技術(shù)：全面的儲(chǔ)罐焊接技巧
一、概述
二、儲(chǔ)罐基礎(chǔ)
立式圓筒形儲(chǔ)罐是由中心軸垂直于地面的圓形罐壁、平的圓盤形罐底和不同形式罐頂組成立式罐體，由立式罐體、附件（如梯子、平臺(tái)等）及配件（如液面測(cè)量、消防設(shè)施等）構(gòu)成的儲(chǔ)罐。 一般公稱容積大于100m3的儲(chǔ)罐稱為大型儲(chǔ)罐，標(biāo)準(zhǔn)采用：GB50128-2005。
儲(chǔ)罐基礎(chǔ)是儲(chǔ)罐安放的地方，要求結(jié)實(shí)、牢固；它不僅影響美觀，而且會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐受力不均。儲(chǔ)罐基礎(chǔ)屬土建范疇，必須按基礎(chǔ)施工圖及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。儲(chǔ)罐安裝前必須對(duì)儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)進(jìn)行檢查，合格后方可安裝。
三、預(yù)制組裝
對(duì)于大型立式儲(chǔ)罐制造，一般進(jìn)行分部、分段預(yù)制及組合，然后再總裝，對(duì)于提高生產(chǎn)效率很有幫助，首先應(yīng)對(duì)建造儲(chǔ)罐選用的材料和配件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，預(yù)制組裝內(nèi)容包括：底板、壁板、浮頂和內(nèi)浮頂、固定頂頂板、抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈、包邊角鋼等構(gòu)件、部件。
四、儲(chǔ)罐的焊接
1、焊接工藝評(píng)定
對(duì)于首次使用的鋼種，應(yīng)根據(jù)鋼號(hào)、板厚、焊接方法及焊接材料等，按國(guó)家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行工藝評(píng)定，以確定合適的焊接工藝。焊接工藝評(píng)定采用對(duì)接焊縫試件及T形角焊縫試件，其中對(duì)接焊縫試件做拉伸試驗(yàn)和橫向彎曲試驗(yàn)。
2、焊工要求
對(duì)于從事焊條電弧焊、埋弧焊以及氣電立焊的普通焊工，通常應(yīng)按GB50236-1998進(jìn)行考核；對(duì)于按“特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則”考試合格并取得質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的鋼材類別、組別和試件分類代號(hào)合格證的焊工，可以從事儲(chǔ)罐部位的焊接，不需要再考試。
3、焊前準(zhǔn)備
為了保證焊接質(zhì)量，焊接設(shè)備應(yīng)滿足儲(chǔ)罐焊接施工的要求，對(duì)于抗拉強(qiáng)度σb≥430MPa、板厚≥13mm的罐壁對(duì)接焊縫應(yīng)采用低氫型焊條施焊。焊材焊前應(yīng)按產(chǎn)品說明書或 圖1 的規(guī)定進(jìn)行烘干和使用，烘干后的低氫型焊條應(yīng)保存在100℃～150℃的保溫筒內(nèi)，隨用隨取。值得一提的是密封的藥芯焊絲和密封盒裝的藥芯焊絲原則上不再烘干，藥芯焊絲烘干后應(yīng)冷卻至室溫才能使用。
圖一：焊材的烘干與使用
4、焊接施工
將合格的鋼板清理干凈，按圖要求制作好坡口，進(jìn)行定位焊接需夾具的一定要固定牢靠。每段定位焊縫的長(zhǎng)度，普通碳素鋼和低合金鋼不宜小于50mm;屈服強(qiáng)度大于390MPa的低合金鋼不宜小于80mm。在焊接前應(yīng)檢查組裝質(zhì)量，清除坡口面及坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的泥沙、銹蝕、水份、和油污、垢等，并應(yīng)重新干燥。
