不锈钢复合板储罐的组装及焊接

不锈钢复合板储罐的组装及焊接

摘要：本文重点分析不锈钢复合板储罐的制作安装工艺，在传统倒装法安装过

程中如何做好复合层的保护；以及不锈钢复合板的焊接工艺。

关键词：不锈钢复合板、焊接、储罐组装

1前言

不锈钢复合板是由碳素钢或合金钢为基层，不锈钢为复层，以轧制或爆炸等

方法制成的双金属复合钢板。不锈钢复合板一般由基层来保证复合钢板的强度，

由复层来保证复合钢板的耐腐蚀性能。它结合了不锈钢的优良耐腐蚀性和碳钢的

低成本优势，在满足使用要求的前提下，投资成本大幅下降，具有很大的经济价值，因此广泛应用于石油、化工、医药、食品、仓储等对清洁度、耐腐蚀性要求

较高的领域。

本人曾参与过7台不锈钢复合板储罐的制作安装工程，储罐规格为

2000m3~6000m3，储罐壁板为复合板，材质为：Q235-B/00Cr19Ni10，厚度范围：δ=6+2～20+2mm。复合板储罐与一般的碳钢储罐在安装施工方法上大体相同，但

也有着自身的特殊性，主要表现在储罐壁板的组装方法和对复合板的焊接控制方面。

2 壁板的组装方法

2.1组装方法的选择

大型储罐的壁板组装方法，目前一般采用液压千斤顶提升倒装法或电动葫芦

提升倒装法，此两种壁板组装方法中提升装置一般均设置于储罐内部，以便于控

制和操作。但对于不锈钢复合板储罐，其内壁复层为不锈钢，如将提升装置设置

于储罐内部，势必需要在不锈钢复层上焊接大量的临时辅助装置，损坏了复层的

结构，对复层的耐腐蚀性能造成一定的影响，降低了储罐的工作品质。

我们针对该项目的设计要求，将壁板组装的提升装置设置于罐外，保证了对

复合板复层的保护。

2.2组装方法

不锈钢复合板储罐的组装方法除将提升装置设置于罐外外，其他与一般的碳

钢储罐组装方法基本相同，本文重点就提升装置的罐外设置进行说明。

（1）储罐提升倒装装置（以液压千斤顶提升装置为例）如下图所示。

储罐外置立柱液压倒装工艺提升装置简图

（2）提升装置立柱安装于罐外临时设置的支座上，立柱支座的盖板与罐底板边缘、支撑支座板与罐底板边缘、立柱底板与支座盖板应焊接牢固。

（3）在每只立柱两侧设置撑杆，以防止立柱工作时侧向倾覆；为防止立柱提升时向罐中心方向的倾覆，在每只立柱的上部设置两只滚轮组抵紧提升的罐壁板，以抵消提升时对立柱的倾覆拉力。

（4）利用胀圈卡板和胀圈两端的收紧螺栓（M30*150，每处上下各1套）将

胀圈与壁板紧贴，要注意胀圈断面增强心板应处于提升钩头位置，在钩头处胀圈

上沿在罐壁上焊1～2只防滑角钢码或门形板。

（5）外置立柱提升装置的工作原理和操作步骤与内置立柱提升装置基本相同，施工操作时要重点加强对提升立柱的垂直度、各提升千斤顶提升速度的监控，以

确保施工安全。

3 不锈钢复合板的焊接

3.1焊接方法的选择

不锈钢复合板是由不锈钢和碳钢（或低合金钢）两种焊接材料复合而成。这

两种材料的热物理性能、化学成分和组织上存在较大差异，因此，焊接不锈钢复

合板时需要针对不锈钢复层和碳钢基层选择合适的焊接工艺。

在复合板焊接过程中可能存在以下几方面的问题：由于 Cr、Ni元素在焊接过

程中部分被烧损，使焊缝中的Cr、Ni含量降低，影响了复层的耐蚀性；由于基层

焊缝对复层焊缝的稀释作用，将降低复层中的铬、镍含量，增加复层焊缝的含碳量，易导致复层焊缝中产生马氏体组织，从而降低焊接接头的塑性和韧性，并影

响了复层焊缝的耐腐蚀性；基层焊接时可能熔化不锈钢复层使得合金元素掺入而

导致碳钢基层焊缝金属严重硬化和脆化，使过渡层硬化的厚度可达2.5mm，该硬

化带对冷裂纹极为敏感，易于产生裂纹。

由于存在上述问题，一般在焊接不锈钢复合板时在基层和复层间加一过渡层。即对于不锈钢复合板的焊接分三部分进行：基层的焊接、复层的焊接及过渡层的

焊接。

3.2坡口的选择

复合板焊接时坡口形式对焊接质量的保证、焊接效率的提高至关重要。一般

复合板储罐壁板厚度不大，在现场施工中，受现场条件的限制（坡口加工手段和

效率），一般采用单面V型坡口。如下图所示：

坡口形式1（外坡口），焊接顺序为：基层焊接→复层侧清根→过渡层焊接→

复层焊接。此种坡口形式具有以下优点：①坡口加工较为简单，一般采用半自动氧-乙炔火焰气割机切割，加工方便，坡口成型质量较好，复层侧的焊接坡口在清

根时可一同制出；②在复层焊接时坡口宽度较小，焊接过程容易控制，焊接可操作性好；③不锈钢焊条填充量少，节省了辅材费用；④复层侧焊缝最后焊接，

减少了复层焊缝的加热次数，保证了复层的耐腐蚀性能。但此种坡口必须在复层

侧清根，清根质量及清根后坡口打磨质量要求高，同时清根过程中对复层母材表

面防护工作要求高。

坡口形式2（内坡口），焊接顺序为：基层焊接→过渡层焊接→复层焊接→基

层侧清根→基层焊接。坡口加工必须采用等离子切割机进行加工，加工后打磨量

较大。由于复层侧坡口宽度大，焊接过程不容易控制，焊接过程中基层焊条容易

碰到复层母材产生缺陷，因此在基层焊接时对焊工的要求较高；同时焊接时要切

实防止飞溅污染复层表面，焊接中过渡层和复层焊接量大，增加了焊接成本。对

于基层板厚较薄的复合板，复层焊接完成后，在外部基层清根时，容易出现清根

过深，清到过渡层，这样在外部基层焊接时，只能用A302焊条焊接，增加了焊

接成本。

通过充分比较两坡口焊接的难易程度、焊接效率和成本，以及现场前期的实

践证明：坡口形式1优于坡口形式2。

3.3焊接顺序

焊接顺序：先焊基层焊缝，复层侧清根，然后焊过渡层焊缝，最后焊复层焊缝。焊接工序图如下图所示：

（1）基层焊接：基层焊接采用J427焊条，焊接属同种钢焊接，焊接性能较好，焊接工艺比较成熟。

（2）复合层清根：将基层一侧焊满后，从复层一侧清根。清根允许采用碳弧气刨，但防止气刨污染复层表面，必须严格用砂轮机打磨，仔细清除渗碳层；同