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倒装钢制储罐焊接技术

文档作者：张兴红文档来源：中国石油天然气第七建设公司		点击数：	更新时间： 2022年12月11日
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第30卷第5期
2008年10月
Vl0I．3O NO．5
Oct．2008
倒装钢制储罐焊接技术
张兴红
(中国石油天然气第七建设公司，山东胶州266300)
摘要结合我公司在新加坡UT罐区工程实践，对倒装法采用自动焊和手工焊条电弧焊相结合的焊接技术
进行了介绍。该方法节约了人力，加快了施工进度，同时提高焊接质量，取得了较好的经济和社会
效益。
关键词倒装钢制储罐自动焊罐壁焊接
中图分类号TG4 文献标识码B 文章编号1672—9323(2008)05—0025—01
1前言
目前储罐自动焊接技术主要应用在正装2万m3以
上大型储罐罐壁焊接。倒装法由于安全、方便在钢制储
罐安装应用很广泛，但多数采用手工焊条电弧焊，制约
了倒装法在大型储罐中的应用和发展。2006年9月我
公司在新加坡UT项目l4台倒装法安装的储罐(6台
20000m3、8台5000 m3)施工中，罐壁板焊接采用自
动焊和手工焊条电弧焊相结合的焊接技术，即钢板厚
度在8ram以上(包括8mm)罐壁纵缝采用气电立焊
一次成型自动焊技术，钢板厚度在8mm以上(包括
8ram)罐壁横缝外侧采用埋弧自动焊，内侧采用手工
焊条电弧焊，其他焊缝及焊缝返修均采用手工焊条电
弧焊的焊接技术，该项焊接技术充分发挥了自动焊效
率高、质量好和手工焊条电弧焊的灵活性的特点，在新
加坡储罐工程中取得良好的经济和社会效益，受到了
业主和管理公司等单位的好评。
2自动焊设备行走轨道准备
由于倒装储罐施工必须在罐基础上进行，为了保
证焊机行走以及焊接质量的控制，应铺设自动焊机行
走轨道，同时对轨道的安装要求较高。
2．1轨道的制作
轨道由三脚架、调节板、卡子、导轨组成，如图1
所示。
三脚架由l0#和8#槽钢制作，其结构尺寸如图
2所示。三脚架的两个直角边分别大致为8 50mm、
450mm，上直角边探出长度150～200mm，三脚架的
上表面为平面。
调节板长150～200ram，由10#槽钢(GB707—
88)制作，如图3所示。其作用是三脚架找平水平后，
用它支撑三
b
图1轨道示意图
1三脚架2调节板3轨道4卡子
图2三脚架示意图
图3调节板示意图
导轨宽70ram，厚10ram的板条，如图4所示。可
用滚板机滚制为罐半径+840ram的弧，可采用焊接的
方法接长，接头处上侧沿用砂轮打平。要求其上侧沿平
直，在2m长度范围内，最大起伏量不超过2ram，否
则就需矫正。也可用罐顶包边角钢代替。
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P＆Petcrole um 石Che油mic化al C工ons建truc设tion 2008年第30卷第5期
图4导轨示意图
卡子用于卡紧导轨，使用3．6# (36×5)角钢制
作，如图5所示。
』 ，r1
I
36 4D
图5卡子示意图
2．2轨道的铺设
首先将三脚架放在罐基础上，三脚架水平槽钢焊
接在罐基础底板上，用水平仪找平。把调节板顶紧在罐
基础上，焊在三脚架的下端。将一个卡子焊于距罐壁
840mm处的三脚架上，将导轨内侧与卡子靠紧，并与
罐壁平行，将导轨内侧和卡子点焊牢固， 将另一个卡
子与导轨外侧靠紧，先将该卡子和三脚架焊牢固，再与
导轨外侧点焊牢固。三脚架之间的距离500-550ram。
(如图6所示)
J 七
●
●
晕
系
a
图6轨道敷设示意图
罐壁板2罐底板3罐基础4调节板5三脚架6导轨7卡子
3自动焊设备
主要焊接设备如下：
(1)横向自动焊焊接设备：DHH-I 4台
(2)立向自动焊焊接设备：D-AVW1 2台
(3)焊接电源：DC-600 6台
(4)手工焊接设备：ZX5—400／600硅整流直流焊
机
4焊接技术及工艺
4．1焊接方法
每圈罐壁组对调整完，先进行立缝焊接，立缝完成
后进行横缝焊接。
(1)立缝焊接，采用气电立焊，将立缝自动焊机用
吊车吊到焊缝位置，或放置于沿罐敷设的行走轨道上，
由电机驱动可行至所需焊缝处，磁吸附刚性轨道贴于
罐壁，焊接小车沿轨道爬行立向下打底立向上摆动填
充盖面焊接，调节焊枪的摆幅、摆速、两端停留时间，
用COz作为气体，焊缝一次成形。
(2)横缝外侧焊接，采用埋弧自动焊，横缝自动焊
机沿罐底敷设行走轨道，进行罐底横缝焊接，采用埋弧
焊的方式，进行多层多道焊接，焊剂自动装载和回收，
根据板厚、焊接层数，选择焊机的数量，一般l4到16ram
厚的罐壁板焊接4层需要4台焊机，可一次成形。
(3)横缝内侧焊接，由于罐内有许多组装用的支撑
等，自动焊机无法行走，只能采用手工焊条电弧焊。
(4)其他部位焊接和返修，采用手工焊条电弧焊，
如壁板立缝下端自动焊不方便操作等位置和焊缝补焊
返修等采用焊条电弧焊。
4．2焊接材料选用
焊接材料选用，根据新加坡UT罐区工程罐体各部
位材质，合理选择焊接材料。焊接材料选用见表1。
表1焊接材料选用
使用部位 母材材质 自动焊焊接材料 焊条
规格 牌号 规格 牌号
