立式拱顶储罐焊接变形控制

立式拱顶储罐焊接变形控制 拳.期盯壬商器. 文章编号:1090-7466(2091)05006002 立式拱顶储罐焊接变形控制 边四新,李涛 (中国石化集团公司沧州分司渤海石化工程有限公司,河北抱州061000) 摘要:介绍了在拱顶储罐制造过程中,如何在施I前预防焊接变,在施I中加以控制, 在施I后 予以矫正.针对影响焊接变形的各种不同因素,提出j相应的解决措施. 关键词:焊接变形;应力;热输入;控制 中图分类号:TE972;TG44文献标识码:B 立式拱顶储罐是一种广泛用于石油,化工,储运 等行业的常压容器,其体积大,刚性小,在运行当中 一 旦出现变形,开裂等问题,极易引发事故,造成重 大经济损失在储罐露天安装过程中对工装的依赖 性较差,受环境影响较大,所以拱顶储罐制造的质量 控制难点在于变形控制. 1罐底制作 1.1弓形边绿板焊接 设计罐底排板图时,应尽可能减少焊件的数量, 并设计成对称式,以便将焊缝的内应力降到最低弓 形边缘板的坡口应设计成外窄内宽不等间隙,便于 在焊接过程中对边缘板的变形进行补偿当开始施 焊边缘板外缘焊缝时,焊缝长度控制在300mm以 内,其余焊缝先不焊,以保证在施焊罐壁板和罐底板 角焊缝过程中引起弓形边缘板向中心收缩变形时, 不致防碍相邻两块边缘板,仍可顺利收缩变形(图 1),相邻两块边缘板会以0点为轴可有5,1Omm 转动.如果焊缝过长,将造成焊缝强度和刚度增加. 在上述收缩变形中,相邻两块边缘板的变形将受到 较大约束,因而使边缘板产生波浪变形,严重时造成 罐底焊接失败. 图1弓形边缘板变形趋势 1.2中帽板焊接 焊接中幅板时,先将组对时所焊的定位焊缝全 部磨开,让中幅板之间保持自由状态,以利于在施焊 过程中能自由伸缩,补偿由于焊接应力所产生的变 形.然后按先焊短焊缝,后焊长焊缝的顺序,从中心 向外分段退焊或跳焊,在保证焊条熔滴与母材能很 好熔合的情况下,尽可能采用小电流,以降低热输入 量,达到控制变形的目的.另外,焊接6mm以上的 板时严禁采取一次成型方法,应采用多层快速焊接, 否则会增加焊道热输入量,加剧焊接变形.如果采用 小直径焊丝的二氧化碳气体保护焊,效果则会更好. 1.3罐底板最终成型 罐壁板和罐底板的角焊缝,是整个罐体受力最 大的部分,为了保证储罐在使用中的安全,该焊缝的 焊脚尺寸要求较大.因此一般采用多层多遭施焊,使 这部分焊道的热输入量最大,产生的焊接变形也最 大.虽然圆筒形的罐壁结构刚性较好,但从不同体积 储罐的施工数据收集来看,角焊缝施焊完毕后,焊缝 处筒体直径会减小15~25mrn,极易引起罐底上拱 (严重时可达数百mm),所以罐底成型工序应放在 整个储罐制造工序的最后,亦即罐底大部分焊道要 在罐体施工完成后才施焊.这部分焊缝主要指边缘 板除先施焊的300rrm以外的剩余焊缝,中幅板与 边缘板相连接的焊缝,清扫孔上的加强板与边缘板 以及与中幅板相连接的焊缝. 2罐壁制作 一 台储罐质量的好坏,除了要求焊缝具有良好 的内在质量,合格的外观成型外,还要求储罐的整体 几何尺寸符合设计要求,以保证罐内浮船运行良好 和整个罐体在运行中有足够的刚性与稳定性. 2.1罐壁下料加工 用于制造罐壁的钢板在预制前必须找正,这是 收稿日期:20010416 作者简介:边四新(1g67一),男(汉族),河北沧州人,工程师,1988年毕业于河北工学 院化工机城专业,一直从事炼油设备的检修维护 以及压力容器和压力管道的制造安装工作. 第5期边四新,等;立式拱顶储罐焊接变形控制?6l? 保证储罐整体几何尺寸和控制变形的基础.因为单 张的壁板无论在哪个方向上出现尺寸偏差,都会在 壁板组对时造成坡口间隙不一致,从而使焊道的热 输入量不均匀,引起焊缝的不均匀收缩,最终导致罐 体发生变形,影响罐体的几何尺寸.找正后的板材要 从7个方向进行检测,见图2. B 壁板找正后,在切割 图2壁板尺寸检溟『部位 线以内50mrn处画组对 校正检查线.