石油储罐工程的安装焊接工艺
陈杰平
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

陈杰平,. 石油储罐工程的安装焊接工艺[J]. 石油科学研究,2023.1. DOI:10.12721/ccn.2023.158197.
摘要: 近年来,随着石油化工和储运工程的快速发展,大型油罐的应用越来越广泛。储油罐工程的设计和安装关系到储油罐自身的使用安全和使用寿命,也关系到储油罐的安全。本文分析了油罐焊接变形的原因,提出了预防措施,重点讨论了油罐安装焊接过程中的一些问题。
关键词: 石油储罐工程;安装;焊接工艺;问题;解决方法
DOI:10.12721/ccn.2023.158197
基金资助:

一、石油储罐的组装简析

首先,在设备的基础上选择合适的位置,铺设边缘板和中心条基准中心板,将中心基准板的横线与基础的十字中心线重叠,确定箱体的安装位置,然后将其从中心逐渐向两边铺设。其次,在铺设过程中,要保证搭接量,随时调整,确认无误后焊接固定。同时,长焊缝的点焊距离应尽可能大,以便于短焊缝的铲除。

罐顶安装要按照相应的顺序进行,在完成顶圈壁板以及边梁的安装后,进行钢壳内安装,之后再进行罐顶的蒙皮组装。需要注意的是要在罐底板上画出壁板组装圆周线,并在其内侧以500mm为间隔,设置适当的挡板。在对顶圈壁板进行组装和焊接时,要按照设计要求,对其直径、形状、垂直度进行严格控制,从而保证边梁安装的精度。同时,在纵缝焊接完成后,要对上口的圆度、水平度和壁板的垂直度进行检查,对误差进行控制。圆度的公差为±20mm,水平度公差为±5mm,垂直度公差为3mm。为了保证蒙皮安装的严密性和准确性,要在边梁上按照蒙皮的数量进行等分划线。

一般来说,由于其体积大、高度高、高空施工难度大,如果采用正规的安装方法,施工风险大,工程施工质量难以保证。但倒罐法施工过程多在地面进行,不受罐身高度的影响,既能保证施工安全和速度,又不需要使用大型吊车和脚手架,减少了工作量,也为施工提供了更广阔的空间。逆作法施工顺序为:罐底→罐壁第一圈→边梁→网架结构→顶板→吊装→下壁板。壁板吊装必须使用膨胀环,其规格应符合常规要求。罐壁分段,千斤顶顶升。用液压吊卡吊起膨胀环,然后将安装好的罐体向上吊起。然后重复此步骤,直到安装完成。

二、石油储罐工程中的焊接工艺

2.1储罐底部的焊接

为防止罐底大角焊缝内外侧焊接时产生的焊接变形,焊接前必须在内外侧采用卡具或背杠进行刚性固定,加固支撑的间距不得大于1m,并且不妨碍焊接过程的施工,该支撑必须在罐底所有焊缝焊完后方可拆除。减少罐底部的变形直接关系着储罐制作安装的成败,一旦石油储罐的罐底发生变形,那么储罐的承载力和稳定性就大大下降了,所以要保证灌底的平整度,对整个储罐的稳定性至关重要。

2.2边缘板焊接

进行施焊时应焊接先对靠外边缘3cm部位,要先焊罐内然后再焊罐外。余下的边缘板对接焊缝要等罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后在进行焊接,在边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前,焊接过程中焊工要分布均匀并采用对称施焊的方法。

2.3罐壁的焊接

焊接罐壁时应从纵向焊缝焊起,然后再焊环形焊缝。注意施焊时要按同一个方向焊接。如果纵焊缝采用气电立焊时,自下向上焊接,对接环焊缝采用埋弧自动焊时,焊机一定要分布均匀,并且施焊时往同一个方向。使热量分布均匀,防止产生应力造成裂纹。

2.4固定顶板的焊接

固定顶板的焊接应采用先焊内后焊外的焊法。径向的长焊缝采用隔缝对称施焊法,并由中心向外分段退焊。在进行顶板与包边角钢焊接过程中,同样的焊工要对称分布且十分均匀,进行分段退焊。在焊接过程中,如果能够合理控制焊接的速度,就能保证冷却时间相对一致,使得焊缝受热均匀,使金属板部分温差变小,降低了变形的机率。

