大型儲罐焊接技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展-畢業(yè)論文

1、大型儲罐焊接技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展摘要隨著石汕工業(yè)的發(fā)展，儲罐的大型化已經(jīng)逐漸成為一種趨勢，大型儲罐越多的運用 于原油，天然氣等的運輸工程。焊接是儲罐建造的主要程序，對儲罐的施工質(zhì)量具有決 定性的意義。本文主要介紹了儲罐的結(jié)構(gòu)和特點，我國大型儲罐的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，大 型儲罐的焊接方法，儲罐焊接過程中容易產(chǎn)生的缺陷，及儲罐的焊接質(zhì)量控制：焊接過 程中控制和焊后控制的一般方法，大致列出了大型儲罐焊接必須要掌握的一般方法和步 驟。關(guān)鍵詞：大型儲罐，焊接，質(zhì)量控制，焊接方法目錄hus i第二章概論22.1大型立式儲罐焊接簡介22.2儲罐大型化的優(yōu)點22.3我國儲罐焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2第三章儲罐常用焊接方法及工

2、藝43. 1儲罐結(jié)構(gòu)特點43. 1. 1拱頂油罐的基本結(jié)構(gòu)43. 1.2內(nèi)浮頂油罐的結(jié)構(gòu)63.1.3浮頂儲罐的結(jié)構(gòu)73.2儲罐常用的焊接流程83. 2.1拱頂儲罐的焊接流程81. 1罐底板的焊接800000 1.2罐壁板焊接91.3大角縫焊接93.2.2浮頂儲罐的焊接流程93.2. 1罐底板的焊接93. 2. 2. 2壁板對接焊縫的焊接103. 2. 2. 3大角縫焊接112.4浮頂焊接113.3儲罐焊接方法111埋弧自動橫焊113.3.2埋弧自動角焊123.3.3氣電立焊133.3.4 c02氣體保護焊14第四章大型儲罐焊接技術(shù)發(fā)展趨勢164.1建造大型儲罐的趨勢164.2施工技術(shù)174.3

3、儲罐焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢18觸語21鈣» 22第一章前言當(dāng)今世界，能源已成為一個極其尖銳的問題，世界各地矗立著大大小小的儲罐，各 種焊接方法在儲罐焊接中的應(yīng)用得到了前所未冇的發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人 民牛.活水平的提高，能源消耗急劇增長，石油和成品油的需求劇增。目前我國己變成石 油進口大國，石油己成為國家重要的戰(zhàn)略物資，它直接關(guān)系到我國的經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn) 定增和國家安全，增加原油儲備迫在眉睫，因此，我國對國家石油儲備庫和成品油庫的 建設(shè)給予了高度重視，我國規(guī)劃在未來幾年將建成數(shù)千萬立方米的石油戰(zhàn)略儲備能力， 分期進行建設(shè)。目前，我國大型儲罐的施工建設(shè)進入了一個新的高速發(fā)展期。第

4、二章概論2.1大型立式儲罐焊接簡介大型立式儲罐是石油化工行業(yè)非常重要的儲運設(shè)備，越來越多地用于原汕、成品 油的儲運工程。立式儲罐是現(xiàn)場用組裝焊接的大型容器，焊接工作量非常人，焊接效率 對儲罐的建造速度和質(zhì)量具有決定性意義。因此，儲罐的高效率焊接越來越受到重視， 許多高效焊接技術(shù)在儲罐施工中得到推廣應(yīng)用，儲罐高效焊接設(shè)備和焊材國產(chǎn)化方面也 有很大的進步。高效焊接技術(shù)是指與常規(guī)的焊條電弧焊相比，熔敷效率高、焊接速度快、 操作方便且易于自動化的焊接技術(shù)，其特點是生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好、節(jié)約能源。人型立式儲缸的主要結(jié)構(gòu)形式是拱頂儲罐和浮頂型儲罐，其主體安裝方法有正裝 法和華裝法。高效焊接方法的選擇與儲

5、罐材質(zhì)、厚度和安裝方法密切相關(guān)，大型浮頂儲 罐的施工中，主要采用倒裝法組裝，仍以焊條電弧焊為主，但自動焊也得到了推廣應(yīng)用。 目前，儲罐施工應(yīng)用最多的高效焊接方法有：埋弧自動焊（包括橫焊、平焊和角焊）、 氣電立焊和002氣體保護焊等。本文就拱頂型儲罐和浮頂型儲罐的建造，介紹應(yīng)用在大 型儲罐現(xiàn)場焊接施工屮的高效焊接技術(shù)。2.2儲罐大型化的優(yōu)點通過大量大型儲罐的設(shè)計、建造和使用發(fā)現(xiàn)，采用大容量油罐儲油具有節(jié)竹鋼材、 減少古地面積、方便操作管理、減少油罐附件及管線長度和節(jié)省投資等優(yōu)點。經(jīng)過測算 和比較，在總庫容相同的情況下，由大型油罐組成的罐組比小型油罐組成的罐組節(jié)省投 資。以某個300萬立方米的原油

