浅谈中小型立式圆筒钢制储罐壁板焊接变形的控制

摘 要： 根据 立式钢 制储罐在 焊接过程 中易产 生焊接 变形 的现 象， 分析 了焊接 变形 的原 因， 提 出了控 制焊接 变形 的措施 ， 以有 效保证工程施工 中的焊接质量与成型 ， 确保 了储罐 的舍规性 。 关键词 ： 立式钢制储罐 ； 壁板 ； 焊接 工艺； 变形 ； 控制 近年来 ， 随着 民航 工业 的迅速 发展 ， 配套 中 国航 油事 业也 有 间隙。 ３ ． ２焊 接 工 艺 控 制 在高速发展中。根据航空煤油 的特点 ， 中国航油储罐 一般 为 中 焊接环焊缝 时 ， 各焊工要有人统 一协调ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ， 做到分部 均匀 ， 方 小型立式 圆筒 钢制 储罐 ， 而航 煤储 罐 常采用 ６—１ ２ ｍｍ厚 薄壁
科技风 ２ ０ １ ７年 ９月上
经验交流
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浅 谈 中小 型 立 式 圆筒 钢 制 储 罐 壁板 焊 接 变 形 的控 制
胡庆 利
北 京 中 航 油 工 程 建 设 有 限 公 司 北 京 １ ０ ０ ０ ２ ０
４ 壁板 组底 板 焊 接 时 变 形 控 制
罐壁板起 落前 ， 现用脚块进行 位置 固定 ， 减少 尺寸误差 ， 保 证底 圈壁板 圆度 。要及 时对 储罐直径进 行复核 测量 ， 进 一步减 少误差 。焊接 角焊 缝 时 ， 遵循 先 内后外 的原 则 ， 由多 名焊 工均 匀分布 、 向同一方 向 、 同一焊 道匀速焊接 ， 宜采用分段 退焊或跳 证壁 板边缘 的弧度 与整体一致 。 焊方法 。焊接速度不宜 过快 。 ２ ． ２纵 缝 焊接 控 制 ５罐壁板组装 时减 少误差措施 由于纵缝 内侧 可采用 弧板钢性 固定 ， 宜先 焊接 外侧 焊道 ， 在减少焊接变 形时 ， 也要 加强 组装 误差减 少 ， 例如 胀 圈弧 第一层焊道焊接采用分段退焊或跳焊 方法 ， 且 焊接 电流不 宜过 度误差控制在最小 、 与罐壁板 间隙误差 尽量 消 除， 临 时钢 性 固 大， 焊接速度不宜过快 。焊接 过程 中， 留出 １ ０ ０～２ ０ ０ ｍ ｍ 不焊 ， 定 的背杠平整度要尽量小 、 保证 与壁 板垂直 紧贴 。组装完 后 的 垂直度误差尽量控 制在 ３ ｍ ｍ 以内， 甚至更少 （ 规范要求 每圈壁 待环焊缝焊接 时再施焊 。 ２ ． ３应 力释 放 控 制 板 的垂直度为 ０ ． ３ ％） 。罐壁板圆度保持与 圆周一直 ， 尤其在堆 由于壁板 纵缝 一般为横 向应力 ， 宜 留出一道纵缝 为活 口不 放放置于胎具上 、 吊装 围板 吊绳要 长度要等 长。马凳高度 要在 焊， 待全部纵缝焊接完成 并将 应力全 部释放 后 ， 在进行 最后 一 同一水平面上 ， 保持壁板上平 口的水平度 。 ６ 结 语 道纵缝焊接 。最后一条纵缝锁定 时， 测量周 长 ， 较少误 差 ， 焊接 时必须采用不少于三条弧板加 固同时注意 Ｔ字缝处 焊接速度 ， 在罐壁板施工过 程 中 ， 一 定要 熟练 掌握焊 接工 艺 ， 采用 合 避免焊接应力较大产生变形 。 理的焊接方法及控制措施 ， 以减少和 消除焊接后残余 应力 和变 形 。在实践 中不断 积累 、 总结 焊接 与施 工经验 ， 综 合分 析考 虑 ３壁 板 环 缝 的 焊 接 控 制 在 正确的焊 接工艺 条件 下 ， 高精 度预 制钢板 尺 寸和 壁板环焊缝 的焊接变形主要为角变形 ， 由于焊接应力 和焊 各种 因素 ， 接热收缩影 响 ， 在焊接壁板外侧环 焊缝 时 ， 由于角变形 ， 上 圈壁 正确的焊接工艺是控制壁板应力 消除和减 少变形 的可靠手段 ， 板 向外倾斜 ； 在焊接壁板 内侧环焊缝 时 ， 由于角变形 ， 上 圈壁板 这样才能有效保证工程施工 中的焊接 质量 和储 罐制作质量 。 