大型储罐底板焊接变形的控制

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1、大型储罐底板焊接变形的控制摘要：大型储罐底板焊接质量及焊接变形控制是保证储罐整体施工质量的关键点。本文从罐底板焊接变形的形成，焊工管理，焊接工艺评定，合理设计底板排板图，罐底中幅板、边缘板、大角焊缝、收缩缝的组对与焊接及其变形控制，合理布置焊接顺序，合理设置防变形工装等方面，论述了大型储罐罐底板焊接质量和焊接变形的控制措施，有效地控制了底板焊接变形。关键词：大型储罐罐底板排板形式中幅板长焊缝边缘板焊接变形引言在大型储罐现场制造过程中，焊接变形的控制始终是无法回避的难点，尤其是大型储罐底板的焊接，在焊接过程中，焊缝在加热和冷却过程中的纵向与横向收缩很

2、容易引起底板变形并且变形往往很大。焊后引起底板最大变形的还有就是焊接壁板与底板连接的双面角焊缝，其焊后周边缩短，如不能自由收缩，就很容易造成底板较大的变形。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。同时，罐底板与罐基础是紧密连接的，因此对罐底板日后的维修是非常困难的。所以，大型储罐底板现场焊接及变形控制是保证储罐整体施工质量的关键点。我公司2011年承接的广州发展碧辟油品有限公司南沙油库二期项目，总库容306500m3的油库，共计油罐43台，其中：30000m3储罐4台（内浮顶油罐，储罐直径42m）、10000m3储罐12台（内浮顶

3、油罐），其余是5000m3及以下的储罐。我司通过采用合理的排板、合理的焊接方法、焊接顺序及行之有效的防变形控制措施，实行全过程的质量控制，使人、机、料、法各因素均处于良好的受控状态，使罐底板的焊接变形得到了有效控制，从而保证罐底的焊接质量，圆满地完成了施工任务，并得到了建设单位的好评。111罐底板焊接变形的形成1.1焊接变形产生机理焊接是一个不均匀的局部加热过程，电弧在焊缝上的最高温度可达材料的沸点，而焊缝区以外的金属温度则急剧下降。这就使得构件上的温度分布极不均匀，造成高温区域冷却后产生收缩量大，低温区域收缩量小，这种不平衡的收缩导致了构件形状的

4、改变。在某一时间内，焊后被焊金属的变形主要表现在三个方向上：即沿焊缝长度方向的纵向收缩和垂直于焊缝长度方向的横向收缩，沿厚度方向上的不同厚度处不等收缩，也就是围绕焊缝轴线的角度变化。正是由于这三个方向的收缩，造成焊接的各种变形。变形量的大小取决于材料的机械性能和热物理性能、焊缝长度和厚度、接头在空间的位置、焊接方法以及施焊条件，还有焊后的冷却条件等。1.2罐底板主要变形形式1.2.1波浪变形：波浪变形的产生原因有两种，一种是板的焊缝在厚度方向上产生不均匀横向收缩带来的，即角变形带来的，另一种是由于焊接过程给钢板带来的压应力造成了板的局部失稳屈曲。前

5、者可以用控制角变形的方法来解决，而后者则必须设法降低焊接内应力或改变其分布规律。1.2.2角变形角变形的产生是由于接头处沿板厚方向温度不均匀分布造成横向收缩不一致引起的。因而角变形的大小取决于钢板接头的刚度和温度不均匀分布的程度，具体说即取决于坡口的形状尺寸和焊接方法。1.3罐底板焊接变形分析1.3.1边缘板对接焊缝靠外缘300mm部位在未焊接时，边缘板处于自由状态，由于焊缝横向收缩不均匀可引起角变形，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。1.3.2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的存在

6、，焊接后也常有多种残余变形(既有收缩变形和弯曲变形，同时还伴有扭曲变形、角变形和波浪变形)的同时存在，不仅影响罐底的尺寸精度和外观，而且可能降低其承载能力。1.3.3边缘板与第一圈壁板角焊缝的焊接过程中，焊接横向收缩引起的角变形和弯曲变形，使组对合格的第一圈壁板倾斜和热影响区内的罐底11边缘板弯曲变形，不能与基础完全贴合，影响第二圈壁板的组对及剩余罐底边缘板的焊接质量。1.3.4边缘板与中幅板之间收缩缝的焊接同样会产生多种残余变形。但由于为罐底焊接的最后一道工序，此时内浮顶与罐底已经进行了组对，依靠内浮顶和罐壁的自重和内浮顶的多个支撑点的加压及罐壁

7、的加压起到刚性固定的作用。尤其是对抑制角变形和波浪变形更为有效。所以边缘板与中幅板之间收缩缝的焊接一般不会产生较大的变形。2焊工管理参加施焊的焊工必须按TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》考试合格，确认焊工合格证原件有相对应的焊接合格项目。在该工程中，我们所采用的焊工，焊接经验丰富，焊接技术精湛，并在工程正式施焊前，进行有针对性的练兵和考核，合格后方可上岗焊接。由项目部签发相应的焊工上岗卡片，卡片标记焊工持有的合格焊接项目。焊工持卡上岗，并随时提供给各级检查和管理人员检查。3焊接工艺评定施焊前需严格按设计文件要求的标准、规范和

8、现场实际情况编制焊接施工方案，按照NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》的要求进行焊接工艺评定，编制焊接工艺