6、戰(zhàn)略儲備庫為例，采用20座15x 10w油罐的方案比30 座10x10w油罐的方案可節(jié)約投資近1億多元，經(jīng)濟效益非常明顯。而從目前國內(nèi)外 的經(jīng)濟發(fā)展及國家需要建設(shè)大量的大型儲備庫情況來看，我國油罐生產(chǎn)的大型化，將成 為發(fā)展的趨勢。2.3我國儲罐焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外在大型浮頂儲罐的建造中，罐體普遍采用自動焊工藝，技術(shù)己相當(dāng)成熟。我 國在上世紀80年代初就引進了大型自動焊接技術(shù)及設(shè)備，部分技術(shù)裝備也實現(xiàn)了國產(chǎn) 化。但在拱頂儲罐的施工中，國lal主要采用的焊條電弧焊，自動焊應(yīng)用較少。目前，儲 罐施工應(yīng)用最多的焊接方法是焊條電弧焊和埋弧自動焊（包括橫焊、平焊、角焊）蘇次 是c02氣電立焊。此外，實芯

7、或藥心焊絲的c02/mag氣體保護自動焊和半自動焊也得到 應(yīng)用，但應(yīng)用范圍還比較窄。第三章儲罐常用焊接方法及工藝3.1儲罐結(jié)構(gòu)特點3. 1. 1拱頂油罐的基本結(jié)構(gòu)拱頂油罐的基木結(jié)構(gòu)由罐壁、罐頂、罐底及油罐附件組成。拱頂油罐的罐壁圈板 縱向焊縫一般為對接形式，環(huán)向焊縫中，小容量油罐一般采套筒式，大容量油罐一般為 混合式。罐壁鋼板必須滿足強度要求，還要滿足穩(wěn)定性要求。拱頂油罐的罐頂結(jié)構(gòu)有兩種形式：一是球形拱頂罐，拱頂截面呈圓弧拱，它具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便等優(yōu)點，在汕 庫上較為常見；另一種是錐形拱頂罐，拱頂與罐壁間用小圓弧過渡連接，它兵有承壓能 力高等優(yōu)點，但因施工困難，在油庫中較為少見。00000

8、000000000 拱頂油罐罐底的結(jié)構(gòu)形式拱頂油罐的底板一般有兩種結(jié)構(gòu)形式，底板的屮間部分稱屮幅板，邊緣的部分稱邊緣板。汕罐直徑d12.5m吋，一般采用矩形中幅板和邊緣組成的排版形式；當(dāng)油罐直徑d12. 5m時，采用固邊為弓形邊緣板組成的排版形式。11111111111111 拱頂油罐罐壁的結(jié)構(gòu)形式罐壁是油罐的主要承載構(gòu)件，罐壁圈板由多塊鋼板焊接而成。們之間的焊縫(縱焊縫)采用對接連接，各圈罐壁的縱向焊縫應(yīng)錯開，其間距應(yīng)不小于500mm,對接連接的鋼板若厚度大于6mm必須開坡口。罐壁主要受儲液靜壓力的作用，儲罐的圓筒形罐壁承受的儲液靜壓力如圖3-1所示，此靜壓力連接三角形分布，由上至下逐漸增大

9、，故罐壁厚度也應(yīng)由上至下逐漸增厚。在目前制作中，罐壁板主耍采用對接焊縫形式，很少采用搭接。銪液壓力鏞液圖3-1罐壁承受的儲液靜壓力22222222222222 拱頂油罐罐頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式在容積小于10000m3的油罐中，拱頂油罐是最常用的(如圖3-2所示)，拱頂是一 種自支承式的罐頂，形式近似球而，靠拱頂周邊支撐于焊在罐壁上的包邊角鋼上， 球面由屮心蓋板和瓜皮板組成如圖3-3所示。瓜皮板一般做成偶數(shù)，對稱安排板與 板之間相互搭接，搭接寬度不小于5倍厚il不小于25醐。實際上搭接寬度多采用 40miii,罐頂?shù)耐鈧?cè)應(yīng)采用連續(xù)焊，內(nèi)側(cè)間斷焊。屮心蓋板瓜皮板包邊角鋼圖3-3拱頂油罐頂結(jié)構(gòu)3.1.2內(nèi)浮頂

