自動焊技術在大型浮頂油罐施工中的綜合應用

【摘要】隨著科學技術日新月異的發展，能源資源已經成為了一個世界性的話題。在石油 的開采利用過程中，大型浮頂油罐是必不可少的儲油裝置，然而市場經濟體制逐漸完善的情況下，對大型浮頂油罐的制造過程必須滿足制造耗時短和焊縫成形美觀的要求，這也為焊接應用技術帶來了全新的挑戰。在焊接行業中，自動焊接技術的應用發展標志著產品焊接技術已經發展到一個相對完善的階段，自動焊接技術不僅降低了生產成本，而且大幅度提高了焊接產品的質量和美化了外在形象。本文以石油加工工程中的大型浮頂油罐為實例，全面的介紹了自動焊接技術在大型浮頂油罐中的綜合應用，希望能夠起到拋磚引玉的效果，進而為我國以后的自動焊接技術在大型浮頂油罐中的應用起到理論性的參考。

【關鍵詞】浮頂油罐；自動焊；縱縫；環縫；大角縫

0.引言

在時代的發展進程中，人們對石油資源的依賴性越來越大，因此隨著石油的開采規模不斷擴大和國家對原油戰略儲備庫項目的實施，增大油罐的容量已經是當前儲油過程中亟待解決的問題，因此大型浮頂油罐在這種時代背景的要求下應運而生。大型浮頂油罐不僅具有節省鋼材和占地面積少的優勢，并且方便了工作人員對其進行操作管理，有效的節約了人力和經濟方面的投資。隨著科學技術的日新月異以及市場經濟體制不斷完善，對大型浮頂油罐的制造時必須要求耗時短并且外形美觀，這就給焊接技術帶來了全新的機遇和挑戰。用傳統的焊條電弧焊施工，不僅浪費了大量的鋼鐵資源，而且生產效率不高，對質量方面也無法進行保證。近幾年來，由于焊接技術的不斷成熟，自動焊接技術在大型浮頂油罐中的應用技術日趨完善。自動焊接技術在大型浮頂油罐的施工應用中，不僅有效的節約了投資成本，而且也浮頂油罐的質量和油罐的外在形象。在大型浮頂油罐的制作過程中，應用自動焊接技術對有關進行施工的主要部位集中在壁板立縫、環縫、船艙、加強圈等部位。本文就焊接技術的原理和具體焊接技術工藝進行了深入的探析，并對焊接技術在大型浮頂油罐的制造過程中起到的巨大作用進行了相應的總結。

1.罐底的氣體保護焊和埋弧焊技術

1.1焊接技術原理

儲罐的底板制造時焊接量比較大，工藝和焊序要求嚴格，如果焊接熱輸入控制不當，就會引起底板的凹凸變形。由于罐的使用期直接決定于其底板的耐疲勞極限，故罐底板變形超標將影響罐體質量，降低使用壽命，甚至造成罐底板整體報廢，因此罐底焊接屬于關鍵環節。

罐底焊接包括罐底邊緣板和中腹板的焊接，邊緣板材質為B610E（08MnNiVR），板厚20mm焊接中采用了CO2：氣體保護半自動焊根焊，焊材選用CHW-65A；填充蓋面采用埋弧自動平焊，焊絲JW-9，焊劑為SJl01。

1.2焊接要點

由于邊緣板采用單面V形坡口，產生的變形主要是焊接角變形，從邊緣板外端底部墊起35～40mm，進行反變形處理，組對時外部間隙小一些，一般6～7mm，內側間隙稍大，8～9mm為宜。焊接過程中注意坡口及層間的清理，以防止層間清理不干凈引起的焊接缺陷。

