罐壁开孔的补强圈与焊接

罐壁开孔的补强圈与焊接
【摘要】金属立式圆筒形储油罐罐壁开孔的补强圈焊缝是一条封闭焊缝，应力分布比较复杂，为保证焊接质量符合要求，作者介绍了从开孔至补强圈焊接的施工过程中，所采取的相应技术措施。

【关键词】储油罐维修焊接
在魏岗站2号20000m3浮顶油罐大修过程中，加热器面积扩大，加热管由原来的两根增加到四根，需在底圈壁板开孔安装加热管，为方便罐内外连续作业的施工，结合现场的实际情况，设计了在底圈壁板有利位置开孔，孔洞尺寸为Ф120mm，底圈壁板材质为16MnR，板厚32mm，补强圈施焊后的焊缝是一条封闭焊缝，应力分布复杂。

因此，对焊接接头提出以下技术要求：
（1）对焊接接头进行100%射线探伤，按照GB50341-2003执行，环向焊缝Ⅱ级合格，纵向焊缝Ⅲ级合格。

（2）补强圈与原壁板、加热管施焊后的错边量及平整度符合“金属立式圆筒形储油罐大修技术规范”的有关要求。

为此，施工中采取了相应的技术措施。

1 工艺方案及步骤
1.1 罐壁开孔
按照施工方案的要求，在底圈壁板距离罐壁纵焊缝150mm，其它焊缝80mm 以上，指定位置开孔，用气割割成一个为Ф120mm的圆形孔洞。

孔洞周围应用砂轮磨去热影响区，对孔洞内边缘打磨角度为26o。

1.2 补强圈修整
补强圈为钢板，材质为16MnR，板厚为18mm，外圈Ф305mm，内圈Ф112mm，保证罐壁补强圈的材质、厚度、有效补强面积符合油罐设计规范要求。

用砂轮磨削去热影响区，保证补强圈内孔洞与加热管外壁有2mm的间隙。

1.3 组装
先把补强圈套在加热管（无缝钢管Ф108×6）外壁上，可自由移动。

将加热管整体自罐外穿入罐内，垂直于油罐罐壁，把加热管两端用钢架支撑，用钢垫片从罐内将加热管与孔洞圆周的间隙塞匀；再将补强圈紧贴罐外壁，同样用钢垫片从罐外将加热管与补强圈的间隙塞匀。

加热管罐外侧安装阀门、罐内侧与弯管相连，长度尺寸根据设计和实际情况确定（图1）。

1.4 补焊工艺
（1）采用手工电弧焊：
AX-320型焊机，电流100-110A，选用J422焊条，按规定烘干，随用随取。

（2）定位焊：
选用Ф3.2的J422焊条，先采用定位焊固定加热管和补强圈的位置，然后取下各个钢垫片。

（3）按照对称的焊接顺序，焊接第一道补焊焊道，清除焊根后，在罐壁内侧焊接9层焊道。

为了使焊缝根部有良好的焊透，在焊接第一层时，必须应用直径较小的焊条（Ф3.2），并用圆形运条形成狭窄的焊缝。

在施焊后几层时，采用大直径焊条（Ф5），并稍作横向摆动。

每焊完一道后必须彻底清除焊渣。

（4）用砂轮将罐壁内部补焊焊缝打磨成圆滑过渡。

（5）在罐外焊接补强圈外圈和内圈缝。

（6）在罐壁外侧焊缝处用砂轮清焊根，直到露出补焊焊缝的金属光泽。

（7）拆除加热管两端的钢架支撑。

最后盖面焊一道，做到有1-2mm的焊缝加强高。

2 焊接检验
焊接完毕后，按GB50341-2003的规范要求对每条焊缝进行100%射线探伤。

共拍片16张，一次合格率达到了100%。

焊缝内表面齐平。

检验项目达到了技术条件要求。

采用上述补强圈焊接方法有利于减小焊接变形和焊缝应力，有利于提高焊接质量。

在大修储油罐更换罐底板作业中，采用罐壁开孔进出料与三角架吊放的人工方法及起重机吊放的半机械方法相比，具有缩短施工进度、提高经济效益和方便实用的优点。

建议在今后的更换罐底板或局部更换罐壁板的大修施工中推广使用。