10、油罐的結(jié)構(gòu)內(nèi)浮頂油罐體外形結(jié)構(gòu)與拱頂油罐大體相同（如圖3-4所示），與浮頂油罐相 比較，它多了一個固定板。這對改善汕品調(diào)度的儲存條件，特別是對防止雨水雜質(zhì) 進入油罐各減緩密封圈的老化有利。同時，內(nèi)浮頂也能有效地減少油品損耗。所以， 內(nèi)浮頂油罐同時兼有閻定油罐和浮頂油罐的優(yōu)點。閣3-4閃浮頂罐3.1.3浮頂儲罐的結(jié)構(gòu)浮頂儲罐是目前國內(nèi)外在大中型油罐中最常見的一種結(jié)構(gòu)型式。它是由浮在罐內(nèi) 液體介質(zhì)表面的浮頂和立式圓筒形罐壁，罐底及附件構(gòu)成。浮頂直接浮在液面上，隨著 罐內(nèi)儲液里量的增加或減少而上下浮動。浮而儲罐的容積都比較大，國外己建成容積為 20萬m3的巨型儲罐。我國最大的儲罐容積為12. 5萬h

11、i3。罐底：浮頂儲罐的罐底排版方式與拱頂儲罐基本相同，但邊緣板不采用條形板，對 于10萬m3及以上浮頂儲罐的罐底中幅板，采用帶墊板的對接焊縫形式。罐壁：采用對接焊縫，焊縫內(nèi)表面要打磨光滑，防止劃損浮頂密封裝置。浮頂儲罐 上部為敞口，為增加壁板剛度，提高抗風(fēng)載能力，罐壁頂部需設(shè)置抗風(fēng)圈和加強圈。浮頂：其結(jié)構(gòu)型式有單盤式和雙雙盤式。單盤式浮頂是由環(huán)形船艙和圓形單盤頂板 所構(gòu)成，均由鋼板拼焊而成。0前，我國應(yīng)用最廣泛的是單盤式浮頂儲罐，其結(jié)構(gòu) 如圖3-5所示。圖3-5單盤式浮頂儲罐1球:底極；23汴船；4球甓；5衿動浮梯；6-中盤極；7加強閣；8抗w閣3.2儲罐常用的焊接流程 3. 2.1拱頂儲罐的

12、焊接流程3. 2. 1.1罐底板的焊接罐體底板的焊接應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)，以保證其凹凸度。(1) 底板和邊緣板應(yīng)分ix域焊接(2) 邊緣板的焊接，首先焊接靠外緣300mm處的焊縫，其余部位的焊接應(yīng)在罐壁板連接 的角焊縫焊完后且邊緣板與中幅之間的收縮縫末焊接前完成。同時為分布焊接應(yīng) 力，邊緣板的初層焊宜采取焊工均勻分布，對稱施焊的方法進行焊接施工。(3) 中幅板的焊接，先焊接短焊縫，后焊接長焊縫，有較多焊縫平行排列時，應(yīng)隔一道 焊一道，焊縫兩頭預(yù)留100mm不焊，待通長縫焊接完成后再焊接。為防止變形，初 層焊道應(yīng)采用分段退焊或跳焊法。通長縫焊接時，應(yīng)使用槽鋼及龍門板進行加w， 以減小變形。(4) 龜甲

13、縫的焊接，龜甲縫的焊接應(yīng)在屮幅板焊縫，邊緣板對接縫，人角焊縫焊接完成 后施焊，可以使中幅板焊接吋的焊接應(yīng)力從里向外沿四周均勻分散，從而減小中幅 板呈波浪狀的變形。罐底中幅板(5) 焊接流程為：邊緣板外300mni焊接(在第一圈壁板安裝之前焊完)一-焊接一一邊緣板焊接(待大角縫焊接完)一一龜甲縫(指罐底邊緣板與中幅板之間 焊焊縫)焊接。3. 2. 1. 2罐壁板焊接(1) 罐壁板焊接的總流程先焊相鄰兩圈板的立縫，后焊其環(huán)焊縫。焊接時應(yīng)注意焊接 點均勻分布，以減少變形。當(dāng)焊完相鄰兩圈壁板的縱焊縫后，再焊其間的環(huán)焊縫； 先焊外側(cè)焊縫，再焊內(nèi)側(cè)焊縫，在焊接a側(cè)前，應(yīng)消根(使用碳弧氣刨消根并砂輪 打磨)

