第一篇：簡析立式拱頂鋼油罐制作工藝及焊接變形控制策略

簡析立式拱頂鋼油罐制作工藝及焊接變形控制策略

摘要：隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的交通運(yùn)輸業(yè)取得了快速的進(jìn)步與發(fā)展，作為石油與石油產(chǎn)品的儲(chǔ)存設(shè)備，對(duì)于油罐的需求量越來越多，其中應(yīng)用最為廣泛的就是立式拱頂鋼油罐，在其制作過程中，保證焊接工藝的準(zhǔn)確性，以便于對(duì)焊接變形進(jìn)行有效控制是非常必要的，本文就主要對(duì)立式拱頂鋼油罐的制作工藝及焊接變形控制予以簡單分析。關(guān)鍵詞：立式拱頂鋼油罐；制作工藝；焊接變形；控制策略

由于立式拱頂鋼油罐的特殊使用要求，為了保證其使用質(zhì)量的合格性，國家在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于其罐體各個(gè)部位的集合形狀、尺寸允許變形量、焊接質(zhì)量等都予以了明確規(guī)定，但是在實(shí)際的制作施工過程中，由于其體積比較大，尺寸成形控制具有較大難度，這使得其焊接施工過程中很容易出現(xiàn)焊接變形，對(duì)于其施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，作為其制作過程中的焊接變形控制顯得非常的必要。

一、立式拱頂鋼油罐的結(jié)構(gòu)及施工方法

在實(shí)際應(yīng)用中，大型的立式拱頂鋼油罐通常由灌頂、罐壁、罐底及相應(yīng)的附件組成，其罐壁的鋼板厚度通常為5到8毫米，并且壁板的厚度表現(xiàn)為從上到下逐漸增大的特點(diǎn)，在其制作的過程中，主要采用對(duì)接式與搭接式兩種組合方式，不管是頂板的施工，還是壁板與底板的施工，都需要經(jīng)過排版圖的繪制、預(yù)制板的拼接、組裝焊接等幾道工序來完成，在安裝的過程中，其安裝順序也是先進(jìn)行底板的安裝，再進(jìn)行頂板安裝的過程中，最后應(yīng)用倒裝的方法開展施工，在其拼接施工與組裝施工的過程中，由于其具有較多的焊縫，并且為雙面連續(xù)焊，這使得焊接脹縮所導(dǎo)致的幾何變形與應(yīng)力集中是難以完全避免的，所以在立式拱頂鋼油罐的制作過程中，應(yīng)該積極采取有效的措施，防止各種形式的幾何變形，以便于保證所制作的成品不僅能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求，還能夠有效的消除應(yīng)力破壞隱患，這能夠有效的延長油罐的使用壽命。

二、立式拱頂鋼油罐罐底的制作及焊接變形控制

本次研究中的鋼油罐的罐體底板是應(yīng)用條形邊緣板與對(duì)稱矩形中幅板通過搭接的方式來組成，在開始預(yù)制之前，首先需要進(jìn)行制版圖的繪制，在排版的過程中其直徑按照設(shè)計(jì)直徑放大0.1%~。2%，之后按照設(shè)計(jì)尺寸以及板材的實(shí)際規(guī)格對(duì)每塊邊緣板與中幅板的下料尺寸予以合理設(shè)計(jì)，以便于有效的減少邊角料所導(dǎo)致的浪費(fèi)，在每塊底板的下料完成之后，應(yīng)該對(duì)照排板圖為其編寫相應(yīng)的號(hào)碼，這能夠防止在組裝的過程中出現(xiàn)混亂與差錯(cuò)，在底板的組合過程中，應(yīng)該從中心板開始向周圍方向進(jìn)行輻射排板，在搭接的過程中，應(yīng)該將搭接寬度控制在設(shè)計(jì)尺寸的正負(fù)5毫米的范圍進(jìn)行調(diào)整、定位與點(diǎn)焊固定。另外一個(gè)需要注意的問

題是：搭接接頭處三層鋼板的重疊部分，應(yīng)該將上層鋼板進(jìn)行切角，其切角的長度值應(yīng)該為搭接長度的兩倍，寬度應(yīng)該為搭接長度的三分之二。在開展罐底板的組裝焊接的過程中，底板的定位過程中，應(yīng)該對(duì)點(diǎn)焊的數(shù)量合理控制，若點(diǎn)焊的數(shù)量太多，在實(shí)施整體施焊之后很容易導(dǎo)致出現(xiàn)底板的起拱現(xiàn)象，但是若點(diǎn)焊的數(shù)量太少，又很容易在施焊的過程中引起崩裂，難以起到良好的整體控制的目的，因此，在開展罐體底板焊接的U工程中，不僅要掌握正確的施工施焊順序，還應(yīng)該積極的采取相應(yīng)的輔助措施來有效的防止其變形。

