科技创新与应用ｌ ２０１５年第２０期 工业技术 ４００００ｍ３储罐底板变形的焊接控制 殷灿彬 （怡丰能源集团有限公司，广东广州５０１６００） 摘要：文章以大型储罐的底板焊接变形控制管理，通过调整焊接工艺和方法，使最终的结果满足质量要求。 关键词：大型储罐；焊接变形；质量控制 １工程概况 以前工作的某单位于２００６年开始在东莞市虎门港石化仓储基 地一沙田镇立沙岛，设计建设一个３ｘ４００００ｍ 液化石油气项目，其 中有两台４００００￣低温常压双壁储罐用于储存液态丙烷和一台 ４００００￣单壁拱顶罐用于储存液态丁烷。低温常压双壁储罐，是地上 式圆筒形拱顶双层金属结构储罐，内罐为平底、平吊顶，用于储存低 温介质；外罐为平底、拱顶，用做保冷保护罐，在内外罐之间的环形 间隙应填充保冷材料并维持较底正压状态。低温常压单壁储罐，是 地上式圆筒形拱顶金属结构储罐，罐底采用膨胀珍珠岩混凝土保 温，罐壁采用７０ｒａｍ现场发泡聚氨酯保冷，罐顶采用５０ｒａｍ泡沫玻 璃保冷，罐顶、罐壁保温外覆ｌｍｍ彩钢板包覆。 液化石油气性质：丙烷在１．Ｏ１３ｘｌＯ￣Ｐａ（１大气压）下的沸点是一 ４２．Ｏ７℃；在温度１５℃时的饱和蒸气压为７．１ｘｌ０ＳＰａ；丁烷在１．Ｏ１３ｘ １０５Ｐａ（１大气压）下的沸点是一３℃；在温度１５％时的饱和蒸气压为 １．７ｘｌＯＳＰａ。 ３．１将变形不同的中幅板铺设搭配 将变形大的和变形小的中幅板进行搭配，或者变形方向相反的 中幅板进行搭配，在焊接后变形得到相应的牵制，达到控制变形。 ３．２减少热变形 ３．２．１焊接顺序和焊工的协调性。中幅板的焊接顺序从中心向 四周逐步扩大，先焊接成带板，再将各带板接成整体。完成所有的中 幅板的焊接后，再进行中幅板与边缘板的焊接。中幅板与边缘板的 焊接顺序是沿着圆周对称位置同时采取跳焊方式焊接。焊工在焊接 过程中协调一致，听从指挥。同一条焊缝的每一名焊工使用相同的 焊接规范和方法，使他们所在的每一个位置都受热均匀，应力分散。 ３．２．２焊道处理。焊接前仔细清除焊缝内侧以及两侧２０ｒａｍ范 围内的油污、锈垢。因设计要求外罐外底板需涂一层沥青漆，在焊道 的位置留出５厘米不涂漆，防止在搭接焊的时候产生气孔等缺陷； 如果在焊道位置已涂有油漆，在焊接前必须用火烤去搭接缝上层底 板下表面的油漆。 一我公司将从外部采购的低温常压液态丙烷在不改变物性的条 件下直接通过管道装入低温常压双壁储罐，即储存一４３％的液态丙 烷。双壁罐外径４７．５ｍ，高３４ｍ，单个空载总质量１８５０ｔ。贮罐外底板 由中幅板和边缘板构成，中幅板厚度为６ｒａｍ，材质为Ｑ２３５一Ａ；边缘 板厚度为８ｍｍ，材质为１６ＭｎＲ。中幅板之间及中幅板和边缘板之间 采用搭接接头。罐底质量为９２ｔ，焊缝长度约为１８００ｍ。 ２编制说明 ４００００ｍ，双壁储罐外底板焊接，全部焊道采用手动的手工电弧 焊，初层打底焊接保证根部焊透。 外罐中幅板原设计为冷轧钢板，应力比较平均，在焊接施工过 程中采用常规的施工方法即可保证整个底板的平整度。