先焊外側(cè)后焊內(nèi)側(cè)，多名焊工對(duì)稱同時(shí)焊接，分段跳焊。由于整個(gè)罐壁板及包邊角鋼已形成為一個(gè)整體，同時(shí)支撐桿和“U型板”的應(yīng)用，可以有效控制罐體在焊接工程中的變形。

2.2.4 其余各圈壁板組裝

(1)機(jī)械頂升裝置安裝時(shí)，倒裝用電動(dòng)機(jī)械千斤頂應(yīng)平均布置在底板上，沿罐底板外緣圓周長(zhǎng)按不大于4 m的間距布置，要求脹圈、限位板、起升限位板、對(duì)口檔板等同步安裝。起升檔板采用單面焊，每個(gè)脹圈連接處的螺旋千斤處各加一塊。

(2)電動(dòng)機(jī)械千斤及附屬裝備調(diào)整就位調(diào)試完成后，進(jìn)行起升。起升時(shí)，一人操縱起升，0°、90°、180°、270°方位分別安排人員用2 m長(zhǎng)直尺測(cè)量升起高度。當(dāng)起升高度出現(xiàn)偏差時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)節(jié)。起升中出現(xiàn)≥50 mm較大偏差時(shí)，應(yīng)即刻停止，調(diào)節(jié)后，再繼續(xù)進(jìn)行。升起高度超過(guò)第二圈壁板高度25 mm左右時(shí)，應(yīng)停止起升。

(3)用吊車配合人工圍板，順序完成其余板的圍板。先完成立縫組對(duì)，組對(duì)時(shí)用U型板調(diào)整立縫間隙。立縫組對(duì)完后，進(jìn)行環(huán)縫組對(duì)，將第一圈壁板落下，進(jìn)行組對(duì)點(diǎn)焊。環(huán)縫組對(duì)時(shí)，錯(cuò)邊量不應(yīng)超過(guò)板厚的2/10并≤3 mm。

(4)第二圈板組對(duì)后，落下脹圈與壁板下部連接，組裝方法同頂層壁板。焊完立縫和平縫后，需對(duì)壁板的外觀尺寸和焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計(jì)相關(guān)要求。檢驗(yàn)合格后，遵照前二層的施工工藝和方法順序進(jìn)行剩余其他各層壁板的安裝。最下圈壁板的環(huán)立縫焊接完成后，落下脹圈與壁板下部連接。啟動(dòng)頂升設(shè)備，使罐升高160～200 mm，拆除墊塊，在底圈壁板定位線內(nèi)外安裝限位板，使壁板就位。焊接底圈壁板與罐底邊緣板的環(huán)向內(nèi)外大角焊縫時(shí)，焊工應(yīng)在罐內(nèi)外均勻?qū)ΨQ布置，同時(shí)沿同一方向分段退焊。

2.2.5 脹圈的制作、組對(duì)和安裝

倒裝法施工儲(chǔ)罐，脹圈不僅是提升罐體的主要機(jī)具，同時(shí)也能起到很好的控制變形的作用。脹圈的制作、組對(duì)和安裝脹圈也很重要，需根據(jù)罐壁內(nèi)徑分段預(yù)制，安裝時(shí)各段用液壓裝置把脹圈脹緊在罐壁上，脹圈截面取方形，由兩根槽鋼對(duì)焊而成(如圖5所示)。

圖5 脹圈

(1)脹圈的制作的弧度、撓曲對(duì)壁板的最終成型有很大影響，脹圈用滾壓好的槽鋼進(jìn)行分段制作。

(2)脹圈制作后在鋼平臺(tái)上采用邊加熱邊頂?shù)姆椒ㄐＵ?，校正合格后焊接成形，檢查合格后方可使用，否則會(huì)直接導(dǎo)致罐壁板的變形[3]。

2.3 罐壁板組裝工藝

2.3.1 先將下圈壁板貼在上圈已組焊壁板上進(jìn)行立縫的組對(duì)焊接工藝缺點(diǎn)

先不提升上圈壁板，而是先將下圈壁板貼在上圈已組焊完成的壁板上進(jìn)行立縫的組對(duì)焊接，焊接完成后提升上圈壁板進(jìn)行上下壁板的環(huán)焊縫組焊的不足有以下幾點(diǎn)：

(1)由于上下兩圈壁板不可能完全緊貼，同時(shí)壁板除底部外均未固定，此時(shí)進(jìn)行立縫的焊接，變形不易控制。同時(shí)壁板上部雖留出一段不焊，但其變形已很嚴(yán)重，使丁字焊縫處容易出現(xiàn)凹凸變形。

