浅谈储罐单盘焊接变形的控制.doc

浅谈储罐单盘焊接变形的控制摘 要：分析储罐制作中单盘板焊接变形的产生原因，提出控制焊接 变形的措施，使单盘板焊接变形能有效的降低，确保单盘板施工的总体质 里关健词：排版形式焊接顺序焊接方法控制措施1概述油田大型站场及油库工程常配套建设人型外浮顶油罐在浮顶油罐的 施工中，单盘板因其直径大、板厚较薄等原因造成单盘板焊接变形不易控 制，从而成为储罐工程施工的难点、重点为了能有效降低单盘板焊接变 形，使油罐在投用后的使用质量和寿命相应的提高在本文中针对焊接变 形的产生原因进行了详细分析，提出相应的控制措施，在油罐安装中能起 到一定的指导作用2焊接变形原因分析2.1单盘焊接变形主要有角变形和波浪变形1）角变形发生的根本原因是横向收缩变形在厚度方向上的不均匀 分布造成的通常出现在对接、播接和丁字接头的焊接时，其焊缝的正面 变形人，背面的变形小在堆焊时，堆焊的高温区金属的热膨胀由于受到 附近温度较低金属的阻碍，而受到挤压，产生压缩塑性变形；在角焊接时, 对于不开坡口的角接头就相当于坡口角度为90o的对接接头的情况，而开 坡口的丁字接头就相当于堆焊情况角变形的主要控制方法是反变形2）波浪变形是薄板在承受压力时，当其中的压应力达到某一临界 数值，薄板将因出现波浪变形而丧失承载能力，即失稳。

焊后存在于平板 中的内应力，一般情况下在焊缝附近是拉应力，离开焊缝较远的区域为压 应力其中的压应力使薄板造成失稳，产生波浪变形降低波浪变形可以 从降低压应力和提高临界应力两方面入手因压应力的大小和拉应力区域 的大小成正比，为了降低压应力的数值减小变形，一般采用减少塑性变形 区2.2单盘板焊接变形的影响因素很多通常与所制作单盘的大小、所 采用钢板的厚度，单盘板的排版方法、焊接方法、焊接顺序有很大关系其中角变形产生于焊缝附近，采用合理的排版方法、焊接方法、焊接 顺序能有效的控制角变形波浪变形多产生于离开焊缝较远的区域，改变 焊接方法、减少线能量、断续焊、减小焊缝尺寸等能有效地控制波浪变形 本工程浮顶油罐的单盘板厚度设计为5mm,由于板厚较薄，而单盘直径又 较人，波浪变形控制难度犬因此，选择合理的单盘板规格、排版方法、 焊接工艺是降低变形最有效的途径3预防措施3. 1在排版形式的选择上，优先选用焊接变形量比较小的人字形单盘 排版形式，人字形排版形式不仅看起来比较美观，而且由于焊道均匀的分 布在四个区块内，当焊接产生应力的时候可以互相抵消也可选择条形排 版形式，条形排版是现在现场使用比较多的排版形式，罐底通常选用条形 排版形式，所以施工经验相对丰富。

在采用防变形背杠和焊接顺序上都比 较简单可以同时施焊于多个区域，选择性强3. 2从单盘铺设上着手(1) 单盘铺设在临时架台上，铀设完后通过环形板与船舱连成一体2) 在铺设过程中注意所铺设钢板的平整度将有凹凸的地方整平, 使单盘表面平整，为焊接提供保障3) 单盘找平后，把所有单盘焊缝进行点焊连接成为一个整体，点 焊长度为10mm-30mmo这样在焊接时能够使变形减少3. 3从单盘焊接方面着手(1) 可先将单盘与临时播建的平台点焊上，以此来减少单盘在焊接 时的波浪变形2) 先焊接单盘正面焊缝，后焊接单盘背面焊缝3) 单盘正面焊接时，可先将单盘划分为2-4个等分区域，8-12名 焊工在各个区域均匀分布最好是将焊工之间的距离分开的越远越好，这 样可以更好的散开由于焊接所带来的应力由中心圆开始，先焊短缝后焊 长缝，釆用隔缝分段退步焊接电流易小，焊接速度保持一致焊完一个 同心圆后，依次焊接下一个同心圆其次采用合理的焊接顺序，使每一条焊缝都能够比较自由地收缩具 体的焊接顺序为：%1 对于条形和人字形排版都是先焊钢板宽方向上的焊缝，将钢板连成 长条1 其次，对于人字形排版的焊接长条间的焊缝，但留下中间靠近对称 轴线的两道长缝。

1 焊接人字连接收缩缝，焊接时先焊中间板长方向的一道，然后向两 边分散焊接板宽方向焊完一道，再组焊另一道往外施焊的焊工始终往 外焊，往内施焊的焊工始终往内焊，使焊缝能够更大程度的自由收缩1 焊接中间靠近对称轴线的两道长缝4）由于焊接时焊缝处产生角变形，焊接时采取焊缝两侧加背杠（槽 钢或者是角钢均可）将背杠点焊在单盘上，以此来最大限度的减小焊缝 的角变形条件允许的话尽可能在整体焊接完成后将背杠取下4焊接中应注意事项4.1对单盘的设计时，其选用单盘板规格不宜过窄，宽度一般不小于 lmo4. 2长条焊缝焊接时采用跳焊法，间隔一道焊接一道，山几个部分的 焊工同时焊接，必须使其同时向内或者向外焊接，这样才能保证受力均匀4.3在焊接每道焊缝的时候必须采用分段焊接法、每道焊缝的长度不 宜超过Im,否则会在接头处产生变形，是焊接质量下降4.4在焊接过程中局部会产生凹凸变形，此时可垫上薄板加上支撑后 用大锤趁热打平、以释放其内应力，从而减少焊后变形4.5在焊接时，应该把焊缝周围的点焊打磨开，以使焊接产生的应力 能够释放出去，减小变形5实施效果以上措施应用于浮顶油罐施工中，在未改变钢板规格的前提下取得了 一定的效果，焊后单盘表面较为平整，有效地控制了焊接波浪变形。

另外 采用条形的排版方式，更易于变形控制6结束语随着大型储罐建造量的增加，焊接工作就显得更加重耍，如何减少焊 接变形、提高焊接效率是施工追求的目标在薄壁单盘板的设计中，如能 考虑在单盘上加几道坏形加强筋，可冇效提高单盘在焊接时的抗变形能 力参考文献[1]王春生，《焊接》，机械科学研究院哈尔滨焊接研究所，2000年11 期。