但我公司在 采购钢板过程中，由于购买的是用卷板切割的开平板，在焊接过程 中，由于受热就出现了部分的超标现象，本应为平板的钢板在边缘 部位变成了波浪形，由业主、施工单位和监理单位对全部铺好准备 焊接部分进行了共同的检测，检测点在全罐体各个方位范围内共 ２０个位置，具体位置如图１所示。检测结果中有多处超过了规范要 求（５０ｍｍ），比较严重的有３个位置，分别为东北第三带中幅板凸起 ３．２．３龙门架固定。沿着长焊缝两侧各焊两个门型码，中间贯穿 根２ｏｏ的工字钢，之间的间隙用锲子固定，如图２所示。 子 图２龙门架形式示意 ３．２．４焊接工艺。采用分段、多层、小电流、小焊条焊接，先焊接 值为１６２ｍｍ，延长米为７ｍ，（即图１中的Ａ点）；西南方向第四带中 短焊缝、后焊接长焊缝，以减少热影响区。 幅板中间凸起值为１３７ｍｍ，延长米为６ｍ（即图１中的Ｂ点）；东南方 在龙门架的强制固定下将中幅板完全平整后，以手工电弧焊， 向第七带中幅板，凸起值为１４８ｍｍ，延长米为６ｍ，斜向西（即图１中 使用Ｊ４２７、ｆ３．２ｒａｍ焊条，先将焊缝点固焊，每２００ｒａｍ点固５０ｍｍ长， 的Ｃ点）。在其后的施工过程中，按规定的施工方法施工，全部底板 而后开始恢复焊接，具体操作如下：短焊缝１．８ｍ，布置两名焊工，由 焊接完工后，以上三个监测点超差值有了很大改善，分别降低到 中间向两端对称倒退焊，Ｊ４２７、ｔ３．２ｍｍ焊条，电流为９０—１３０Ａ，电压 ４２ｍｍ、３３ｍｍ、４０ｍｍｏ ２２～２４Ｖ，焊接速度５￣８ｍｍ，并尽量保持同样的焊接速度焊一遍，填 充金属厚度３－４ｒａｍ；然后进行盖面，Ｊ４２７、ｆ４．Ｏｍｍ焊条，电流为１６０ ２２０Ａ，电压２２—２６Ｖ，焊接速度６—１２ｍｍ。长焊缝８ｍ，布置三名焊工， 先每段２ｍ跳焊，仍采用倒退焊，焊接工艺同上。采用多个焊工均布、 分段退焊的焊接方法确保了整体受热均匀，减少局部受热过多而产 生的变形；采用大幅逆向跳焊法集中了分段退焊和跳焊法两种方法 的优点，使焊接热量更加分散，更有效地防止和控制了焊接变形。 ３．２．５变形控制。由于Ｃ点的面变形量最大，在施工过程中选择 它作为优先施工处，先焊接短焊缝，在中幅板焊缝的东、西两侧方 向，两块中幅板用龙门架固定，采用３．２．４焊接工艺方法施工，完成 全部短焊缝后，采用相同工艺焊接长焊缝。 ３．３焊后处理 焊接完成后撤去门型码和工字钢，对由于在焊接门型码时造成 的底板焊疤、飞溅等缺陷认真清除干净。 ４结束语 图１罐底板检测点位置 采用上述方法在Ａ点、Ｂ点和Ｃ点焊接，对焊接后的中幅板进 ３对中幅板变形钢板的焊接控制 行测量，三处严重超标处凸凹变形的深度均小于变形长度的２％，且 由于底板直径比较大，达４７．５米，造成整体热膨胀幅度加大；为 都在标准要求以下，取得了较好的效果。 了做罐底部保冷，需在边缘板上焊两道挡水板做承压圈，又会增加 按同样的施工方法，对其他变形部位进行施工，使整个外罐底 底板的变形。为了保证中幅板的变形得到有效的控制，通过以下措 板在焊接完成后对由板材引起的变形得到有效控制，最终使得焊接 施来保障。 结果满足质量要求。 一１２０—