焊接中因保證焊道始端和終端的質(zhì)量，始端應(yīng)在坡口內(nèi)采用后退起弧法，必要時(shí)可采用引護(hù)板；終端熄弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿；多層焊的層間接頭應(yīng)錯(cuò)開。注意：引弧與熄弧都應(yīng)在坡口內(nèi)或焊道上。雙面焊的對(duì)接接頭在背面在焊接前應(yīng)清根，當(dāng)采用碳弧氣刨時(shí)，清根后應(yīng)用砂輪修磨；當(dāng)σs≥390MPa時(shí)，清根后應(yīng)進(jìn)行滲透探傷。板厚大于6mm的搭接角焊縫至少焊兩遍。
特殊天氣不得進(jìn)行焊接，如：雨天、雪天；手工焊時(shí)風(fēng)速≥8m/s；氣電立焊或氣體保護(hù)焊時(shí)風(fēng)速≥2m/s；普通碳素鋼＜-20℃；低合金鋼＜-10℃；σs≥390MPax低合金鋼＜0℃；大氣相對(duì)濕度≥90%。預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)鋼板的材質(zhì)、厚度、接頭拘束度、焊接材料及氣候條件等因素，經(jīng)焊接性試驗(yàn)及焊接工藝評(píng)定確定，預(yù)熱時(shí)應(yīng)均勻加熱，預(yù)熱的范圍不得小于焊縫中心線兩側(cè)各3倍板厚，且不小于100mm。預(yù)熱溫度應(yīng)用測(cè)溫筆、表面溫度計(jì)、紅外測(cè)溫儀等測(cè)量。對(duì)于焊前預(yù)熱的焊縫，焊接層間溫度不得低于預(yù)熱溫度。常見鋼材預(yù)熱溫度見 圖2 。
圖二：鋼材預(yù)熱程度
需要后熱進(jìn)行消氫處理的焊縫，應(yīng)在焊接完畢立即進(jìn)行消氫處理，加熱溫度一般為200～350℃，保溫時(shí)間不少于0.5h（參考標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4709-2000）。對(duì)于焊接強(qiáng)度不同的鋼材時(shí)，宜選用與強(qiáng)度較低的鋼材相匹配的焊接材料，選用與強(qiáng)度較高的鋼材相應(yīng)的焊接工藝。
焊接不銹鋼儲(chǔ)罐時(shí)，焊前應(yīng)將坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的水、油、污垢清除干凈，在100mm范圍內(nèi)涂白堊粉或防飛濺涂料；奧氏體不銹鋼在保證焊透及熔合良好的條件下，應(yīng)選用小線能量、短電弧和多層多道焊工藝，層間溫度不宜高；耐蝕性要求高的雙面焊縫或表面與介質(zhì)接觸焊縫應(yīng)最后施焊；不銹鋼儲(chǔ)罐在進(jìn)行酸洗、鈍化處理時(shí)，要注意保護(hù)環(huán)境。
焊接不銹復(fù)合鋼板儲(chǔ)罐時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防基層和過渡層焊條熔敷在覆層上；焊接過渡層時(shí)為減少合金元素的稀釋，宜選用小電流、窄焊道、短電弧焊接；焊接覆層時(shí)應(yīng)將落在覆層坡口表面的飛濺仔細(xì)清理干凈，最后覆層施焊。
5、儲(chǔ)罐的焊接順序
在儲(chǔ)罐制造過程中，為了減少焊接變形，保證儲(chǔ)罐尺寸以及減少焊接應(yīng)力，除了必要的夾具，焊接順序非常重要。中幅板，焊接時(shí)應(yīng)先焊短焊縫后焊長(zhǎng)焊縫；焊長(zhǎng)焊縫時(shí)，焊工應(yīng)均勻?qū)ΨQ布置，由中心向外施焊，第一層焊縫采用分段退焊或跳焊。
邊緣板，首先焊接邊緣板外側(cè)位于罐壁下方的300mm對(duì)接焊縫；然后焊接罐壁與罐底連接的角焊縫，角焊縫焊完后，焊接邊緣板剩余的對(duì)接焊縫，焊工應(yīng)對(duì)稱布置，由外向里施焊；再后焊接底板、邊緣板與中幅板之間的搭接焊縫，這條環(huán)焊縫有較多的搭接量以補(bǔ)償收縮變形，常被稱作收縮縫。焊接收縮縫時(shí)，焊工應(yīng)對(duì)稱布置，沿同方向施焊，首層用分段退焊或跳焊。