(2)下圈壁板立縫已焊接，壁板已產(chǎn)生了變形同時(shí)此時(shí)下圈壁板已成為一個(gè)整體，在這種情況下進(jìn)行上下圈壁板的組對(duì)，多處的壁板需切割修整以調(diào)整焊縫間隙，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行火焰切割，不僅會(huì)造成罐板變形同時(shí)焊縫間隙不易保證，影響焊接質(zhì)量。

2.3.2 首先提升上圈壁板，提升到位后在脹圈底部安裝限位鋼板的工藝

在本次20 000 m3浮頂油罐施工中，我們采取了以下的施工方法：

(1)首先提升上圈壁板，提升到位后在脹圈底部間隔400 mm左右焊接一個(gè)尺寸120×80 mm的限位鋼板，限位鋼板應(yīng)緊貼罐壁板的內(nèi)壁。不僅大大便于壁板環(huán)焊縫的組裝，同時(shí)能很好的控制環(huán)焊縫的角變形。

(2)此時(shí)進(jìn)行下圈壁板的圍板和組裝，壁板立縫、環(huán)縫組裝點(diǎn)焊完成后，設(shè)置“U型板”控制立縫變形，罐外壁環(huán)焊縫處設(shè)置小“U型板”控制環(huán)焊縫變形，底部加楔塊固定。此時(shí)先立縫后環(huán)縫進(jìn)行焊接，先焊外側(cè)后焊內(nèi)側(cè)，多名焊工對(duì)稱同時(shí)焊接，分段跳焊。由于整個(gè)罐體已形成為一個(gè)整體，同時(shí)自制簡(jiǎn)易機(jī)具的應(yīng)用，可以有效控制罐體在焊接工程中的變形。由于壁板是單獨(dú)組對(duì)，焊縫間隙容易控制。

小“U型板”用于環(huán)焊縫組對(duì)，通過(guò)與罐內(nèi)壁脹圈上焊接的限位鋼板的配合，不僅能很好的保證罐內(nèi)壁的平齊，同時(shí)很好的控制了環(huán)焊縫的變形。在環(huán)焊縫處每間隔400 mm布置一組。

2.3.3 壁板組裝質(zhì)量要求及檢測(cè)方法

為保證壁板組裝的質(zhì)量和更好的控制施工變形，壁板組裝檢查應(yīng)在焊接前后各進(jìn)行一次檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正或整改，以便于有效的控制組裝或焊接產(chǎn)生的變形，儲(chǔ)罐壁板組裝質(zhì)量允許偏差和測(cè)量工具詳如表3所示。

表3 儲(chǔ)罐壁板組裝質(zhì)量允許偏差和測(cè)量工具

2.3.4 浮頂安裝

在罐體組裝完成后進(jìn)行浮頂?shù)慕M裝，即浮頂在罐內(nèi)組裝。浮頂組對(duì)前，依據(jù)浮頂支柱的高度搭設(shè)臨時(shí)安裝平臺(tái)，在罐內(nèi)搭設(shè)角鋼平臺(tái)，如圖6所示。平臺(tái)橫梁為∠63×6，平臺(tái)立柱為φ60×4鋼管，高度為浮頂支柱高度，直徑為罐內(nèi)徑，橫梁間距為寬1.6 m，長(zhǎng)6 m。浮頂?shù)慕M裝在臨時(shí)平臺(tái)上進(jìn)行，用手工焊進(jìn)行拼接。

圖6 浮頂安裝臨時(shí)平臺(tái)搭設(shè)示意圖

浮頂?shù)牡装遢^薄，焊接過(guò)程中極易產(chǎn)生變形。故在浮頂?shù)装邃佋O(shè)完成后，大面積焊接前，應(yīng)先安裝桁架、環(huán)形隔板、徑向隔板等，將上述構(gòu)件與底板斷續(xù)點(diǎn)焊固定以形成一個(gè)整體，很好的控制焊接產(chǎn)生的變形。浮頂頂板亦須先與桁架、環(huán)形隔板、徑向隔板等點(diǎn)焊固定后進(jìn)行焊接[3]。

3 焊接變形的控制

為更好的控制變形，儲(chǔ)罐總體的焊接程序?yàn)椋?/p>

(1) 罐底邊緣板外邊緣0.3 m對(duì)接焊縫焊接；

(2) 罐底中幅板施焊采用先短橫縫，后長(zhǎng)縱縫；

(3) 頂罐壁板的立縫焊接；

(4) 包邊角鋼與壁板角焊縫、頂圈環(huán)縫焊接；

(5)上部第二圈壁板的立縫焊接；

(6)相鄰兩圈壁板間環(huán)縫焊接；

(7)重復(fù)5、6焊縫焊接；

(8)底圈壁板立縫焊接；

(9)底板與最下圈壁板相接的大角環(huán)焊縫焊接(內(nèi)外同時(shí)焊接)；

(10)邊緣板剩余對(duì)接焊縫焊接；

(11)罐底中幅板與邊緣板之間的收縮縫焊接。

3.1 罐底板的焊接

3.1.1 罐底板焊接適宜順序

為防止罐底板焊接變形，其焊接順序采用以下先后順序可以有效防止焊接變形：(1)邊緣板外側(cè)300 mm；(2)焊縫中幅板短焊縫；(3)中幅板長(zhǎng)焊縫；(4)邊緣板與壁板的內(nèi)外環(huán)焊縫；(5)邊緣板剩余平縫；(6)邊緣板與中幅板的收縮焊縫[4]。

