储罐包边角钢组装焊接工艺探讨.pdf

E& C Technology工程技术
储罐包边角钢组装焊接工艺探讨
王宏光张国华胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山东滨州256602
摘要大部分施工单位组装焊接时是将煨制出厂的角钢,用储罐的曲率样板进行检修去头后就单根组焊于罐壁。借用外
力及杆件顶拉方法控制罐体椭圆度,罐顶板边缘和包边角钢均产生较大的焊接变形和残余应力。根据我单位制作
球罐的经验,总结出包边角钢组装焊接后结构变形量小和存在内应力最少的工艺方法及防止组装焊接变形的措
施
关键词立式储罐包边角钢组装焊接应力变形
中图分类号TG457
文献标识码B文章编号1672-9323(2009)06-0068-02
前言
场若不及时矫正,待组对到罐壁上经焊接后,这些问题就会导致
对于金属拱顶储罐包边角钢的组装焊接,目前各制作安装较大的变形,其应力将留于罐体。
企业的工艺技术大同小异,而储罐热煴包边角钢的组装焊接或2.3储罐包边角钢的作用与成形质量
防焊接变形措施和方法在各种书籍中也无具体论述,可查阅的
金属储罐的包边角钢大部分采用∠60以上的等边或不等
仅为“煨制角钢的方法和胎具的制做和要求,以及型钢的矫正方边的型钢煨制而成,它安装在罐壁顶端与罐顶连接的地方,其日
法”。为此根据当前金属储罐施工的实际情况,本文论述立式金的一是连接罐壁与罐顶,二是增加鏈体的钢性。我们知道胀圈的
属储罐热煨包边角钢组裝焊接的施工过程,方法及特点,并将我作用是控制罐体的椭圆度,它的钢性要比该储罐包边角钢的钢
単位在制造500m1~5000m倒装拱顶罐和10000浮顶正装储性要大,而包边角钢的钢性又要大于罐壁板。由此可见壁板是
罐总结出的结构变形量小和存在内应力最少的工艺方法与同行随着包边角钢的钢性而定型,角钢圈曲率半径的优劣直接关乎
进行交流。
储罐成形质量和外形的好坏。
2角钢的煨制、组装、焊接、矫正与变形分析
2.4角钢的组装焊接与变形
2.1传统角钢的组装焊接方法
金属焊接是再次治金的过程,焊接变形不可能完全消除,但
储罐包边角钢组装焊接方法已形成了一种传统模式,大部合理的焊接方法和焊接顺序,加上钢性固定和反变形等措施,是
分施工单位是将煨制出厂的角钢,用储罐的曲率样板进行检修
防止和控制焊接变形的有效方法。一具储罐的包边角钢要经立、
去头后就单根组焊于罐壁。整圈包边角钢组对完毕后,借用外力
平两条环向焊鏠连续施焊和一条环仰断续、连续施焊,每次焊后
及杆件顶拉方法来控制罐体的椭圆度和局部凹凸变形,焊接施都会有纵、横向收缩变形。纵向收缩量随着焊縫长度増加而增
焊时大部分均采用连续焊接法完成,待罐顶“瓜皮板”及包边角加,横向则是随宽度增加而增加,通常焊缝的纵向收缩率为
钢施焊完毕后,再拆除顶拉等施力物件,当罐顶多条搭接焊缝和0.2~0.4mrm/m,焊缝的横向收缩率为0.4~1mm/m,对储罐
包边角钢的两条环向焊縫施焊后,罐顶板边缘和包边角钢均产包边角钢的焊缝来讲纵、横向收缩都很重要。一座300備罐
生较大的焊接变形和残余应力。
包边角钢上的纵向焊缝接焊收缩量在12~24mm,当第一条焊
2.2型钢的煨制与矫正
缝在角钢立面施焊时,角钢圈的钢性虽然可以控制一些焊接收
热煨型钢质量的好坏主要取决于胎具和加热温度,其次是
缩量,但收缩时产生的应力仍然存在。当焊缝焊接时,焊鏠和热
终止和环境温度,型钢煨制胎具及煨制温度适当,煨制型钢的质影响区冷却时产生收缩力,此时角钢的钢性产生一定的反作用
量就好,反之则差。预制单位热煨的包边角钢一般长度只有4