14、(2) 壁板縱縫焊接采用焊條電弧焊或氣體保護焊工藝，分段退焊。壁板縱縫下端留 出50 100mm。在環(huán)縫組對后焊接。(3) 壁板環(huán)縫焊接主要采用焊條電弧焊，多層多道焊。對于板厚10mm以上的環(huán)縫， 也可采用埋弧自動橫焊工藝，由多臺焊機給罐壁四周對稱均布(參見圖3-9所示)。 同一方向施焊，自動焊前，內(nèi)側(cè)用焊條，電弧焊進行封底焊接。3.2. 1.3大角縫焊接3.2. 人角縫(指底圈罐壁與罐底邊緣板之間角焊縫)應(yīng)在壁板焊縫全部焊接完，龜甲縫 焊接前進行焊接。先焊內(nèi)側(cè)焊縫，后焊外側(cè)焊縫。3.3. 焊條電弧焊施焊時，采用分段退焊法，焊工對稱均勻沿同一方向施焊；當(dāng)采用自動 焊時，多臺焊機應(yīng)沿罐周圍均布，

15、同一方向施焊。3.2.2浮頂儲罐的焊接流程(1) 1罐底板的焊接3.2. 合理的使用剛性固定法將罐底板按排版方式鋪設(shè)完畢，用卡具連接。實踐證明，若將其全部定位焊，那么 正式焊接時，焊接應(yīng)力將無法釋放，導(dǎo)致很大的周部凹凸變形。所以需焊上哪塊， 就只對該板進行定位焊，然后拆除卡具。這樣可使整個底板呈自由狀態(tài)，焊后的應(yīng) 力可自由釋放而不至于集中在某一點而引起變形。3.3. 焊接流程采用以中心向兩端擴展的焊接流程：先焊接短焊縫(橫向)，使鋼板連成長條，暫 不與邊板焊接，然后再焊接縱向焊縫，流程也是由中心向兩端焊接(參見圖3-6)。長焊縫(縱向閣3-6罐底板焊接流程短焊縫 (橫向)(4) 焊接方法應(yīng)盡量

16、采用較小熱輸入以減小焊接變形，故采用(：02氣體保護焊并將焊接電流控制 在下限值。施焊時，采用跳焊或分段退焊法(參見圖3-7)。12344231-'<) ) 3 7 ) jj y焊縫增長方向(a)分段ic c cl c c <c < c <7悍縫増長方向(b)跳焊圖3-7分段返焊與跳焊示意圖3. 2. 2. 2壁板對接焊縫的焊接與拱頂儲罐壁板對接焊縫的焊接流程基本相同。壁板縱縫焊接：如圖3-8所示，壁板厚度lornm以上縱縫采用氣電立焊工藝，自下 向上焊，縱縫上端加熄弧板。小于25mm的壁板為v型坡口，可一次焊接成型；25mm 及以上縱縫為x型坡u，雙面焊接。為

17、防止焊接熔池內(nèi)的鐵水從下部流失，焊接前 需在第一節(jié)壁板縱縫下端300mm和其它各圈縱縫下端50-70mni范圍采用焊條電弧焊 焊接一段作為托底焊道。壁板厚度loinm以下縱縫采用焊條電弧焊或c02氣體保護焊。壁板環(huán)橫縫焊接：壁板厚度lonini以上環(huán)縫，采用埋弧自動橫焊工藝，k型坡口，多 層多道雙面焊，由多臺埋弧橫焊機沿罐壁圓周對稱均布，同一方向施焊，見圖3-9所示。壁板環(huán)縫在罐內(nèi)側(cè)坡門點焊，組對間隙大于1i時，內(nèi)側(cè)進行封底焊接。b坪接電源圖3-8立縫自動焊機布置圖a-喵焊機b-煤接電源圖3-9環(huán)縫自動焊機及電源布置圖3. 2. 2. 3大角縫焊接大角縫焊接在第三四（或二三）圈壁板焊縫全部焊接

18、完、龜甲焊接前進行。其 余與拱頂儲罐的焊接程序基本相同。3. 2. 2.4浮頂焊接（1）浮頂?shù)装鍨閹О褰Y(jié)構(gòu)，呈“人”字形排布，為搭接接頭形式，采用焊條電弧焊或半 自動co2氣體保護焊。施焊原則與罐底基本相同。（2）焊接流程：浮頂?shù)装逡灰诲g環(huán)板、外邊緣板一一隔板一一浮頂框架、桁架一一由 中心向四周逐艙焊接一一支柱套管、附件。3.3儲罐焊接方法人型立式儲罐的主要結(jié)構(gòu)形式是拱頂型儲罐和浮頂型儲罐，其主體安裝方法有 正裝法和倒裝法。高效焊接方法的選擇與儲罐材質(zhì)、厚度和安裝方法密切相關(guān)，大 型浮頂儲罐直徑大，鋼板厚，罐體施工普遍采用正裝法組裝、自動焊焊接的工藝方 法，技術(shù)己相當(dāng)成熟：在拱頂儲罐的施工中