三、石油储罐焊接变形的原因

石油储罐属于薄壁的焊接容器,存在很多种焊接方法,很多问题都会在焊接过程中碰到,而最主要的一个问题就是焊接变形。尤其是储罐的底部,由于它的焊缝多、板薄,最容易产生明显的波浪变形。产生石油储罐变形的原因主要分以下几点:

3.1在焊接的过程中出现径向收缩

在石油储罐的焊接过程中,一旦受力或者产生的应力不平衡,就容易引起焊接变形,其中一种情况就是焊接中出现了径向收缩,这种收缩会导致中幅板的应力发生一定的变化,或者这种收缩会导致储罐罐底边的板角发生形变,这两种后果都将引起焊接变形现象的出现。

3.2焊接以后出现了横向收缩

储罐罐底的焊缝非常多,在焊接的过程中,接缝容易在焊接以后出现咬着横向收缩的情况,这种情况一旦出现,就会直接对储罐的管壁产生应力,从而引起焊接变形的现象发生。

3.3焊接以后出现了纵向收缩

这种情况和第二种情况非常像,第二种情况是接缝在焊接后沿着横向产生收缩,而这种情况是接缝沿着纵向的方向发生收缩,这种收缩产生的应力也会带来变形,从而使储罐的罐底发生焊接变形。

3.4在焊接过程中受热不均也会导致罐底板出现焊接变形

对储罐罐底进行焊接,其焊接工艺是非常复杂的,因为在焊接的过程中,对焊件进行的是局部的及不均匀的受热,因此在焊接过程当中,比如说焊缝属于高温区域,它受热会膨胀,但是焊缝周围的部分没有经过热处理属于低温区域,因此低温区域会阻碍焊缝的自由伸长,从而产生热塑性变形,最终导致焊接变形;当焊接完成后,在储罐冷却的过程中,高温区域和低温区域产生的收缩量不同,高温区因发生了热塑性变形在收缩的时候产生的收缩量要大一些,而低温区产生的收缩量相对来说要小一些,这些不平衡的收缩量容易导致储罐罐底板产生的应力不同,从而引起焊接变形。

四、石油储罐焊接变形的控制方法

4.1更新焊接设备

随着焊接工艺的发展,很多技术人员在不断地研究改善焊接变形的方法,他们的研究成果最容易体现在焊接所使用的设备上,因此,在储罐制作企业要时刻关注业内新技术的状况,及时更新自己的焊接设备,做到专机专用,以保证储罐罐底的焊接质量。

4.2选择优质的焊接材料

不管是焊接设备还是焊接材料,它们都是一些外在条件,与焊接技术的关系不同,但是焊接设备以及材料是焊接的主体,它们效果、质量的好坏直接影响焊接的效果。因此,石油储罐制作公司在选择储罐制作材料的时候,一定要选择质量过关的材料来进行制作以及焊接,只有保证了硬性材料的质量,才能避免焊接过程中焊接变形现象的产生。

4.3注意焊接顺序

储罐罐底一般是由中幅板以及弓形边缘板组成的,其中中幅板又是由多块板拼成的,在焊接过程中应采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序来提高罐底板焊接质量。中幅板焊接时,要先焊短缝再焊长缝,初层焊道应采用分段退焊或跳焊法;弓形边缘板焊接时,先施焊靠边缘300mm部位焊缝,在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后且边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前,完成剩余边缘板对接焊缝和中幅板焊缝,非弓形边缘板的罐底不宜留焊接收缩缝;接着焊罐底与罐壁连接的角焊缝(底圈罐壁板纵焊缝焊完后施焊),只有按照这样的顺序进行焊接,才能有效减少应力产生的可能,降低焊接变形出现的几率。

4.4注意使用焊接方法

在焊接过程中有许多方法可以用来降低焊接变形的出现。比如分段焊接法,这种方法能够减小焊接的收缩作用;还可以采用刚性固定法来防止变形;利用反变形措施垫高焊道高度预防变形;使用敲击法抵消变形等焊接方法,都能有效地减少焊接变形出现的机会。

结  语:

综上所述,油罐是石油化工行业的重要设备,其安全稳定对石油工业的发展起着重要作用。因此,在生产储罐时,应注意罐底的焊接工艺,通过选择合适的材料和优良的设备,保证罐底的焊接质量,减少焊接变形的发生。

参考文献:

[1]刘畅.石油储罐底板焊接质量控制探讨[J].石油和化工设备,2019,22(03):93-94.

[2]关婧.石油储罐主体施工监理要点[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(24):68-69.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。