壁板立缝 A283 Gr C 1．6ram DW一43G 击3．2ram， LB52
西4．0ram
A573 Gr 70 击1．6ram DW -43G
壁板横缝 A283 Gr C 由3．2mm US-36／MF一38H 由3．2mm．
A573 Gr 70 击3．2ram US 36／MF-381-I 由4．0mm LB52
A283 Gr C x
A573 Gr 70 由3．2mm US 36／MF一38H
4．3自动焊焊接工艺(见表2)
表2罐壁自动焊接工艺参数
焊接部位 焊接方法 焊接层次 焊接位置 焊接材料 焊接电流 焊接电压
(从下至上) (A) (V)
壁板立缝V1 EGW l 3G DWS-43G 360-380 38 39
壁板立缝V2 EGW l DWS一43G 380-400 38-40
壁板立缝V3 EGW l DWS 43G 38O一400 38-40
壁板立缝V4 EGW l DWS-43G 380-400 38-40
壁板立缝V5 EGW 1 DWS-43G 360—380 37-38
壁板立缝V6～V9 EGW 1 DWS 43G 360—370 36—37
壁板环缝卜{l SAW 外1 2G US 36／ 450-550 28-30
母h 2～6 M F一1 fI 00— 0 28 3n
壁板环缝H2 SAW 外1 2G US一36／ 450-550 28 3O
外2～5 M F 33H 500 u--550 28—30
壁板环缝H3 SAW 外l～4 2G US 36／ 450—-540 28 3O
MF一33H
壁板环缝H4 SAW 外1—3 US 36／ 450—520 28-30
MF一33I1
壁板环缝H5～H8 SAW 外i～2 US 36／ 450-520 27—29
MF 一33f1
4．4手工焊条电弧焊接工艺(见表3)
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张兴红 倒装钢制储罐焊接技术
表3焊条电弧焊工艺
母 材 焊接材料 焊接参数
牌号 焊条甫径
A283 Gr C I|】卜52 3．2 90～15O(A)
击4．0 120～170(A)
A283 Gr C ×A573 Gr70 LB 52 击3．2 90一i50 (A)
4．0 1：O～170 【A)
A573 Gr70 I B一52 击3．2 90～l50 (A)
4．0 l20～ 17O (A)
4．5焊接施工方法及防变形
(1)壁板立缝采用CO：气体保护自动焊接工艺，壁
板立缝下端自动焊不方便操作位置采用焊条电弧焊
(2)壁板横缝外侧采用埋弧横缝自动焊接工艺，内
侧采用焊条电弧焊。壁板横缝在罐内侧坡口点焊。点焊
长度100mm左右，间距300ram为宜。焊接顺序为：外
侧焊缝焊完一内侧焊缝清根完一内侧焊接。内侧清根
采用磨光机进行。原则上不采用封底焊，组对间隙大于
3mm 时，进行封底焊。点焊及封底焊在清根时清除。
(3)附件焊接采用焊条电弧焊进行施工。
(4)返修，根据检查情况，确定缺陷位置，用气刨
或磨光机清除缺陷。表面缺陷一般用磨光机处理，必要
时进行补焊。补焊前确认缺陷是否清除彻底，然后按
照返修工艺措施进行返修。返修后，进行目视检查并进
行必要的表面处理。
(5)焊接变形控制，壁板立缝在组对调整间隙时，利
用立缝卡具采取预变形的防变形措施。
立缝焊接时，采用防变形弧板，每道焊缝均布三
块。手工焊焊接“X”型坡口，先进行外侧坡口焊接，
外侧全部焊完后，再焊接内侧。自动焊焊接“V”型坡
口型式的立缝，用方销使板端向外预变形2～3ram。横
缝焊接严格按焊接工艺规定的焊缝排列层次进行施焊，
控制线能量。附件焊接变形控制，附件焊接根据其部位
及板厚等条件，采用相应的常规防变形措施。
5结论
采用自动焊和手工焊条电弧焊相结合的焊接技术，
进行倒装大型储罐焊接，能够提高施工效率，创造良好
的经济效益，尤其大型储罐自动焊技术是一种高效焊
接技术，埋弧焊与手工电弧焊相比，焊接速度提高4倍，
气电立焊是手工电弧焊的15倍，一次合格率可达99％。
提高焊接质量和焊接施工速度，减少焊工人数，降低了
焊工劳动强度。只要焊机操作人员熟练掌握设备性能，
严格把握焊接过程中工艺参数的调整控制， 自动焊技
术所产生的经济效益远远大于焊条电弧焊。但由于一
些条件制约，倒装大型储罐焊接不能全部实现自动化。
根据我国石油及化工企业的发展需求，以及随着国家
储备库建设，在大型储罐焊接中，只要不断改进工艺，
提高自动化程度，必然能创造出很好施工效率和经济
效益。
(收稿日期：2008—0l一25)
(上接第5O页)
(1)找正与找平应在同一平面内互成直角的两个
或两个以上的方向进行；
(2)为避免气象条件影响，其铅垂度的调整和测量
工作应避免在-N受阳光照射及风力大于4级的条件
下进行。
(3)塔体找平时，应根据要求用垫铁(或其它专用
调整件)调整，不应用紧固或放松地脚螺栓及局部加压
等方法进行调整。
图8焦碳塔第一段吊装
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图9焦碳塔第二段吊装
图10 焦碳塔第三段吊装
(收稿日期：2007—1 l一06)
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