石油罐罐底焊接工藝的初步研究

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【摘要】油罐底部是油罐的重點(diǎn)部位。如何裁減油罐底部的焊接變形，是影響油罐制作安裝質(zhì)量的關(guān)鍵所在。油罐底部焊接變形的裁減，可以極大增加油罐的承載才能和性能的穩(wěn)定性。所以，操縱油罐底部焊接變形，可以極大提高油罐使用的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】油罐施工焊接變形罐底施工

現(xiàn)階段，石油化工業(yè)急速進(jìn)展，石油儲(chǔ)存和運(yùn)輸工程規(guī)模急速擴(kuò)大，大型油罐在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，作用越來越大。隨著油罐容積的增加，石油罐底焊接部位的質(zhì)量成為影響石油運(yùn)輸?shù)闹饕蛩?。油罐?nèi)油位的變化對(duì)罐底焊接部位的質(zhì)量提出了巨大的挑戰(zhàn)。過度焊接甚至變形會(huì)在油罐內(nèi)油位變化的過程中引起一系列變化，導(dǎo)致焊接部位變形斷裂甚至造成事故。本文將把10000m3油罐施工作為例子，對(duì)油罐罐底焊接技術(shù)開展初步議論。

1工程實(shí)例

1.1概況

10000m3豎式圓柱形的拱形鋼制儲(chǔ)罐，其罐底直徑30m，油罐去掉灌頂高度為14.2m。油罐底部的材料為12MnNiVR，厚度16mm；17UTtl中幅板材料為Q235B，厚度10mm。不同壁板的厚度范圍操縱在8ram～20ram，油罐頂部的厚度為6ram，油罐的總重是250t。施工工藝：油罐罐壁和油罐頂部的安裝，使用的是氣壓頂升倒裝技術(shù)。在舉行焊接的時(shí)候，使用的是氣焊打底，電焊封面的工藝。

1.2施工打定

（1）對(duì)油罐的標(biāo)高、坡度和油罐直徑實(shí)行檢測(cè)驗(yàn)收，之后開頭材料的交接驗(yàn)收工作；

（2）對(duì)油罐不同配件的尺寸舉行測(cè)量，復(fù)測(cè)，對(duì)材料的質(zhì)量證明書舉行復(fù)查，然后辦理材料交接工作；

（3）保證施工現(xiàn)場(chǎng)通道順暢，各種工具到位。

1.3罐底板的鋪設(shè)和組對(duì)

底部板材的邊緣部位、中間部位以及邊緣部位和中間部位之間都使用了有坡口的對(duì)焊接技術(shù)，在對(duì)接口使用了55到60度的坡口，大大降低了焊接時(shí)的熱輸入。邊緣部位組對(duì)使用的是不等距楔形布局，從邊緣到中間之間的空隙是6到11mm，裁減了邊緣部位和油桶壁之間使用大角焊技術(shù)造成的焊接收縮，對(duì)邊緣壁板帶來的擠壓和變形。中間部位使用了從中間到兩邊鋪設(shè)的手段，對(duì)后來使用對(duì)稱焊接技術(shù)打下了根基。結(jié)果，中間部位和邊緣部位之間的焊接，在下料的時(shí)候，需要有龜甲板連接，搭建在邊緣部位上部30到50mm，制止焊接收縮對(duì)焊接質(zhì)量造成不良影響。在焊接的時(shí)候，要先焊接中間部位和龜甲板，然后焊接龜甲板和邊緣部位。中間部位在焊縫位置設(shè)置有墊板，鄰近兩塊墊板之間的焊縫部位還設(shè)置有二次墊板。在舉行組對(duì)時(shí)，墊板和中間部位之間舉行焊接固定。需要指出的是，只能對(duì)墊板和中間部位的一側(cè)實(shí)行點(diǎn)焊，另外一側(cè)要保持相對(duì)的自由。

