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1、齐鲁石油化工,2000,28(4):324～326机械与设备 QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY大型储罐底板的焊接方法卞宗强(齐鲁石化公司胜利炼油厂,淄博,255434)摘 要 对大型贮罐底板施工进行了全面的总结和论述。介绍了底板焊接应力分析、底板铺设、焊接及变形矫正的方法。关键词 焊接应力 收缩 变形 以前我们施工的几个大型储罐中,储罐罐底时焊缝应力很小,而横向应力对焊接变形起主导的施工是一个相当关键的部位。因为中幅板面积作用,如图1所示。很大,钢板的厚度与长、宽相比,尺寸相差悬殊。这样大面积的搭接角焊缝,如果铺设和焊接顺
2、序安排不妥当,焊后产生较大的内应力,底板失稳就会引起凸鼓变形。若变形后再进行修理,那就很困难,对整个工程的质量和进度都是一个很大的影响。因此,在大型储罐底板施工中,必须予以重视。图1 薄板搭接焊缝应力分析1 焊接应力分析底板焊接后变形的主要原因是由于搭焊接焊11111 纵向应力引起的变形缝的纵向、横向的收缩以及环形角焊纵向收缩造电弧从板的一端施焊到另一端过程中,对薄成的底板变形。所以应从实际出发,拟定较好的板进行加热,由于中间温度高的金属,受到两边温施工方法,使焊缝按照人们的意愿收缩,来达到防度低的金属反作用而产生压力。当中间金属所受止底板焊接变形的目
3、的。在施工底板之前,首先压力超过屈服点时,该部位就出现了压缩塑性变要分析焊接时产生的应力情况,确定焊接工艺,并形,此时钢板中存在着压力和拉应力,并处于平选择适当的排板形式来满足焊接需要。现分述如衡,所以钢板就较原来伸长;当焊缝冷却时,由于下:中间部分金属,在加热时产生压缩性变形的缘故,111 两薄板搭接角焊应力的分析最后的长度要比原来的短些。中间的应力与两边两板搭接角焊施焊时,焊接面温度高,非焊接的应力是相互牵制影响的,所以在焊后冷却时,中面温度低,温度高的一面产生压缩塑性变形较大;间部分产生拉应力,而在两边金属内部产生压应温度低的一面变形则较小。冷却
4、时,沿板厚出现力,并达到相互平衡,最终焊缝纵向产生收缩变不均匀的收缩,这就产生了角变形。其大小与板形,如图2所示。的厚度有关;对于薄板来说,因为热能量传递增由经验得知:薄板搭接连续角焊缝纵向收缩快,沿厚度分布较均匀,压缩塑性变形较小。如果收稿日期:2000-05-08;修回日期:2000-08-13。在薄板搭接缝两侧外加横向水平力,两板在近似作者简介:卞宗强,男,30,助工,1994年毕业于抚顺石油学钢性固定条件下施焊,这样焊后角变形很小。此院机械系,一直从事化工设备检修施工工作。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDis
5、cCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第4期 卞宗强1大型储罐底板的焊接方法 ·325·进行一次排列的。排板应满足施焊规定的条件,使中幅板在施焊过程受热面不集中而迅速均匀将热传递,还应满足铺设的方便、快捷和美观。它的一切应满足GB128j-90要求。国内常见的排列形式有:条形排板法,人字形排板法和丁字形排板法。比较上述3种排板方图2 焊缝纵向收缩变形注:箭头表示焊接方向法,则丁字形排版法较好,其优点是:(1)排板时便量为0.2～0.4mm/m。这样纵向收缩量很小,对于错缝,容易
6、排列,外观整齐,美观大方;(2)能满底板焊接影响不大,可由搭对余量来弥补。足施焊条件,易避免在施焊过程中应力过分集中,11112 横向应力引起的变形并能迅速均匀地传递,从而克服中幅板焊后沿纵在平行及方向相反的两外力作用下两板搭接横方向收缩而使底板发生凹拱现象。焊时,其施焊过程中是有先后的。先焊的一部分焊缝,因受后焊部分对它的压缩作用,从而减低了3 底板的焊接横向拉应力的数值,而邻近焊缝区域内金属因受311 焊接顺序的确定热产生的膨胀,受到相邻冷金属的约束,产生压缩要合理安排好焊接顺序,首先要分清那些焊塑性变形,随热源移动,各点不断重复这种过程。缝施焊后
7、能影响到底板变形。概括总结以下焊缝冷却后,同钢杆在加热膨胀受阻时的情况相似,生容易产生底板变形:(1)最低带壁板与弓形焊缝会成横向收缩变形。由经验得知:对于4～8mm厚引起弓形板变形;(2)中幅板与弓形板搭接角焊会的钢板搭接连续角焊横向收缩量为0.8～引起周向收缩;(3)弓形板对接焊缝会引起周向收1.0mm/m。缩;(4)中幅板本身焊缝纵横方向的收缩。如果没有外力固定的情况下,搭接焊缝的施上述影响因素相互牵连,因此要有意识地将焊不是在同一时间内完成的,先焊部分受到后焊底板焊接分段进行,使其都能均匀自由收缩。在焊缝横向收缩作用,而又限制了后焊焊缝横向收具
8、体焊接中,其措施如下:缩作用,因此在焊缝末端受到了拉应力作用,先焊(1)先焊中幅板错开的短焊缝