该检查线要 求精确,在壁板组对工序 中,壁板间的组对不能以 坡口边缘为基准进行检查 校正,而应以该检查线为基准,这样可以避免在加工 坡口时对母材误伤而引起测量基准偏差,从而保证 罐体整体几何尺寸的准确性. 钢板的切割和坡口加工最好采用机械加工,也 可采用自动或半自动火焰切割,而不采用手工氧乙 炔火焰加工.应尽可能避免不必要的热输入,如果无 法避免也要力求均匀,最低限度地控制输入焊道的 热量,以减少焊接应力. 2.2壁板组对 组对好的壁板在施焊定位焊缝前,要对每张板 上的组对检查线进行测量,任意相邻的检查线在任 意部位的偏差不得大于2mrn,否则就应进行校正. 即关 纵向焊缝的焊接必须采取相应措施防止变形,门板的最后一道焊缝可采用加弧形板刚性固定法, 其它纵焊缝采用反变形法 引起罐体变形的因素有很多种,其中有一种因 素容易被人们忽视,就是罐基础环形梁 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的平整 度.若忽略此问题,罐体到达一定高度后就会引起悬 空部位下坠,使罐体产生无法矫正的变形.所以在组 装壁板前,要检查罐底边缘板在自由状态下是否紧 贴基础环梁,如果悬空量超过5mm,而且悬空长度 超过400[Tkrn,就必须采取措施予以弥补,例如加垫 铁找平 2,3壁板焊接 为减少焊道的热输入量,所有焊缝应采用多层 多道焊,避免一次成型,同时控制焊缝的层间温度. 麓焊焊工的布置应均匀对称,旨在使焊缝内的应力 均匀,从而提高罐体的稳定性.纵缝施焊时,极易在 焊缝两端出现150mrn左右的外翘变形,给环缝组 对造成困难,使丁字焊缝的应力增加,因此应在纵缝 两端各留出200mrn不焊,等到环缝组对完毕后与 丁字焊缝一起焊接. 任何合理的旅工 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 与高水平的焊工,都不可 能保证焊缝质量百分之百合格,所以焊缝出现返修 是必然的.在返修前,首先要确定缺陷存在的区域和 深度,除非万不得已应避免超范围刨磨焊缝,禁止将 焊缝全部刨(或磨)穿.对超过150mrn长度的返修 焊缝,返修前须进行有效的刚性固定,以防止焊接变 形,同一部位的焊缝返修次数不宜超过2次. 3壁板开孔 罐壁大直径开孔处的强度相对较弱,在组焊时 极易引起罐壁收缩变形,在组焊完这些附件后,该处 强度极大提高,要作变形矫正是非常困难的,因此必 须在组焊前进行预防. 3.1工艺措施 焊接采用小 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 工艺,旅焊过程中尽量提高焊 接速度,同时控制层问温度不得超过150?. 3.2工装措施 附件以及补强圈组装完毕,施焊前应在罐内壁 开孔位置安装刚性防变形工装,选用不小于10的 工字钢,安装位置在补强圈直径的85,90处, 进行四边全封闭固定,工装和壁板的间隙不得大于 3mtn.待焊接结束12h后,方可拆除工装. 4变形矫正 矫正的方法多采用火焰加热,同时辅以水冷或 千斤顶的顶胀需要特别指出的是,在矫正变形的同 时,要防止变形区域的延伸,所以超过4001TLrn× 400mm区域的变形,在进行矫正前,需进行全封闭 刚性固定. 矫正过程应避免使用锤击,因为储罐的刚性较 小,弹性较大,猛烈锤击产生的大部分能量都会被罐 体的弹性变形所吸收,起不到以塑性变形矫正焊接 变形的目的,而且还在罐体上留下较深的锤痕.另 外,如果其它部位已经存在较大焊接应力,但该应力 与罐体的刚性保持了相对平衡,那么锤击引起的罐 体的剧烈震动,很容易使这种平衡遭到破坏,导致其 它部位的罐壁突然塌陷而产生新的变形. 对变形比较严重的部位,可将相关的焊缝割开 以释放应力.对于更为严重的变形,则可以考虑更 换壁板. 5结语 只要采用的工艺合 在各种体积储罐的施工中, 理,预防措施得当,处理问题方法正确,就能有效控 制各种变形. (王编)