参考文献 ： 向内倾斜 。 ・ 如果壁板 向内侧倾斜数值 大于或小 于外 侧数值时 ， 壁板垂直度就达不到标准要求 ， 影响储罐 的正常使用 。控制 焊 ［ １ ］ 谷群． 中小型贮罐罐壁 变形分析与预 防措施 ． 化 工装备 ２ ０ １ ０： ３ ． 接角变形 的主要措施为 ： 焊接工艺 与内侧焊道清 根量大小确定 及 时 ， ［ ２ ］ 韩继 东， 王丽． 立式圆筒形钢 制储罐 焊接 变形在焊接 上 和控制 。 ３ ． １壁 板 组 装及 钢 性 固 定 的控制． 山西建筑 ， ２ ０ ０ ８ ： ２ ３ ． ［ ３ ］ 周鹏 生． 立式 圆筒 形钢 制储罐 防变 形措施 浅析． 科技 由于航煤储罐常有 ６ ｍ ｍ厚且 宽度小 于 ｌ ｍ钢板 ， 环焊缝 焊
３ ． ３焊 接 变形 处理
由于壁板较窄 ， 仍 会 出现壁 板环 焊缝 变形情 况 ， 这 时需要 对变 形进 行处理。当变形较小时 ， 采用预热 法 ， 锤 击焊缝 等 ； 当 变形 较大时 ， 焊缝外 凸对 内侧进 行碳 弧气 刨 ， 焊缝 内 凹则 进行 ９ ｂ ￣ Ｊ ｔ 碳 弧气刨 处理 ， 进行 应力 释放 ， 待壁 板组 对符合 要求 时再 进行 焊接 。
型钢板 。通 常板 厚 小 于 １ ２ ｍ ｍ 的储 罐 我们 称 之 为薄 壁储 罐。 由于薄壁储罐 钢板厚度 薄 ， 刚度小 ， 直径 大 ， 焊 缝长 ， 在焊 接热 循环作用 下 ， 焊缝纵 向收缩量 大 ， 加之其他原 因 ， 在焊 接制作安 装过程最易 出现 变形 。本文 我们 主要论 证薄壁 板变形 分 析与 控制 、 改进措施 。 １变 形 分 析 ’ 立式 圆筒形储 罐的变形 主要 由焊接 变形导 致 。由于薄 板 在焊接过程 中受热变形 比较大 ， 所 以薄壁板储罐 的焊接变形更 为明显和难 以控制 。焊 接变形 是 由于钢板 在焊接 过程 受热不 均匀 ， 引起 钢板不均匀膨胀和收缩 ， 产生 向外压应力 ， 受周 围金 属挤压 ， 在焊缝逐渐 冷却 过程 中使 得 内应 力无 法释 放 ， 产 生朔 性变形。温差越大 ， 产生 的应力就 越大 ， 压缩 塑性变 形量 也就 越大 。焊接变形主要是 焊接热应 力作用 的结果 。 ２ 壁 板 纵 缝 的 焊接 控 制 壁板纵缝 的变形主 要有两 种 ， 一种是 焊缝外 凸 ， 一种 是 内 凹， 又极易 出现在角焊缝处 。纵缝 的变形对 壁板 的凹凸度产生 极大影响。可采取 以下措施 ： ２ ． １卷 板 预 制 过 程 中控 制 由于卷板机的精准度不一致 ， 导致壁板边缘 弧度 与整体 圆 度有 误差 ， 这样组装 时必须进 行强 行组对 ， 进 而引起 现场 壁板 组对 焊接 时会产 生较 大应力存 在 。所 以壁板 组装 时尽可 能保 向、 施焊速度焊道数都 一致 ； 要 在整圈壁板全部组 装完成后 ， 定 位焊均匀分布并焊接完后 ， 各焊工 开始焊接 。焊 接方式宜 先外 侧焊接 ， 采用分段退焊或者跳焊 。焊接 过程 中不 宜一次焊 接完 成， 这样 由于快速焊接导致焊接应力不 能及时释 放而引起 外凸 或 内凹， 导致罐壁垂直度不符合规 范要 求 。待每 一层焊道 焊接 完后 ， 在进 行第 二 层 焊道 焊接 。 由于 航煤 储 罐焊 接 质量 要 求 高， 内侧 焊道焊接时要进行清 根处理 ， 一般进行砂 轮机到处理 。 如果打磨达不到焊 接要求 时 ， 采用 的碳 弧气刨 进行 清根 ， 碳 棒 直径不宜大 ， 针对 ６～１ ０ ｍｍ钢板 宜 采用 ｄ ｙ ４ ｍ ｍ 进行 清根 。清 根深度控制在 ３— ４ ｍ ｍ左右 。