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1、大型储罐底板焊接变形的防治措施 摘要：在石油化工领域常常可以见到大型储罐,大型储罐制造中最重要的环节就是底板焊接以及焊接之后的变形控制，因为储罐底板焊接变形会大大的降低储罐的承载能力，同时也会缩短罐底底板的使用寿命。因此，大型储罐制作安装的成败主要取决于底板的焊接。 关键词：大型储罐储罐底板焊接变形控制 我国石油化工行业的蓬勃发展，大大的促进了我国的国民经济，而大型储罐在这当中所起到的作用是无可替代的。其实不仅是在石油化工行业，在国防、交通运输等领域，大型储罐的作用也不容忽视。大型储罐底板焊接工艺以及如何预防焊接变形是亟待解决的技术问题。本文将针对大型储罐底板焊接及变形的防治措施进行探讨。 一
2、、底板焊接变形的原因分析 储罐底板焊接后容易发生变形的原因主要有以下几个方面：焊缝在结构中的位置；底板焊缝焊接顺序不正确；焊接中由于温度分布不均而产生了应力；焊接金属由液态转为固态的冷却过程中发生的缩边； 1.储罐底板焊缝施焊顺序 在储罐底板的焊接过程中，要遵守以下焊接原则：先焊接短缝；后焊接中长缝；然后焊接通长焊缝；预留收缩缝，中心向四周放射性焊接，等到储罐底板大角缝焊接完毕后最后进行焊接收缩缝。 储罐底板焊缝焊接顺序如下图所示： 在上示焊接的流程中，最重要的环节是大角缝的焊接，因为储罐应力主要集中于该处。 若底板焊缝施焊流程未按照正确的顺序进行，焊接后就容易发生变形。 2.焊接应力 焊接应
3、力是在焊接热过程中，由于局部高温加热，造成构件上温度分布不均匀，从而产生的力。焊接应力引起的变形可分为纵向应力引起的变形和横向应力引起的变形。 2.1纵向应力引起的变形 纵向应力，其方向平行于焊缝轴线。在从板的一端到另一端焊接时，由于高温焊缝和焊件受热不均，产生塑性压缩，并且这种压缩在焊后不能自由恢复，焊缝附近区受拉，以外区受压，致使沿焊接方向发生收缩，导致焊接变形。 2.2横向应力引起的变形 横向应力，其方向垂直于焊缝轴线。横向应力的分布与焊接顺序和方向有关。焊缝在施焊过程中，先后冷却的时间不同，先焊的焊缝会先凝固，凝固后具有一定的强度，后焊焊缝的塑性压缩会受到已经凝固的并具有一定强度的先焊
4、焊缝的限制，从而产生横向拉应力，同时在先焊部分的焊缝内产生横向压应力，导致焊接变形。由经验得知：对于48mm厚的钢板搭接连续角焊横向收缩量为0.81.0mm/m。 二、储罐底板焊接变形的预防措施 1.采用合理的焊接顺序 为预防储罐底板焊接变形，在焊接时应采用正确的焊接顺序，底板组装过程中，要先组装边缘板，之后是中幅板，并且在中幅板的边缘要留出能够跟边缘板搭接的尺寸。焊接过程中，要遵循先焊接短缝，后焊接长缝，由中心向四周放射性焊接的原则。焊缝时，要隔一道焊缝焊一道，等到储罐底板大角缝焊接完毕后最后进行焊接收缩缝，这样即不会影响焊件的整体结构，又控制了焊接变形。 2.采用分段退焊的方法 采用分段退
5、焊的方法，可以降低焊缝内应力，减少由于焊接收缩引起的变形。焊接时中幅板长焊缝以中心为界，向两端将焊缝平均分段，各自对称分段退焊，每段长应为0.51m。由于分段增加了多个起点和终点，可以采用多人同时焊接，这样就可以减少热影响区，降低内应力和焊接收缩，避免焊接变形。 3.严格控制焊接线能量 焊缝焊接过程中，加热次数和热输入越少，产生焊接变形的程度就越小。因此，储罐底板焊缝焊接过程中，要采用各种办法以减小焊接线能量，一般都是采用小电流、快速焊。 4.散热法 散热法又被叫做强迫冷却法，即将焊接处的热量迅速散走，使焊缝附近的金属受热面大大减少，达到减小焊接变形的目的。 5.反变形法 反变形法就是在焊接前
6、进行组装时，预置反方向的变形量以抵消焊接变形。这是一种简单而又有效的预防焊接变形的手段。 6.采取刚性固定措施 刚性固定法对减小焊接变形很有效，其操作方法就是焊前在焊道的纵向进行刚性固定，待焊接工作完成并且完全冷却后再对刚性固定进行撤除。 7.机械矫正法 储罐底板焊接变形是不可避免的，焊接过程中可以采用适当的矫正变形的方法。焊件焊接过程中用圆头小锤对焊缝进行敲击，使焊缝适当锻延，可减少内应力和焊接变形。在敲击操作中，要注意用力均匀，一般采用端部为圆角的手锤。底层和表面焊道一般不锤击，以免金属表面冷作硬化。其余各道焊完一道后立刻锤击，直至将焊缝表面打出均匀致密的点为止。 8.加强对焊工的培训 优
7、秀的焊工，好的焊接技术也能减少储罐底板焊接变形，所以，制作企业应该定期对所有焊工进行培训，培训后设置考试，必须通过考试才可以上岗。 三、结束语 大型储罐底板焊接变形在施工中很容易发生，但是通过实践证明，掌握引起储罐底板焊接变形的因素和防止变形的机理，制定合理的设计方案，运用合理的焊接工艺，焊接后采取正确的矫正方法，在保证焊接质量的同时，大型储罐底板焊接变形还是可以得到有效控制的。 参考文献 1傅积和，孙玉林.焊接数据资料手册S，北京机械工业出版社，1994.754. 2卞宗强.大型储罐底板的焊接方法齐鲁石油化工，2000.28(4)：324-326. 3张志军，刘洋，付群，王志永，李子平.储罐焊接中防止变形的一些建议J，广东化工，2011年05期. 4陈祝年焊接工程师手册M，北京：北京工业出版社，2001，1. 5曾治雄，陈兰桂，劳海峰.大型储罐焊接技术的探讨A，石油工程焊接技术交流及焊接设备焊接材料应用研讨会论文专刊C，2004年. 6中国机械工程学会焊接分会，哈尔滨焊接研究所. 焊工手册（修订版）S，北京：机械工业出版社，1991.174.