19、，主耍采用倒裝法組裝，仍以焊條電弧 焊為主。目前，儲罐施工應(yīng)用最多使用焊接方法有：埋弧自動焊（包括橫焊、平焊和 角焊）、氣電立焊和（：02氣體保護焊等。3.3.1埋弧自動橫焊埋弧自動橫焊是大型儲罐建造中應(yīng)用最早的高效自動焊方法，主要用于正裝法 施工的浮頂儲罐的罐壁環(huán)焊縫。近年來，在倒裝法施工的拱頂儲罐屮也得到推廣應(yīng)麵收機%用。3.2. 儲罐正裝法施工埋弧自動橫焊裝置大型浮頂儲罐由于壁板較厚、直徑大，環(huán)焊縫的焊接量相當(dāng)大，因而應(yīng)用高 效自動焊技術(shù)意義重大，目前w內(nèi)外普遍采用高效埋弧自動橫焊方法。埋弧自動 橫焊機由機頭、送絲機、焊劑托送機構(gòu)、焊劑回收裝置、焊接電源、焊接行走機 架、驅(qū)動機構(gòu)和控制系

20、統(tǒng)組成，機架的行走速度即是埋弧白動橫焊的焊接速度。 焊接時，焊接行走機架吊掛在儲罐壁板上，壁板上端作為焊接行走軌道，行走驅(qū) 動機構(gòu)安裝在行走機架的上部，驅(qū)動焊接 行走機架沿罐壁板上端行走，焊劑托送機 構(gòu)的傳送帶靠托輪與壁板緊貼被動轉(zhuǎn)動， 方向與焊接機架運行相反。適應(yīng)不同的板 寬需要，機架一般制作成伸縮式。施焊吋， 先焊接焊縫外側(cè)，外側(cè)焊接結(jié)束后，即進 行內(nèi)側(cè)焊前處理，然后采用同樣的焊接方 式焊接內(nèi)側(cè)。焊絲一般選用2 4mm, 焊接效率高，成本低。圖3-10所示為儲罐正裝法施工用的 埋弧自動橫焊示意圖。由于焊接部位在機 架的下部，焊劑回收桶安裝在機架頂部， 所以采用大功率負壓式焊劑桶就可以實現(xiàn)

21、焊劑的回收/送給自動循環(huán)。在這一點上, 倒裝儲罐自動橫焊裝置就不易實現(xiàn)。閣3-10正裝儲罐埋弧自動橫焊示意閣為減少焊接機架的內(nèi)外吊裝次數(shù)，提高焊接效率，目前己有公司研制出了雙而焊 不在正裝儲罐環(huán)焊縫埋弧自動焊機。一套裝置，pj外各設(shè)置了一套焊接系統(tǒng)。3.3. 儲罐倒裝法施工埋弧自動橫焊裝置近年來，國內(nèi)一些公司在借鑒儲罐正裝埋弧自動橫焊技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)應(yīng) 用了儲罐倒裝埋弧自動橫焊設(shè)備與工藝，主耍用于拱頂儲罐罐壁的環(huán)焊縫，焊接 效率高，是焊條電弧焊的4倍，但這種工藝方法適合lomrn以上的中厚板。當(dāng)壁板較薄時，一是焊縫收縮變形較大，儲罐環(huán)縫形式比較明顯的掐腰；二是焊縫采用焊條電弧焊或（：02半自

22、動焊進行打底后，焊縫剩余焊接量較少，采用埋弧自動橫焊不經(jīng)濟，效率沒有明顯的提高。因此，儲罐倒裝法施工埋弧自動橫焊用于2萬m3以上儲罐的焊接比較經(jīng)濟。3.3.2埋弧自動角焊大型浮頂儲罐的鋼板厚度大，罐底邊板與壁板大角縫的焊接工作量很大，焊接 質(zhì)量耍求高。焊接施工采用的是焊條電弧焊+埋弧自動角焊的組合工藝。罐底大角縫的 埋弧自動角焊工作原理見圖3-11。焊接小車依靠行走在罐底邊緣板上的三個支撐輪支 撐，依靠緊貼罐壁的兩對磁吸附輪定位并驅(qū)動行走進行焊接。搭接接頭的罐底也可采用 此方法進行焊接。圖3-11儲罐大角縫埋弧動焊工作原理3. 3.3氣電立焊氣電立焊是由普通熔化極氣體保護焊和電渣發(fā)展而形成的一

