大型储罐底板焊接变形控制

【摘 要】在我单位承接的氧化铝工程中,有很大部分是各种规格的大型储罐,直径从16米到42米不等,底部结构不外乎锥底或者平底,最常见的是分解槽,而这些大型储罐底板的变形量控制,对于工程质量非常重要,本文以分解槽施工为例,浅谈大型储罐底板变形量的控制.

【关 键 词】大型储罐底板焊接变形量控制

1前言

在我单位承接的大型槽罐中,以分解槽为多,分解槽规格多为Φ14×32m,为大型平底储罐,由于底板直径大而且薄,焊接工作量大,易产生焊接变形,而且底板的平整度直接影响壁板的组对精度,对整个分解槽的施工质量影响非常大.因此本文就分解槽的底板变形量控制进行浅谈.

2分解槽底板焊接变形控制

2.1分解槽底板形式

分解槽底板由中幅板与边缘板两部分组成,中幅板搭接在边缘板上.中幅板厚度为10mm,边缘板板厚度为16mm,材质均为16MnR.

2.2焊接变形与焊后残余应力的关系

控制大面积焊接工程的焊接变形,不能从某一方面去考虑,而应综合考虑,实践经验告诉我们,焊接过程产生的焊接变形和焊后残余应力并不是两种孤立的现象,两者之间是有机联系的,他们同时存在于同一焊件.

在实践当中,我们通过利用外部条件来约束焊缝,即在平焊缝处点焊上门形卡,壁板与地板的角焊缝处点焊上三角板,造成约束应力,并将焊缝全部点固,使其刚性增加.这样就达到了增加焊接残余应力,以减少焊接变形的目的.

2.3焊接线能量

在底板焊接前,我们还要考虑到在保证焊接质量的前提下,尽量减少焊接能量的输入,这样就从源头减少底板焊接加工的总能量,能同时减少焊接残余应力及焊接变形,这就需要我们制定合理的,正确的焊接参数,在底板焊接前,我们通过做焊接试验,通过实验焊件确定最合理的焊接电流,电压及焊接速度,选定能保证焊件焊接质量的最合理焊接线能量,并制定焊接作业指导书.

2.4分解槽底板的焊接变形形式

分解槽底板的焊接变形,主要在以下几个方面：

（1）边缘板对接焊缝未焊接前,处于自由状态,由于焊缝横向收缩不均匀引起角变形,使边缘板和基础表面不能完全接触,从而影响第一圈壁板的组对.

（2）中幅板焊接时,由于焊缝较集中,且多为长焊缝,多层焊,焊接过程中有多种焊接应力存在,焊接后,也常有多种残余变形同时存在.

（3）边缘板与第一圈壁板的角焊缝的焊接过程中,焊接的横向收缩引起角变形,使边缘板弯曲不能与基础贴合完好,且影响壁板的垂直度.

（4）边缘板与中幅板的对接缝焊接同样使底板产生波浪变形和起拱,故在焊中幅板时须预留伸缩缝.

2.5控制底板焊接变形的焊接方法

制定好焊接参数及焊前准备后,还须制定合理的焊接顺序,主要遵循以下原则：先焊短焊缝,在焊中长焊缝,然后焊通长焊缝,预留收缩缝,待立板与底板的大脚缝焊接完毕后,焊接腹板与边缘板的焊缝,最后焊收缩缝.具体焊接顺序和方法如图1：

（1）按照图示首先将各种短缝及中长焊缝焊接（即焊缝1—5）,焊接时严格按照焊接作业指导书参数进行,可选择4名焊工对称焊接,焊缝在焊前都点焊牢固,并加上每隔1.2—1.5米加上门卡约束,保证焊接质量.在焊接通长焊缝时（如焊缝3,4）,采用分段跳焊法,须2名焊工从中心处各往两边跳焊.

（2）焊接壁板与立板的大脚缝（即焊缝6）,先焊接内脚缝,在焊接外角缝,可用4名或6名焊工对称分布,沿同一方向分段跳焊.

（3）焊接通中心长焊缝（即焊缝7）,也采用分段跳焊法,

（4）焊接中幅板与弓形板的对接缝,这道焊缝应重点是释放焊接应力,在焊其余缝时,此道焊缝不能点焊,让其自由伸缩.待其余焊缝冷却后,在点固并加上门型卡具进行焊接,焊接时,也必须使焊工对称分布向同一方向分段跳焊.

（5）最后焊接预留收缩缝（即焊缝9,10）,全部焊接完毕后,待焊缝冷却方可拆除所有约束卡具.

3结语

根据以上所述,控制大型储罐底板的焊接变形,不能单一考虑,应该综合考虑,从排版,到下料切割,在到焊接方案,都能影响焊接变形,在我公司多个分解槽施工项目施工中,正是采用了合理的施工方案及焊接方案,成功安装了多台分解槽,其中底板的焊接质量及焊后变形都在允许范围之内,完全满足了规范要求,取得了较好的效果.