1.4制定合理的排版設(shè)計(jì)方案

油罐底部的排版直徑要比設(shè)計(jì)圖上增加0.15～0.2%，用來彌補(bǔ)部位焊接時(shí)縱向、橫向焊接變形引起的收縮量。因此，在舉行選材時(shí)，要選擇規(guī)格對(duì)比大的鋼板，裁減油罐底部的焊縫長(zhǎng)度，同時(shí)相應(yīng)裁減縱向收縮量，降低焊接工作量，裁減鋼材損耗。同時(shí)，也可以儉約人力和財(cái)力消耗，裁減工程時(shí)間，增加工程效益。在底部使用有墊板的對(duì)接焊工藝，或者使用Z型搭接焊工藝，就等于鋼板在焊接部位使用加強(qiáng)筋，提高了底部鋼材的布局剛度，對(duì)抗焊接變形的才能得到提高，裁減焊接橫向和角變形的程度。最關(guān)鍵的是，可以裁減為了提高油罐底部鋼板強(qiáng)度，務(wù)必增加油罐底部鋼板厚度引起本金增加的可能。在舉行罐底部排版時(shí)，長(zhǎng)焊縫要以中心線為軸心加以設(shè)計(jì)，邊緣部位的焊縫設(shè)計(jì)要以油罐底部圓心為中心加以開展。這樣做能夠在最大程度上裁減焊接變形，同時(shí)也為焊接工藝的提升創(chuàng)造有用條件。

2罐底板的焊接

2.1金相組織的轉(zhuǎn)變

在舉行焊接時(shí)，極高的溫度和極快的冷卻速度導(dǎo)致焊接區(qū)域的組織由珠光體變化為奧氏體甚至混合體，焊接之后組織分外不平勻。所以，焊接之后，焊接部位的硬度和脆性都隨著增加，焊接面的延遲和收縮幾率都隨著增加。在舉行底部板材焊接時(shí)，材料的組織應(yīng)力引起的組織變性和焊接引起的收縮變形，是底部板材變形的主要理由。

2.2邊緣板組對(duì)完畢后的焊接

在舉行焊接時(shí)，要從外圍300mm開頭，這一片面的焊接要先在底板和墊板之間實(shí)行點(diǎn)焊，在底部用墊鐵把墊板墊高30-35mm，制止焊接變形。在焊接終止后，要對(duì)焊接部位舉行射線無損檢測(cè)，在檢測(cè)合格后，去掉墊鐵。剩下部位的焊接，要使用對(duì)接焊技藝，在邊緣部位和第一圈罐壁使用大角焊技藝焊接終止之后，再焊接其他的部位。另外，邊緣部位的焊接要使用對(duì)稱焊接工藝，讓多名焊工平勻焊接。中間部位焊接時(shí)，一般使用通長(zhǎng)焊縫或者單板長(zhǎng)焊縫，在單板的一側(cè)加裝龍門板和背杠對(duì)油罐舉行加固。不過這種方法，盡管可以在確定程度上裁減焊接變形，不過在焊接的時(shí)候也會(huì)遺留一片面焊接應(yīng)力，對(duì)油罐后期的使用帶來確定的安好隱患。在背杠去掉之后，有些變形還是會(huì)釋放出來。因此，務(wù)必采取確定的措施，對(duì)后期的變形舉行預(yù)防。

在短縫和中長(zhǎng)縫終止之后，雖然在外表上看不出來焊接變形，但是由于約束作用的存在，油罐底部已經(jīng)殘留了較多的焊接應(yīng)力。在舉行通長(zhǎng)縫焊接之前，要先去掉中心部位6-8m范圍內(nèi)的固定塊，釋放一片面的剩余應(yīng)力，把生成的小變形用楔鐵打壓下去，之后再舉行中長(zhǎng)縫的焊接。之后，可以使用同樣的方式，以6-8m為劃分標(biāo)準(zhǔn)，把全部的中長(zhǎng)縫焊接完成。在通長(zhǎng)縫焊接終止之后，把剩余150mm的短縫和中長(zhǎng)縫焊接完成。2.3邊緣板與底圈罐壁板大角焊縫的焊接

邊緣部位和油罐壁板之間，一般使用大角焊工藝舉行焊接。其過程一般分為兩片面舉行：第一圈壁板和其次圈壁板。在使用大角焊工藝舉行第一圈壁板焊接時(shí)，要安裝斜撐，斜撐的材質(zhì)一般是角鋼，在全體焊接工程完成之后，可以把角鋼去除。安裝斜撐的作用是掌管第一圈壁板的橢圓度，制止大角焊焊接時(shí)引起焊接變形。

斜撐設(shè)置的距離操縱在1.8～2.0m。在舉行焊接時(shí)，要在大角縫焊接之后，再使用對(duì)稱焊接工藝焊接邊