3.1.2 跳焊法或分段退焊

焊接中幅板初層焊道時(shí)、采取跳焊法或分段退焊。由中心向四周，先焊短縫，再焊長(zhǎng)縫。

3.1.3 弓形邊緣板的焊接

為便于定位及安裝第一層壁板，應(yīng)先焊接最外沿部分0.3 m的焊縫。剩余的邊緣板對(duì)接焊縫的焊接、應(yīng)在罐壁與罐底相接的大角焊縫完成并在邊緣板與中幅板之間的收縮縫焊接前完成。宜采用焊工均勻分布、對(duì)稱施焊方法完成弓形邊緣板對(duì)接焊縫的初層焊。

3.1.4 收縮焊縫焊接

焊工應(yīng)對(duì)稱均勻布置、采取跳焊法或分段退焊法，完成邊緣板與中幅板之間的收縮縫焊接。

3.2 大角焊縫的焊接

3.2.1 焊工布置和焊接措施

底層壁板立縫施焊后，應(yīng)布置數(shù)名焊工在罐內(nèi)、外順同一方向?qū)Υ蠼呛缚p進(jìn)行分段退焊或者跳焊法完成。

3.2.2 大角焊縫反變形控制措施

大型儲(chǔ)罐的內(nèi)外大角焊縫焊接層數(shù)多，極易產(chǎn)生大角焊縫的角變形，造成弓形邊緣板向上翹起，故大型儲(chǔ)罐大角焊縫的焊接必須采取防變形措施。具體方法為沿罐內(nèi)壁間隔1.3 m左右設(shè)置支撐，同樣沿罐外壁間隔1.3 m左右設(shè)置定位板(如圖7所示)，可以很好的控制大角焊縫的角變形。

圖7 大角焊縫防變形措施

3.3 罐壁板的焊接

(1)罐各圈板按照先立縫、再環(huán)縫的焊接要求，立縫焊接前，焊接時(shí)先焊外部，再焊內(nèi)部。

(2)焊接時(shí)要沿同一方向、焊工應(yīng)均布。手工焊可采用分段退焊法或跳焊法。

3.4 浮頂?shù)暮附?/h3>

邊緣板應(yīng)先焊接立縫，后焊角焊縫。浮頂?shù)暮附樱扇『侠淼暮附禹樞蚝秃线m的焊接工藝來(lái)控制收縮變形，浮頂?shù)暮附禹樞蚺c罐底中幅板的焊接順序相同。

3.5 罐體附件的焊接

儲(chǔ)罐上各附件的焊接嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行，長(zhǎng)焊縫均采用多層焊接和分段跳焊法焊接。在浮頂及罐壁上焊接各種接管和加強(qiáng)板時(shí)，除采取剛性支撐定位外，還應(yīng)采取多層多道焊，以減少焊接應(yīng)力和變形。

3.6 罐體幾何形狀和尺寸檢查

儲(chǔ)罐組對(duì)、焊接施工完成后，需對(duì)罐體的幾何形狀和尺寸進(jìn)行測(cè)量，即檢查儲(chǔ)罐的變形情況，達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)方為合格：

(1)罐底板焊接后，其局部凹凸變形的深度不應(yīng)大于變形長(zhǎng)度的2%，且誤差≤5 cm。

(2)壁板的高差允許范圍≤設(shè)計(jì)罐壁高度的5‰，壁板鉛垂的允許誤差≤壁板高的4‰、并≤5 cm，罐壁上的焊疤應(yīng)打磨平滑。

(3)用直線樣板測(cè)量，船艙頂板的局部凹凸變形≤1 cm。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)我單位近年承攬到的17臺(tái)儲(chǔ)罐建造施工實(shí)踐，采用較為先進(jìn)的施工工藝以及各個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格控制預(yù)制、組裝、焊接，在預(yù)制階段控制好壁板的預(yù)制精度，組對(duì)安裝階段采用適當(dāng)?shù)墓ぱb固定措施，有效減少了組對(duì)誤差；焊接階段選擇正確的焊接工藝及焊接順序，并采取了有效的防變形工裝，將焊接時(shí)產(chǎn)生的變形控制在許可范圍，儲(chǔ)罐橢圓度及局部凹凸變形等各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保證了儲(chǔ)罐正常投產(chǎn)、安全使用。