23、種熔化極氣體保護 電弧焊方法。采用上升自動按制系統(tǒng)和水冷滑塊，配用專門的藥芯焊絲，以02或八10）2 保護氣體，焊縫一次成形，是一種高效焊接技術(shù)。其工藝過程穩(wěn)定，操作簡便，焊縫質(zhì) 量好，焊接生產(chǎn)率高，成本低，艽焊接速度約是藥芯焊絲氣體保護自動立焊的1.5倍， 是焊條電弧焊的15倍。氣電立焊采用的坡口角度比其他焊接方法要小得多，其熔敷效 率相當(dāng)高，非常節(jié)約焊材，相同條件下，其焊材的用量只有mag焊的1/3。氣電立焊通常焊接的板材厚度在1280mm最適宜，單而焊厚度一般在25mm以下， 帶擺動時可焊接到35腿）左右，超過35mm應(yīng)采用雙面焊。人型浮頂儲罐的壁板厚度一般在1040i之間，并且采用正裝

24、法，其罐壁立焊縫非常適合氣電立焊。3.3.4 c02氣體保護焊c02氣體保護焊作為一項高效焊接技術(shù)，用于大型儲罐的焊接施工一直被重視， 在儲罐的罐底板、壁板、罐頂板、浮頂和附件等部位的焊接施工屮，均取得了較好效果, 焊縫美觀，質(zhì)量好，變形小，焊接效率高。（1）儲罐（：02半自動焊儲罐的（：02半自動焊主耍采用實芯焊絲，成本低，但也有采用芯芯焊絲的，以進一 步提高焊接效率。但co2焊對風(fēng)非常敏感，施工現(xiàn)場常年存在風(fēng)的襲擾，因此野外使用 時，焊接區(qū)域需增加防風(fēng)設(shè)施。另外，co2焊的輔助機具較多，搬運麻煩，增加了輔助 工作量，特別是高空作業(yè)不適用。（2）儲罐立縫c02自動焊拱頂儲罐壁板較薄，且采用倒

25、裝法施工，立縫隙不適合采用氣電立焊。但應(yīng)用全 位置（：02氣體保護自動焊可以實現(xiàn)拱頂儲罐壁板立縫隙的自動焊，焊材可選擇實芯、藥 芯c02氣保焊絲，也可采用保護藥芯焊絲。與焊條電弧焊相比，可提高工效35倍，焊 接質(zhì)量好。c02自動立焊機由焊接電源、自動送絲機、焊接小車及軌道、供氣系統(tǒng)和行走機架等部 份組成。各個部分合理地集成在焊接機架上，將機架進行整體封閉防風(fēng)，并與環(huán)縫埋弧 自動橫焊機共用一條圓形軌道。焊接小車在立式儲罐上的安裝結(jié)構(gòu)如圖3-12所示，立 焊機操作室如圖（13）所示。圖3-12焊接小車及軌道安裝示意（俯視圖）圖3-13立焊機操作室示意圖焊接小車是實現(xiàn)自動焊接過程的驅(qū)動機構(gòu)，安裝在焊

26、接軌道上，帶著焊槍沿罐壁 上下運動，是實現(xiàn)罐壁自動立焊的最重要組成部分。焊接小車應(yīng)體積小、重量輕、操作 方便。目前，國內(nèi)外開發(fā)出的多種型號的焊接小車均可用于儲罐立縫的焊接。第四章大型儲罐焊接技術(shù)發(fā)展趨勢4.1建造大型儲罐的趨勢隨著我國石汕化工工業(yè)的發(fā)展以及國家原油戰(zhàn)略儲備庫項b的實施，汕罐的大型 化將成為發(fā)展的必然趨勢。目前世界上已建成大量的大型油罐，如早在1967年在委內(nèi) 瑞拉就建成了 15萬立方米的浮頂油罐，1971年円本建成了 16萬立方米的浮頂油罐，而 世界產(chǎn)油大國之一的沙特阿拉伯也已成功建造了 20萬立方米的浮頂油罐。隨著我國經(jīng) 濟的快速發(fā)展，大型油罐的發(fā)展也非常迅速。國內(nèi)大型油罐發(fā)

27、展從70年代開始，1975年，國內(nèi)首臺5萬立方米浮頂汕罐在上海 陳山碼頭建成。繼后，在石化企業(yè)、港口、油田、管道系統(tǒng)建造了數(shù)十臺5萬立方米浮 頂油罐。80年代中后期，國內(nèi)開始建造10萬立方米大型浮頂油罐，迄今為止，已經(jīng)先后在 秦皇島、大慶、儀征、鐵嶺、黃島、舟山、大連、山東、蘭州、上海、鎮(zhèn)海、燕山、湛 江等地建造了 80余座10萬立方米浮頂汕罐。到0前為止，國內(nèi)建成并投入使用的大型 浮頂油罐最大容量為10萬立方米。由我國自己設(shè)計建造最大的單臺儲油量為12. 5萬立 方米的浮頂油罐，已于2003年在茂名石化公司北山嶺油庫建成，并計劃在年內(nèi)投入使 用。目前，石化集團公司正在進行15萬立方米油罐的建