依據(jù)立式拱頂鋼油罐罐底的制作工藝及焊接順序，提出下列的焊接變形控制措施：（1）在根據(jù)來料情況進(jìn)行排板圖的控制的過程中，應(yīng)該對(duì)焊縫的位置合理安排，防止焊縫在某一個(gè)小區(qū)域中的集中；（2）對(duì)焊接電流合理控制，應(yīng)用分段退焊的方式來有效的減小焊接線的能量與熱影響區(qū)；（3）在罐底板的焊接過程中，應(yīng)該保證焊接順序的合理性，通常情況下是先進(jìn)行短縫的焊接再開展長縫的焊接，并從中心向兩邊開展焊接，從原則上來講，每條焊縫都可以盡量的收縮，以便于鋼板與焊縫中的內(nèi)應(yīng)力能夠有效的減少，這對(duì)于減少罐底板的變形具有積極的作用；（4）在焊接過程中進(jìn)行搭接時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用夾具使其盡量的貼緊，并且每條焊縫都應(yīng)該焊接兩遍以上；（5）罐底與罐壁間兩側(cè)的角縫應(yīng)該各焊接3遍成形，以便于在焊接過程中獲得較高的沖擊韌性，在具體的焊接過程中，先將內(nèi)側(cè)的3遍焊完之后再進(jìn)行外側(cè)的焊接，也可以內(nèi)側(cè)一遍、外側(cè)一遍交替開展，但是如果先開展外側(cè)的焊接，就會(huì)導(dǎo)致底板的外緣上翹，不僅會(huì)對(duì)油罐的美觀性產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)罐底的受力狀況產(chǎn)生影響；（6）通過錘擊焊縫來提升焊縫的延伸性能，以便于焊縫中的殘余應(yīng)力有效降低。

三、立式拱頂鋼油罐罐壁的制作及焊接變形控制

在罐壁的制作過程中，應(yīng)用人工拉葫蘆頂升的方式倒裝法開展施工，具體的立柱與葫蘆的裝設(shè)數(shù)量，應(yīng)該依據(jù)罐壁的具體重量來進(jìn)行設(shè)置，在頂層罐壁的施工過程中，由于其質(zhì)量比較小，葫蘆的用量就會(huì)明顯減少，在罐壁的制作安裝過程中，除了頂層第一圈的壁板應(yīng)該組裝成圈以便于很好的滿足灌頂?shù)慕M裝要求之外，其余每層都應(yīng)該流出一塊一米多長的活口扳，等待上層頂升到位之后再補(bǔ)裝成圈，這不僅能夠有效減少焊接應(yīng)力，還能夠有效提升罐中的采光與通風(fēng)效果，為工作人員進(jìn)出油罐提供便利。在壁板的預(yù)制加工過程中，主要是依據(jù)設(shè)計(jì)層數(shù)、直徑、板材規(guī)格、壁厚等要求，對(duì)各層的壁板的長寬以及所需的塊數(shù)進(jìn)行確定，但是要求各圈壁板的縱向焊縫應(yīng)該向同一個(gè)方向逐圈錯(cuò)開；在壁板的組裝過程中，為了防止其在吊裝過程中出現(xiàn)弧度變異，應(yīng)該應(yīng)用弧形吊具，將壁板立靠在弧形鋼管的橫擔(dān)上進(jìn)行吊裝。

在其焊接變形控制過程中，應(yīng)該注意下列問題：（1）壁板應(yīng)該從頂圈中開始組裝焊接，在頂圈組焊的過程中，將預(yù)制好的壁板圍著脹圈與灌頂包邊角鋼，在電焊定位之后實(shí)施縱縫焊接；（2）壁板搭接環(huán)縫的焊接過程中，應(yīng)該由多名焊工均勻分布，分段順著同一個(gè)方向施焊，電焊完成之后再開始正式的焊接；（3）油罐焊接過程中壁板焊縫所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力比較大，應(yīng)該保證其焊接順序的合理性，以便于焊縫能夠自由收縮，是焊縫能夠得到延伸，有效降低殘余應(yīng)力。

四、立式拱頂鋼油罐灌頂?shù)闹谱骷昂附幼冃慰刂?/p>

立式拱頂鋼油罐的灌頂通常是由一塊中心傘形頂板與一定數(shù)量的扇形弧板組成，中心板與扇形弧板內(nèi)側(cè)都有縱向與軸向的加強(qiáng)鋼肋，在頂板的組裝之前，應(yīng)該盡可能仔細(xì)的架設(shè)好頂板的組裝構(gòu)架，以便于打下良好基礎(chǔ)，并且各個(gè)環(huán)支撐圓圈的裝設(shè)高度必須要能夠滿足扇形弧板的弧度要求，在組合扇形弧板的吊裝時(shí)，應(yīng)該先畫好等分線的對(duì)稱方向一次增加組裝，一直到整體頂板初步形成之后，對(duì)間隙進(jìn)行調(diào)整之后應(yīng)用電焊來進(jìn)行固定，并將其搭接寬度的允許偏差控制在正負(fù)5毫米的范圍內(nèi)。

在灌頂?shù)暮附舆^程中，應(yīng)該在其頂板拼裝完成之后，焊工在拱頂上對(duì)稱的分布，隔縫施焊，并且時(shí)從中心向外分段退焊，灌頂中心圓板在罐體收縮縫焊完之后在進(jìn)行焊接，若出現(xiàn)罐內(nèi)壓力超限的情況，應(yīng)該將球殼掀開，防止罐壁的破裂，因此在進(jìn)行灌頂板與包邊角鋼之間的焊接時(shí)，只需要在外側(cè)應(yīng)用單邊的連續(xù)焊。結(jié)束語

在立式拱頂鋼油罐的制作過程中，其制作工藝比較復(fù)雜，并且是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，應(yīng)該對(duì)各種情況進(jìn)行綜合考慮，選擇合理的制作工藝，同時(shí)要對(duì)各種影響焊接變形的因素進(jìn)行有效分析，以便于制定出有效的控制焊接變形的策略，對(duì)于降低其焊接變形具有積極的作用。參考文獻(xiàn)

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