关于双盘式浮顶原油罐浮顶焊接变形控制新方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3。卷第5期MACHINERYANDEQUIPMENTPMENTf椰横设备I83l椰横设备Ioo双盘式浮顶原油罐浮顶焊接变形控制新方法段锡忠张毅谢兵张有渝罗林林1．宝钢集团新疆八一钢铁有限公司金属制品有限公司，新疆乌鲁木齐8300222．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041摘要：针对10x10m双盘式浮顶原油罐结构特点，介绍了浮顶顶板组装质量的重要性，从设计和施工两方面分析了影响浮顶顶板组装平整度的原因。此类大型钢结构组件，焊接应力是导致焊接变形的主要原因

2、。结合工程实际，就10xl04m双盘式浮顶原油罐浮顶组装，探讨通过对浮顶顶板焊接工艺和施工工序的优化，达到改善焊接应力、控制焊接变形的目的，提高双盘式浮顶原油罐浮顶顶板组装质量。实践证明改进后的焊接顺序较常规焊接顺序更合理。关键词：浮顶油罐；焊接应力；焊接顺序；变形控制文献标识码：A文章编号：1006—5539(2012)05—0083—050前言盘式浮顶主要由浮顶顶板、浮顶底板、边缘环板、环向大型立式圆筒形钢制储罐是石油化工行业重要隔板、径向隔板及桁架等组成，见图1；单盘式浮顶主的储存设备，容积大于lOxlOm的立式圆

3、筒形储罐，要由带加强筋的单层顶板和环形浮舱两部分组成。习惯称为大型储罐口]。自1985年从日本引进第一台无论是通过焊接或是拉铆固定，浮顶顶板组装质10xl0m浮顶油罐，到目前我国“20xlO111原油储罐量都直接影响浮顶顶板承载力。浮顶顶板组装质量不的设计与建造技术”通过专家技术鉴定与验收，标志好，会导致浮顶局部严重积水，卡涩或倾覆瞳]。因此控着我国大型原油储罐迈入20xlOm的新纪元。制浮顶组装变形量，对浮顶油罐长周期安全操作有重浮顶油罐的浮顶结构有双盘式和单盘式两种。双要意义1浮顶焊接变形产生原因焊接过程实际上是一个

4、小型的炼钢过程，但是由于这种“熔炼”范围有限，导致焊接区域产生很大的温度梯度。这个以熔池为中心的区域被定义为热影响区。焊接通常是为了满足某种特定结构而采取的组装收稿日期：2012—06—12基金项目：中国石油天然气集团公司重点工程资助项目(Z2008-3)作者简介：段锡忠(1977一)，男，甘肃高台人，助理工程师，学士，主要从事模具和流体输送技术研究。学兔兔84Iwww.xuetutu.comI2012年10月工艺，由于结构形式的原因，变形受到约束，焊接热应分析：焊缝纵向应力引起的收缩量为0．2～0．4mm／m，横力不能

5、彻底释放，在热影响区附近会形成很高的残余向应力引起的收缩量为0．8-1．0mm／m_4]。可见相对于应力。残余应力过度集中会促使在结构中重新分布，焊缝横向应力引起的变形，纵向收缩量较小，而横向发生弹塑性变形。应力引起的焊接变形占主要部分。大型储罐浮顶铺板一般为厚度4．5～6mm的薄钢1．3焊制浮顶顶板结构特点板，面积大、焊缝密度高，加上浮顶附件多，刚性约束由于焊制浮顶顶板一般是4．5～6mm的薄钢板，大，所以浮顶铺板组对焊接后会出现薄板失稳变形，板与板之间采用搭接的组对形式，焊缝主要分为长边即波浪变形。双盘式浮顶分上下两

6、层铺板，两层铺板搭接的长缝、宽边搭接的短缝和三板组对产生的丁字问由边缘环板及径向、环向隔板将浮顶分隔为若干独缝。从数量上讲，长缝比例最大，其次是短缝，丁字缝立的浮舱。与单盘式浮顶相比，双盘式浮顶上下两层最少。对于占绝对数量的长缝和短缝，因为焊缝收缩铺板之间分布有桁架、隔板，使浮顶的整体抗弯截面量与焊缝长度成正比，因此顶板局部凹凸变形产生的模量大、承载能力强、焊接变形小且易于控制。而单盘主要原因是焊缝纵向和横向沿焊缝长度不均匀收缩式浮顶因结构单薄，极易产生较大的焊接变形和自身引起的。的挠性变形，造成单盘表面凸凹变形过大]。

7、大型储罐浮顶顶板由于受钢板板幅的限制，成形可见，焊接应力和薄板自身刚性不足是导致焊接面积大，焊缝密度高，焊接工作量大。大面积组对的铺变形的两个主要因素。板，使焊接热应力随着焊接量的增大而不断累积，需1．1焊接应力分析要重新分布的应力迫使搭接焊缝以及环形角焊缝收焊接过程中不均匀的温度场是产生焊接应力和缩造成板与板之间相互挤压变形。变形的根本原因。当焊接引起的不均匀温度场存在时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变2焊接变形的控制形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应焊接变形和焊接应力在焊接过程中相生相克，而力

8、和变形。且是不可避免的。焊接需要根据不同结构和材质制定对于浮顶组装的大面积薄板焊接而言，焊接应力相应的焊接工艺，从结构设计、焊材选择和焊接工艺主要来源于焊接热影响引起的焊接热应力。焊接时焊着手，控制焊接热影响的大小，在满足结构功能性和缝热影响区内金属受周围金属的制约：熔池形成时，安全性前提下，达到平衡焊接残余应力和焊