28、設(shè)，預(yù)計2004年底建成投產(chǎn)。國內(nèi)10萬立方米浮頂油罐建造技術(shù)發(fā)展可分為三個階段。第一階段為整體技術(shù)引 進，包括材料、設(shè)計技術(shù)及施工技術(shù)，如20世紀80年代中期在大慶、秦皇島建設(shè)的10 萬立方米油罐；第二階段實現(xiàn)了設(shè)計技術(shù)及施工技術(shù)國產(chǎn)化，僅高強度材料進口，如20 世紀90年代在上海、鎮(zhèn)海、蘭州、黃島等地建設(shè)的10萬立方米油罐；第三階段全面實 現(xiàn)了國產(chǎn)化，從高強度材料、設(shè)計技術(shù)及施工技術(shù)，如在北京燕山石化公司建設(shè)的4臺 10萬立方米油罐。目前，國內(nèi)己經(jīng)掌握大型油罐的設(shè)計、建造技術(shù)。通過大量大型油罐的設(shè)計、建造和使用發(fā)現(xiàn)，采用人容量油罐儲油具有節(jié)省鋼材、 減少占地面積、方便操作管理、減少油罐附件

29、及管線長度和節(jié)省投資等優(yōu)點。經(jīng)過測算 和比較，在總庫容相同的情況下，由大型油罐組成的罐組比小型油罐組成的罐組節(jié)省投 資。以一個240萬立方米的原油儲庫為例，采用16座15萬立方米的油罐的方案比24 座10萬立方米的油罐的方案可節(jié)約投資近1億元，占總投資的7%左右，比48座5萬立 方米的油罐的方案可節(jié)約投資近2億元，占總投資的15%左右，經(jīng)濟效益非常明顯，特 別是位于土地資源日趨緊張的地區(qū)，在節(jié)約基本建設(shè)投資、提高投資回報率方面，有非 常明顯的優(yōu)勢。而從目前國內(nèi)外的經(jīng)濟發(fā)展及國家需要建設(shè)大量的大型儲備庫情況來看，我國油罐 生產(chǎn)的大型化，將成為發(fā)展的趨勢。(1) 油罐大型化是國家石油儲備基地建設(shè)的

30、必然要求。有“工業(yè)血液”之稱的石油 對世界經(jīng)濟的影響舉足輕重，從20世紀60年代起，在世界能源消費中的比例己上升到 40%以上，目前人類對石油的依賴是其它能源無法替代的，兩次石油危機給世界造成的 混亂充分證明了這一點。(2) 隨著我國石汕化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國石化企業(yè)也對進口原汕的需求量不斷 増大。自1993年幵始，我國己成為純石油進口國。2000年進門原油、成品油總量更是 達7000萬噸，占當(dāng)年消費量的30%。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測2010年和2020年我國石油供需缺 口為1. 2億噸和2. 1億噸左右。因此擴大我國石油儲運能力，增加石油儲備，一方面可 確保國內(nèi)油料供給，另一方面也可增大我國抗衡世

31、界石油市場動蕩的能力。美國、日本等發(fā)達國家建立了完備的石油儲備制度，它們的經(jīng)驗對我們有很大的借 鑒意義。它們的石油儲備均以原油為主。日本從1994年至今，其儲備量保持在150天 的石汕消費量。美國是世界上最大的石油儲備國，1992年其石油儲備量達到20170萬噸, 達到了 93天的石油消費量。目前我國原油的儲存，僅夠十幾天的加工量，因此應(yīng)大大 增加原油的儲備量。從石汕主產(chǎn)地中東地區(qū)到我國沿海地區(qū)采用25萬噸級及其以上的汕輪進行運輸經(jīng) 濟效最好，這就要求接受原油的儲備基地的規(guī)模及其一次接卸原油的能力與之配套。我國的土地資源十分緊張，建設(shè)用地價格連年攀升。以小規(guī)格油罐滿足大庫容 是無法想象的，因此

32、大庫容要求大規(guī)格甚至超大規(guī)格油罐順理成章。大型油罐具有節(jié)省 材料、占地面積小、方便操作管理、投資少等優(yōu)點。在技術(shù)條件允許的情況下，大規(guī)格 油罐的優(yōu)勢顯而易見。4.2施工技術(shù)大型油罐的施工技術(shù)發(fā)展就是大規(guī)模采用高效自動焊。目前w內(nèi)外建造的大型油 罐，主要焊縫均采用自動焊接。罐底、浮頂及罐壁環(huán)向焊縫、大腳縫一般采用埋弧自動 焊，而罐壁縱向焊縫一般采用氣電立焊。近幾年，油罐專用國產(chǎn)自動焊接設(shè)備有了較大 發(fā)展，打破了全部依賴進口的局面，但是，部分焊接材料只能靠進u。大型汕罐的自動 焊接部位、焊接位置及焊接方法如下。表4-1自動焊接部位及焊接方法焊接部位焊接位置焊接方法罐底平焊埋弧自動焊浮頂平焊埋弧自動

