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大型油品儲(chǔ)罐底板焊接變形控制

文檔作者：張志強(qiáng) 文檔來源：福建省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月16日
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《機(jī)電技術(shù)》2005年第2期
大型油品儲(chǔ)罐底板焊接變形控制
張志強(qiáng)
建省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司福建福州35001 1)
摘要：大型油品儲(chǔ)罐底板焊接變形的控制，關(guān)系著整個(gè)油罐制作安裝的成敗。本文以工程實(shí)例闡述了罐底板排版
設(shè)計(jì)、焊接工藝選擇、焊接施工程序控制的優(yōu)化配置，使罐底板焊接變形得到了有效控制，提高了罐底板施工質(zhì)量，同
時(shí)縮短工期、降低成本。獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：排版型式焊接工藝變形控制
中圖分類號(hào)：TG441．2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—4801(2005)02—118—04
0概述
目前大型油品儲(chǔ)罐的罐底板基于罐整體使用壽命和安全可靠性考慮，均采用全對(duì)接(帶墊板)接頭型式，這
種焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式無疑增加了焊接施工的技術(shù)難度。
我司在福建煉油廠新油庫區(qū)204單元4臺(tái)50000m 成品油罐工程施工過程中，通過罐底板焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、
焊接變形規(guī)律分析，焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)焊接模擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)到貨材料規(guī)格，進(jìn)行了罐底板排版設(shè)計(jì)，
采用了罐底中幅板“偶縱列丁字型排版法”、 “墊板預(yù)留收縮縫”、“藥芯焊絲CO 半自動(dòng)焊工藝”，形成了完
善的焊接施工技術(shù)方案，并且在施工過程始終嚴(yán)格執(zhí)行“焊接施工程序控制”，使油罐底板局部凹凸度平均值
≤27．48ram，最大變形量為標(biāo)準(zhǔn)允許值2／100L的65％，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。受到中石化北京設(shè)計(jì)院和福煉廠工程
質(zhì)量監(jiān)督站的高度評(píng)價(jià)和贊賞，該工程投產(chǎn)次年榮獲“福建省優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)”。
1罐底板排版設(shè)計(jì)
1．1焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析
儲(chǔ)罐底板由弧形邊緣板、中幅板、墊板組成。每臺(tái)油罐底板總重約195t，面積2850m ，接縫總長(zhǎng)約2400m，
包括墊板的對(duì)接、T型接頭，設(shè)計(jì)規(guī)范要求全焊透(帶墊板的對(duì)接接頭)o這種結(jié)構(gòu)要求對(duì)底板的相對(duì)自由膨
脹、收縮很不利，勢(shì)必加大底板與墊板之間的錯(cuò)位剪切應(yīng)力，容易造成波浪變形和扭曲變形。罐底板主要設(shè)
計(jì)參數(shù)(見表1)
表1 五萬m 成品油罐底板材質(zhì)、規(guī)格及重量
名稱 材質(zhì) 規(guī)格(mm) 數(shù)量(塊) 重量(t)
中幅板 SS41 8000X 1800X8 200 165．58
墊板 Q235AF 一100×8 2400 11 6．77
邊緣板 SPY 355 9500×1250×14 20 23．OO
1．2罐底板排版型式選擇
通常罐底板的排版型式有：條型、人字型、丁字型排版法。根據(jù)到貨材料規(guī)格，我們經(jīng)過分析對(duì)比，選
擇了“偶縱列丁字型排版法”(指面朝建北罐底縱向鋪設(shè)的中幅板列數(shù)為偶數(shù)的丁字形排板型式)o詳細(xì)參見
圖1 “底板排板圖比較”)o
1．3應(yīng)用這種排板法有以下特點(diǎn)：
1)與施工圖設(shè)計(jì)的“奇縱列丁字型排板法”相比，罐底板中心處為橫向列板，有利于中幅板貼緊“圓錐形”
基礎(chǔ)面，提高底板鋪設(shè)、定位焊速度，減少組焊變形。
2)罐底板焊縫布置較“人字型”或“條型”排板法合理，焊接應(yīng)力在整個(gè)底板分布較為均勻，底板變形相
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對(duì)較小。
3)中幅板“短縫”(各列中幅板之間的對(duì)接焊縫)，與“長(zhǎng)縫”(橫向排列、縱向排列中幅板之間的對(duì)接焊
縫)的長(zhǎng)度之比為2．25：l，短縫約占接縫總長(zhǎng)度的70％，按“先短縫后長(zhǎng)縫”的施焊程序，中幅板大部分接
縫都可以在處于相對(duì)自由膨脹收縮的狀態(tài)下施焊，使中幅板整體變形趨向于最小。
4)有利于展開工作面，只要中心板定位、劃線后，就可以由中間向兩邊兩側(cè)鋪設(shè)，方法簡(jiǎn)單，容易形成
流水施工作業(yè)面，提高鋪設(shè)效率。
原設(shè)計(jì)“奇縱列丁字型排版圖” 修改后“偶縱列丁字型排版圖”
圖1 罐底板排版圖比較
1．橫向排列中幅板 2．縱向排列中幅板 3．弓形邊緣板 4．清掃孑L底板
2焊接工藝選擇
1)焊接變形規(guī)律分析：由于焊接熱過程的局部性，瞬時(shí)性和移動(dòng)性，焊接應(yīng)力引起的焊接變形是必然存在
的。要控制焊接變形的大小，就必須找出它的主要影響因素，分析變形的方向，變形的量值和變形的規(guī)律，
通過選擇恰當(dāng)?shù)暮附庸に嚪椒?，進(jìn)行必要的試驗(yàn)和比較，編制合適的焊接工藝規(guī)程，使焊接應(yīng)力應(yīng)變趨于最
小。
2．}‘‘藥芯焊絲CO 半自動(dòng)
焊接工藝”最近在生產(chǎn)上得
到廣泛運(yùn)用，是因?yàn)樗暮?
接坡口角度少，焊縫截面積
小，既可以節(jié)省焊材又可以
提高焊接速度，同時(shí)焊接變
形相比較埋弧焊和焊條電弧
焊都要小。是一種高效率的
焊接新技術(shù)。
31通過可行性分析和焊
接工藝試驗(yàn)綜合論證：罐底
板焊接采用“藥芯焊絲CO
圖2中幅板短縫組對(duì)間隙限位卡具及各單元焊接順序示意圖
半自動(dòng)焊接工藝”，同時(shí)兼有焊條電弧焊的靈活性和埋弧自動(dòng)焊的高效性，又避免了埋弧自動(dòng)焊線能量大焊接
變形大，焊條電弧焊焊縫成形系數(shù)大效率低變形大的缺點(diǎn)。
4)采用“藥芯焊絲cO 半自動(dòng)焊接工藝”，罐底中幅板板厚僅8ram不必開坡口(I型坡口)直接窄間隙組對(duì)
施焊，可以減少中幅板的預(yù)制工序，節(jié)省時(shí)間，降低成本。同時(shí)，又有利于企業(yè)施工資源的優(yōu)化配置，提高
企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
3焊接施工程序控制
1)罐底板在施工過程必須始終嚴(yán)格執(zhí)行的施焊總程序?yàn)椋合葯M后縱，由中心向四周；先焊短焊縫，后焊
長(zhǎng)焊縫；焊工均勻分布，對(duì)稱同時(shí)同步，分段跳焊退焊。
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2)罐底板墊板自身的接頭可采用對(duì)接雙面焊，焊后表面應(yīng)磨平，確保與底板接觸間隙

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