力来约束,角钢的钢性大收缩量就小,反之则大。当第二条焊缝
6m,而一台300o0储罐,它需要包边角钢的长度约为56m,则在角钢圈平面施焊时,焊接高温区和热影响区再次产生焊接变
需要热煨包边角钢10~16根,每根角钢加热与煨制时的温度不
形,并与包边角钢上环立焊缝和罐顶多条搭接焊缝的应力汇集
可能完全相同,这样就使角钢收缩程度不同,角钢的曲率半径也
这时结构会产生较大的残余应力。包边角钢断面和表而均有明
就不可能完全相同,还可能伴有扭曲变形等现象。出现大的变形
显的集聚变形,直接影响到罐体的外观成型。甚至造成罐顶板边
时预制单位会进行修矫,而小问题就带到了施工现场,在施工现缘产生凹凸变形,使该节壁板下端局部出现“裙状”变形(见图1
681石油化工建设09.0
兔WW.ututu.com
焊接前后之比)
3.2.3罐顶的组装
在包边角钢上,按划分好的等分中间和搭接焊缝处单面点
焊一块“龙门板”(点焊的位置于罐壁内侧),随后进行各块罐顶
包边角钢
包边角钢
板的吊装组对直至周圈,组对时,各块罐顶板下端采用“锲式夹
变形区域呐
具”锲紧,并点焊牢固(见图2偰式夹具现场)。
3.2.4选择合理的焊接顺序,防止和减少焊接变形
爆接前
焊接后
罐顶“瓜皮板”搭接焊缝的焊接,在整个罐顶组装完毕后进
行,施焊的顺序是:先内后外,拱顶外按扇形板的块数合理安排
数名焊工按对称的焊接方法进行施焊。每名焊工施焊的块数不
图1焊接前后对比图
得小于三块罐顶板,每条搭接焊缝按分段跳焊法施焊,罐顶各块
3组装焊接的方法
3.1角钢的矫正与对接
瓜皮板”的搭接焊缝焊接完毕后,进行罐顶大圈和包边角钢环
3.1.1包边角钢的初检矫正
平面焊缝组对。
当罐底铺设完毕或在包边角钢组装前,适当安排几名施工
人员,先将煨制的包边角钢用曲率样板进行单根初检矫正,对曲
率或强度值过大的角钢,可采用加热或捶击矫正,加热时形状可
为了保证立式储鑵
根据结构变形的实际情况来选择(线状和三角行状)。并选择好
外观及成形质量,使包
加热区位置,控制好加热的温度和加热火焰的氧气乙炔比率,按边角钢的连接支撑、校
先主后次的原则进行,同时还要注意终止时的温度检查曲率,合圆作用得到发挥,且使
格的角钢用磨光机把氧化皮打磨干净,测量后用样板划出切割在组装焊接过程中,尽
线,割去角钢直头料待用。
可能少的发生焊接变
3.1.2防止或减少包边角钢的焊接变形
形,尽可能少的出现焊
把该储罐的胀圈选一根平放于地面,将初矫合格的角钢放接应力,我们在进行包
到胀圈平面上进行对接,对接的长短视储罐直径的大小和角钢边角钢的环立、平位焊
图2锲式夹具现场
长短而确定(-般2~3根接一为宜),按胀圈曲率半径进行角钢缝焊接时,按储罐直径
对接和双面焊接,把接长的角钢平放于罐底事先划好的园弧上,大小适当安排几名焊工施焊,焊接电流选择适当,要求每名焊工
再进行角钢圈的矫正和曲率检查。并做好组装的准备[作。
的焊接长度不得小于4000~-6000m1采用分段顺向跳焊法施
3.2采用钢性控制及合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊接应焊,每次跳焊的焊接长度为500~800mm,根据罐体材质一般选
用型号为E4303、4.0mm焊条,焊接电流为130~180A。这样
3.2.1胀圈的安装
使包边角钢的组装焊接完全达到了设计规定的各项技术质量标
第一圈镳壁立缝吊装组对点焊牢固后,先沿罐壁内周圈划准的要求(见图3质量检验现场)。
出包边角钢的组对线,随后在包边角钢组对线的下端,300
2.5胀圈的拆除
400mm罐壁处,沿周圈划出胀圈的安装位置线并安装胀圈托板
包边角钢组