1.3罐底焊接存在的問題

罐底中幅板的焊接存在最大的問題是焊接變形。表現在：焊縫角變形、罐底的局部焊縫翹曲，底板局部凹凸度超標、嚴重時，罐底會產生較大的波浪變形，致使罐底板幾何尺寸超標。

2.壁板采用縱縫立焊技術

2.1工作原理

氣電立焊是九十年代發展起來的一種新型焊接工藝。它采用專用藥芯焊絲、CO2氣體保護；采用循環冷卻水強制成形技術，焊縫正面用水冷滑塊，焊縫背面用水冷銅擋排或陶瓷襯墊；焊接小車攜帶焊槍和滑塊沿剛性軌道運行，隨焊縫熔池的上升而同步上升，焊縫水冷強制一次成形，可獲得美觀的焊縫成形和優質的焊接質量。該工藝的特點是：主要焊接垂直和接近于垂直位置的立向焊接接頭。焊接線能量大、中厚板可一次成形、施工效率高。與厚板焊接中的多層多道焊工藝相比，由于節約了多層多道焊工藝中每道焊接后的處理工序，使施工速度得到大大提高，在所有電弧焊方法中其焊接生產率為最高，生產效率提高十幾倍甚至幾十倍，它的焊接效率是手弧焊的30多倍，焊接板厚20mm 、長2400mm的立縫，氣電立焊僅用20分鐘，而手弧焊要用10多個小時。能使儲罐施工周期大大縮短，目前在大型油氣罐等的建造中得到迅速推廣應用。

2.2焊接技術要點

坡口加工不規則，造成坡口組對時不能達到氣電立焊焊接坡口要求，不規則的焊縫這樣造成檔塊未在焊縫中心，造成外側焊縫單邊咬邊，內側焊縫在打磨之后形成內深外窄的焊縫，當焊接內側焊縫時，當焊絲伸到焊縫根部時，當熔敷金屬還未填滿時，但熔孔已經形成，滑塊自動上移，造成內側焊縫雙側未熔合，夾渣。

施焊中通過平整規則的坡口和均勻的組對間隙來保證焊接接頭裝配質量，并通過提高背面清根打磨質量來保證壁板縱縫的焊接質量。

3.環縫采用自動埋弧焊技術

3.1焊接技術原理

油罐環縫焊接采用埋弧自動焊焊接技術，第一道環縫采用了傳統的單面埋弧自動焊技術，第二道至第八道環縫采用了新技術雙面同步埋弧自動焊接技術。現場采用五套雙面埋弧自動焊機均勻分布完成環縫縫焊接，這種焊機屬于多功能焊機，還可以進行單面埋弧自動焊。高強鋼焊接選用遼寧錦泰JW-9焊絲和大西洋焊劑CHF-26H。低碳鋼和低合金鋼采用錦泰JW-1焊絲和SJl01焊劑。環縫采用雙面焊焊接后，焊道外觀成型優美，無表面氣孔、凹陷和咬邊等缺陷。該浮頂油罐環縫總長度為2008m，焊接工作量較大，采用雙面同步焊，生產效率和焊接質量大大提高。

3.2焊接技術要點

坡口形式為“K”型坡口，坡口角度為45°，鈍邊為0～1mm，采用不對稱形式，焊接過程中，尤其是第一道環縫根據焊接工藝要求需進行預熱，預熱方法采用火焰預熱，將預熱用的火焰噴燈固定在離焊槍250mm的前方，先空車行走，預熱兩遍，焊接時再同步加熱，這樣才能保證預熱溫度。

4.罐底大角縫采用自動角焊

4.1焊接技術原理

大角縫焊接采用了埋弧自動角焊技術。在同行業焊接大角縫基本采用焊條電弧焊根焊技術和埋弧自動焊填充蓋面技術。油罐角焊縫受力情況復雜，焊接質量要求高。本次大角縫施工過程中全部選擇了自動焊技術，焊接材料選擇錦泰JW-9焊絲和SJl01焊劑。由4名焊工使用2套埋弧自動焊焊機在6天內完成，焊道外觀成型美觀，不需打磨即可滿足要求，真空試漏、根部磁粉及表面磁粉檢驗一次合格率均為100％，同時也減少了對焊工的需求量，勞動強度也明顯降低。

4.2焊接技術要點

為了防止在根焊過程中，出現大量氣孔。應該對仔細對進行焊前的清理，并且把握好裝配尺寸，嚴格按照相關規范進行焊接。

5.結語

自動焊焊接技術在大型浮頂油罐的現場施工中發揮了巨大的作用，根據油罐的具體焊接結構，充分利用各種自動焊焊接技術，使焊接進程加快，焊接質量和效率明顯提高，減少了焊工的投入，節省了焊接材料，從而使施工成本顯著降低。施工實踐證明，高效的自動焊接技術在大型油罐的施工建設中具有極高的推廣和應用價值。 [科]