罐底與罐壁環(huán)形角焊縫時(shí)應(yīng)由數(shù)對(duì)焊工分別對(duì)稱布置在罐內(nèi)和罐外，罐內(nèi)焊工約在罐外焊工前方500mm處，然后沿同一方向分段施焊，首層焊道采用分段退焊或跳焊。
罐壁，應(yīng)先焊縱向焊縫，再焊環(huán)向焊縫底圈縱向焊縫焊完后再焊底圈罐壁與罐底的角焊縫；其它相鄰兩圈壁板的縱縫焊完后，再焊其間的環(huán)向焊縫，焊接時(shí)焊工對(duì)稱布置，沿同一方向施焊；固定頂頂板，先焊頂板內(nèi)側(cè)的斷續(xù)焊縫，再焊外側(cè)長(zhǎng)焊縫，連續(xù)焊縫應(yīng)先焊環(huán)向短焊縫，再焊徑向長(zhǎng)焊縫，由中心向外分段退焊。
包邊角鋼，它與壁板對(duì)接時(shí)應(yīng)先焊角鋼連接的對(duì)接焊縫后焊角鋼與罐壁的對(duì)接焊縫；包邊角鋼與壁板搭接時(shí)，在焊完角鋼的對(duì)接焊縫后，再焊角鋼與壁板的搭接焊縫。
浮頂，對(duì)于船艙內(nèi)、外側(cè)邊緣板，應(yīng)先焊縱焊縫，后焊角焊縫；單盤板、船艙底板、船艙頂板的焊接順序與中幅板的焊接順序相同；對(duì)于船艙與單盤板的連接應(yīng)待船艙和單盤板全部焊縫焊完后再進(jìn)行焊接，焊接時(shí)焊工均勻?qū)ΨQ分布，分段退焊；浮頂如直接在罐底鋪設(shè)組裝時(shí)，其下表面所有焊縫應(yīng)待浮頂升起并落到支柱上后再進(jìn)行焊接。對(duì)于不銹鋼儲(chǔ)罐的罐底與罐壁連接的角焊縫，為了防止過熱，不應(yīng)罐內(nèi)、罐外同時(shí)施焊，應(yīng)先焊罐內(nèi)側(cè)角焊縫，再焊罐外側(cè)角焊縫。
6，儲(chǔ)罐的返修
在制造、運(yùn)輸和施工過程中免不了產(chǎn)生各種表面缺陷（如劃傷、電弧擦傷、焊疤等），只須打磨修整即可，但修整后的鋼板厚度應(yīng)大于或等于鋼板公稱厚度減去允許負(fù)偏差值。當(dāng)打磨深度超過1mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行焊補(bǔ)。
焊縫內(nèi)部超標(biāo)缺陷返修前，應(yīng)探測(cè)缺陷的位置及深度，確定缺陷的清除范圍，清除的深度不宜超過板厚的2/3，大于板厚2/3的缺陷應(yīng)從兩面清除。返修后的焊縫應(yīng)按規(guī)定的方法進(jìn)行探傷，并要達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。返修焊接時(shí)焊道長(zhǎng)度不應(yīng)小于50mm。同一部位的返修次數(shù)不宜超過2次，否則須施工單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人同意。
對(duì)于σs≥390MPa的低合金鋼，缺陷清除后應(yīng)進(jìn)行滲透探傷確認(rèn)缺陷清除后方可返修焊接，焊接時(shí)宜采用回火焊道，焊后應(yīng)打磨及修磨，使其表面平滑并進(jìn)行滲透探傷或磁粉探傷；當(dāng)焊接缺陷深度超過3mm時(shí)，應(yīng)對(duì)返修部位進(jìn)行射線探傷。
五，儲(chǔ)罐的工程驗(yàn)收
儲(chǔ)罐竣工后，建設(shè)單位應(yīng)按設(shè)計(jì)文件和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全面檢查和驗(yàn)收，施工單位應(yīng)提交的完工資料有：儲(chǔ)罐交工驗(yàn)收證明書；竣工圖或施工圖（附設(shè)計(jì)修改文件及排料圖）；材料和附件出廠質(zhì)量合格證書或檢驗(yàn)報(bào)告；儲(chǔ)罐基礎(chǔ)檢查記錄；儲(chǔ)罐管體幾何尺寸檢查記錄；隱蔽工程檢查記錄；焊縫射線探傷報(bào)告；焊縫超聲波探傷報(bào)告；焊縫磁粉探傷報(bào)告；焊縫滲透探傷報(bào)告；焊縫返修報(bào)告；強(qiáng)度及嚴(yán)密試驗(yàn)報(bào)告；基礎(chǔ)沉降觀測(cè)記錄。
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