大型原油储罐底板焊接及变形控制

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1、大型原油储罐底板焊接及变形控制摘要：大型储罐底板焊接及变形控制是保证储罐整体施工质量的关键环节，采用合理的焊接方法和防变形措施，可以有效地避免应力集中，提高施工质量。介绍了一种经实践证明合理、有效的储罐底板焊接方法及防变形措施。关键词：储罐底板；焊接；变形；控制1概　述　　10万m3原油储罐内径81m，底板采用对接接头形式。罐底板的焊接质量在很大程度上决定了储罐的使用寿命及在用状态。采用合理的焊接方法和防变形措施可以有效地避免应力集中，提高罐底施工质量。兰州石化公司已建成的2具10万m3原油储罐，通过采用合理的

2、焊接方法、焊接顺序、焊接工艺参数及行之有效的防变形措施，使罐底板的焊接质量得到了有效控制。2合理的排板　　罐底板由中幅板与边缘板两部分组成。中幅板材质为>Q235-A，板宽3m，板长12m，板厚12mm；边缘板为日本NKK公司的SPV490Q低合金高强钢板，板厚18mm。该储罐采用了定尺板横竖相间的条形排列方式（图1），中幅板由中心向四周对称排列，便于在焊接过程中均布焊工、等速、同步施焊，减小焊接变形。3中幅板焊接方法的选择　　目前国内10万m3原油储罐底板焊接常用方法是焊条电弧焊打底，埋弧焊盖面。由于底板板厚

3、12mm，埋弧焊需填充焊1层，盖面焊1层，热输入较大，焊缝收缩量大，变形不易控制。经多次试验，最终采用焊条电弧焊打底，埋弧焊盖面焊，并添加直径1mmX1mm的H08A碎焊丝，使填充焊与盖面焊一次完成，减小焊缝收缩量，焊接变形显著减小。焊接工艺参数见表1。3.1罐底板的焊接原则　　在罐底板的焊接过程中，应始终遵循以下的焊接原则：先焊短焊缝，后焊中长焊缝，然后焊接通长焊缝（即廊板缝），预留收缩缝（即龟甲缝），待罐底大角焊缝焊接完毕再进行收缩缝的焊接。3.2罐底板的焊接顺序　　由于排板时中幅板由中心向四周对称排列，因

4、此，焊接时应由中心向四周对称焊接，采用分段退焊，焊接时焊工均匀分布，等速、等参数同步施焊。3.3中幅板与边缘板的焊接方法　　底板中幅板与边缘板对接焊缝的焊接采用焊条电弧焊打底，埋弧焊盖面。打底焊采用焊条LB-62，盖面焊采用焊丝US-49、焊剂MF-38A，焊接工艺参数见表2。3.4焊缝的坡口形式　　为了减少焊缝金属填充量，热输入应较小，底板中幅板对接焊缝的坡口形式见图2，底板中幅板与边缘板收缩缝的坡口形式见图3。4底板中幅板的焊接4.1底板中幅板垫板的铺设与点焊　　底板所有对接焊缝下垫100mm宽与焊缝等长的

5、垫板（材质为Q235-A，厚6mm）。所有丁字缝处加150mmX150mmX6mm的同材质辅助垫板。　　垫板由罐中心分成4个90°(扇面，分4组从内到外排列垫板，垫板铺设与中幅板焊接同步进行，一般能保证第2天的工作量即可，杜绝一次焊接成网状，并以此法施工直至完成。垫板点焊与中幅板铺设同步进行，先点焊固定，安装找平后，各节点再间隔跳焊，4组人员要相互配合进行焊接，以保证其平整度。垫板间的对接焊缝要求满焊、焊透，焊后表面磨平，坡口组对间隙4mm。4.2底板中幅板的焊接4.2.1罐底板中幅板对接焊缝的焊接顺序　　按隔

6、条焊接原则，先焊接中、长焊缝，其次焊接短焊缝，然后焊接其间的廊板缝，依此类推。4.2.2中幅板对接焊缝的焊接　　中幅板每条焊缝焊接前，沿焊缝长度方向用12m长的12#工字钢进行加固，见图4，待焊接完毕拆除。焊条电弧焊打底的起始点距丁字缝500mm（这部分暂不焊，待大角焊缝焊后、焊接龟甲缝之前再完成），埋弧焊起始点距打底焊的起始点100mm。　　中幅板通长焊缝的各条焊缝按隔条焊接的原则进行施焊。焊前先进行加固，丁字缝处用卡具加固，如图5所示。中长焊缝两端各用1块厚为20mm的钢板垫起，补偿焊接过程中产生的收缩变形

7、。然后将焊缝均分为4段，每段由1名焊工打底，按分段退焊、隔段跳焊的方法进行，长度为400mm，严格控制4名焊工的焊接速度及焊接工艺参数。用埋弧焊进行盖面焊接时，将焊缝均匀分为4段，采用分段退焊，焊接时错开接头部位。　　廊板长度为3m的拼缝由2名焊工按分段退焊、隔段跳焊的原则打底，每段长度400mm，埋弧焊填充盖面焊接时，错开焊接接头。先将相邻中幅板由单片逐渐连成大片，再将廊板由单片连成大片，然后由圆心向外进行中幅板与廊板间的焊接（廊板缝焊接）。中幅板与廊板之间的焊缝焊前先加固如图4所示，然后将焊缝均分为16段，

8、每段长约4m，由16名焊工同速、等参数分段退焊、隔段跳焊且沿一个方向施焊，每段长400mm。对于中幅板与廊板之间的丁字缝，先将中幅板方向的焊缝用手工焊焊接（打底+填充+盖面）完毕，再将廊板方向的焊缝用埋弧焊盖面，焊接时将焊缝均分为4段，每段由"台埋弧焊机焊接。在每台埋弧焊机的焊接区域内，将焊缝按每段4m均分，分段退焊。每条中幅板与廊板间的焊缝用4台埋弧焊机同时施焊，严格控制焊接速度，做