对大型油品储罐底板焊接变形控制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com《机电技术》2005年第2期大型油品储罐底板焊接变形控制张志强建省工业设备安装有限公司福建福州350011)摘要：大型油品储罐底板焊接变形的控制，关系着整个油罐制作安装的成败。本文以工程实例阐述了罐底板排版设计、焊接工艺选择、焊接施工程序控制的优化配置，使罐底板焊接变形得到了有效控制，提高了罐底板施工质量，同时缩短工期、降低成本。获得了较好的经济效益。关键词：排版型式焊接工艺变形控制中图分类号：TG441．2文献标识码：A文章编号：1672—4801(2005)02—118—040概述目前大型油品储罐的罐底板基于罐整体使用寿命和安全可

2、靠性考虑，均采用全对接(带垫板)接头型式，这种焊接结构设计型式无疑增加了焊接施工的技术难度。我司在福建炼油厂新油库区204单元4台50000m成品油罐工程施工过程中，通过罐底板焊接结构特点、焊接变形规律分析，焊接工艺评定试验和现场焊接模拟实验，根据到货材料规格，进行了罐底板排版设计，采用了罐底中幅板“偶纵列丁字型排版法”、“垫板预留收缩缝”、“药芯焊丝CO半自动焊工艺”，形成了完善的焊接施工技术方案，并且在施工过程始终严格执行“焊接施工程序控制”，使油罐底板局部凹凸度平均值≤27．48ram，最大变形量为标准允许值2／100L的65％，施工质量优良。受到中石化北京设计院和福炼厂工程

3、质量监督站的高度评价和赞赏，该工程投产次年荣获“福建省优质工程奖”。1罐底板排版设计1．1焊接结构特点分析储罐底板由弧形边缘板、中幅板、垫板组成。每台油罐底板总重约195t，面积2850m，接缝总长约2400m，包括垫板的对接、T型接头，设计规范要求全焊透(带垫板的对接接头)o这种结构要求对底板的相对自由膨胀、收缩很不利，势必加大底板与垫板之间的错位剪切应力，容易造成波浪变形和扭曲变形。罐底板主要设计参数(见表1)表1五万m成品油罐底板材质、规格及重量名称材质规格(mm)数量(块)重量(t)中幅板SS418000X1800X8200165．58垫板Q235AF一100×824001

4、16．77边缘板SPY3559500×1250×142023．OO1．2罐底板排版型式选择通常罐底板的排版型式有：条型、人字型、丁字型排版法。根据到货材料规格，我们经过分析对比，选择了“偶纵列丁字型排版法”(指面朝建北罐底纵向铺设的中幅板列数为偶数的丁字形排板型式)o详细参见图1“底板排板图比较”)o1．3应用这种排板法有以下特点：1)与施工图设计的“奇纵列丁字型排板法”相比，罐底板中心处为横向列板，有利于中幅板贴紧“圆锥形”基础面，提高底板铺设、定位焊速度，减少组焊变形。2)罐底板焊缝布置较“人字型”或“条型”排板法合理，焊接应力在整个底板分布较为均匀，底板变形相ll8维普资讯h

5、ttp://www.cqvip.com《机电技术》2005年第2期对较小。3)中幅板“短缝”(各列中幅板之间的对接焊缝)，与“长缝”(横向排列、纵向排列中幅板之间的对接焊缝)的长度之比为2．25：l，短缝约占接缝总长度的70％，按“先短缝后长缝”的施焊程序，中幅板大部分接缝都可以在处于相对自由膨胀收缩的状态下施焊，使中幅板整体变形趋向于最小。4)有利于展开工作面，只要中心板定位、划线后，就可以由中间向两边两侧铺设，方法简单，容易形成流水施工作业面，提高铺设效率。原设计“奇纵列丁字型排版图”修改后“偶纵列丁字型排版图”图1罐底板排版图比较1．横向排列中幅板2．纵向排列中幅板3．弓形边

6、缘板4．清扫孑L底板2焊接工艺选择1)焊接变形规律分析：由于焊接热过程的局部性，瞬时性和移动性，焊接应力引起的焊接变形是必然存在的。要控制焊接变形的大小，就必须找出它的主要影响因素，分析变形的方向，变形的量值和变形的规律，通过选择恰当的焊接工艺方法，进行必要的试验和比较，编制合适的焊接工艺规程，使焊接应力应变趋于最小。www.bzfxw.com2．}‘‘药芯焊丝CO半自动焊接工艺”最近在生产上得到广泛运用，是因为它的焊接坡口角度少，焊缝截面积小，既可以节省焊材又可以提高焊接速度，同时焊接变形相比较埋弧焊和焊条电弧焊都要小。是一种高效率的焊接新技术。31通过可行性分析和焊接工艺试验综

7、合论证：罐底图2中幅板短缝组对间隙限位卡具及各单元焊接顺序示意图板焊接采用“药芯焊丝CO半自动焊接工艺”，同时兼有焊条电弧焊的灵活性和埋弧自动焊的高效性，又避免了埋弧自动焊线能量大焊接变形大，焊条电弧焊焊缝成形系数大效率低变形大的缺点。4)采用“药芯焊丝cO半自动焊接工艺”，罐底中幅板板厚仅8ram不必开坡口(I型坡口)直接窄间隙组对施焊，可以减少中幅板的预制工序，节省时间，降低成本。同时，又有利于企业施工资源的优化配置，提高企业的综合经济效益。3焊接施工程序控制1)