33、焊浮頂搭接角焊或平焊氣體保護焊罐壁環(huán)焊縫橫焊埋弧自動焊罐壁縱焊縫立焊氣電立焊罐壁下節(jié)點大腳焊縫角焊埋弧自動焊目前國內(nèi)建造大型油罐施工技術(shù)中，主要難點是控制油罐整體形狀控制大腳焊縫的 焊接收縮變形問題和保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。4.3儲罐焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢根據(jù)我國石油及化工企業(yè)的發(fā)展需求，今后儲罐的發(fā)展方向是大容積、國產(chǎn)化、自 動焊(包括與國產(chǎn)鋼材、進口鋼材焊絲匹配以及焊接設(shè)備)。在儲罐施工方面，盡管我 們根據(jù)r本及有關(guān)國家的規(guī)范，結(jié)合我國具體情況，首創(chuàng)了各種大型儲罐的施工方法， 近幾年我國的儲罐施工隊伍也不斷發(fā)展，但總的來看，a前我國的儲罐建設(shè)，不論是儲 罐的容積、數(shù)量還是國產(chǎn)化水平，均處于起步的初

34、級階段。(1)埋弧自動橫焊技術(shù)國內(nèi)經(jīng)過十多年的攻關(guān)，已取得了突破性進展，單絲埋弧 焊技術(shù)已基本成熟，操作簡單，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，將在大型儲罐焊接中發(fā)揮重要作用。今后，要開展雙絲或多絲埋弧橫焊技術(shù)的研究，進一步提高焊接效率。雙絲埋弧焊應(yīng)用于 大型儲罐焊接的歷史很短，實際應(yīng)用的例子很少，應(yīng)進一步進行研究。（2）在大型儲罐的自動焊設(shè)備與焊材方面，國產(chǎn)化程度還不夠高，特別是與引進 的高強鋼板相匹配的自動焊焊絲，尚依賴進口，價格高，這是今后我國建造大型儲罐所 必須解決的課題。1）燼快使儲罐白動焊機國產(chǎn)化，相關(guān)焊機制造業(yè)廠商應(yīng)該將研制儲罐白動焊機作 為一種重要的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品來發(fā)展。2）盡快使儲罐自動焊配套焊材國產(chǎn)

35、化，相關(guān)焊材制造業(yè)重點開發(fā)適應(yīng)不同鋼材焊 接的c02氣保藥芯焊絲、自保護藥芯焊絲、實芯焊絲、焊劑等，并提供相應(yīng)的指導(dǎo)工 藝參數(shù)。（3）用于縱縫焊接的氣電立焊的研究，國內(nèi)尚處于起步階段。應(yīng)研究開發(fā)用于儲罐 縱縫焊接的氣電立焊技術(shù)，實現(xiàn)國產(chǎn)化，對打破國外技術(shù)壟斷，降低工程成本，滿足儲 罐建設(shè)的需要兵有重要意義。此外，應(yīng)解決目前所采用的氣電立焊的焊機結(jié)構(gòu)改造，使 之能適用于儲罐倒裝施工工藝，進一步提高拱頂儲罐的焊接質(zhì)量和建造速度，縮短施工 周期，提高經(jīng)濟效益。（4）倒裝儲罐埋弧白動橫焊的研宂和應(yīng)用歷史不長，還有許多問題需要解決，如：1）應(yīng)進一步研究帶有自動跟蹤功能的埋弧自動橫焊機，適砬倒裝儲罐的焊接特點要 求。采用的跟蹤方法和裝置，要做到成木低，使用方便，跟蹤可靠。2）應(yīng)進一步研究焊劑自動循環(huán)系統(tǒng)，在不增加輸送管長度的情況下，實現(xiàn)焊劑的回 收與輸送同步。埋弧自動橫焊機均配有焊劑回收系統(tǒng)，其工作原理是依靠重力作用來輸 送焊劑，依靠負壓作用來回收焊劑。但這種傳統(tǒng)系統(tǒng)要做倒焊劑的回收和輸送應(yīng)能同步 進行，則焊劑桶內(nèi)必須要有一定數(shù)量的焊劑，以保證焊劑輸送u不受負壓作用的影響， 如果焊劑桶內(nèi)焊劑較少時，桶內(nèi)焊劑由于負壓作用，會處于懸浮狀態(tài)而影