浅谈大型储罐底板焊接及变形控制措施

技术庳　中国化工贸易　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　ｌ２丞麓～月　

论控制大型储罐的焊接质量　

徐楠　

（中国天辰工程有限公司黑龙江分公司。黑龙江哈尔滨１５００７６）　摘要：大型储罐的焊接对于其后续应用有着重要意叉，本文主要针对其在安装、焊接过程可能出现的钢板变形的原因进行分析，提出有针对　性的解决对策，促进大型储罐的安装及焊接质量。　关键词：大型储罐焊接质量控制对策　大型储罐焊接质量的控制要从多个方面进行，不论是器具的检查　还是过程的管理都不能忽视，下文就对如何控制大型储罐的焊接质量　进行分析。　一、检查焊接的器具并做好验收工作　这是工作的基础，必须要定期对焊机、氩气表等计量工具进行校　验，合格后方可使用，同时要做好设备的维护与保养工作；及时检查　焊枪、氩气胶管，发现损坏，立即更换。要保证整个工作过程中所有　的焊接设备要处于合格、可靠实用的状态中。　二、控制整个焊接过程　１．执行程序化管理模式与质保监督　工程中的所有焊接活动都要按照相应的程序进行指导与规范，在　整个过程中遵循质保监督程序。焊接施工较为特殊，要定期的对其可　靠性进行检查，关键是看程序是否符合，还有就是施工的可靠性，保　证施工程序在控制的范围之内。　２．制定合理的规程　按照工程设计规范的要求及工艺评定标准，要编制合理的指导规　程，对采用的钢种、采用的焊接标准、位置工艺等进行说明，指导后　续的施工工作的开展。　３．做好焊缝记录工作　大型储罐及其他所有的设备焊缝都要做好全程的记录跟踪工作，　条件允许的情况下要绘制焊口的记录图，对涉及的焊缝进行标识，焊　缝的编号是焊缝记录与使用计算机管理的基础。每一个焊口与每一道　工序及进行的各种检验、检查在焊缝记录单上都可查，同时通过检查　核对焊缝记录在图纸、焊缝记录单及已经完成焊口要保持一致，形成　资料后交给业主。焊缝记录单主要有以下几点功能：　３．１记录焊缝的基础信息，包括图纸号、质量计划号、母材材质及　对口要求、焊接工艺、焊接材料等等，用来指导现场施工。　３．２做好现场施工与检查的记录工作，保证整个现场施工的可追　溯性。　３．３保证焊接机检验过程中不同工序间的连续性，实施全过程的跟　踪控制。　４．采用焊接管理数据库　在焊接过程中尽量要做到每个焊口的状态均在可控的范围内，每　个焊口都有记录单对其状态进行记录，保证焊口的可追溯性。同时还　要做好工程量、质量数据等的统计工作。与其他工作相比，该项工作　较为复杂，工作难度大，对此，可以结合实际开发焊接管理软件，用　于焊接记录单与焊接数据的管理。焊接软件的应用主要有以下几点　优势：　４．１管理焊缝记录单　以输入的数据为基础，管理好焊缝的记录单，将其打印整理后作　为质量记录报告的集中管理。　４．２管理焊口的过程　对焊机的整个过程，从待焊接到焊接完成，检测焊接与返修等程　序全部纳入到跟踪的过程中，保证管理的全面性。　４．３焊口的文件管理　各个系统的焊口清单与焊接过程文件都要整理并保存好，避免遗　漏，影响后续工作的进行。　５．采取针对性的措施降低板材变形问题　从现场施工情况来看，大型储罐变形的原因是多方面的，下文主　要针对当前较为常见的几个原因进行分析，采取针对性的措施杜绝板　材变形。　

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浅析大型储罐罐底的焊接变形机理及各种影响因素

作者：杜少华

来源：《城市建设理论研究》2013年第09期

摘要：大型储罐在石油化工装置中是不可缺少的设备之一，而罐底严重的焊接变形会降低储罐的承载能力及稳定性，甚至使罐底底板报废。因此，罐底是整个储罐的关键部位，关系到整个储罐制作安装的成败。通过对大型储罐焊接应力、焊接变形的机理及各种影响因素的分析，了解其变化规律，提出合理的设计方案，制定正确的焊接工艺措施，焊后采取正确的矫正方法，使罐底焊接变形控制到最小程度，保证储罐制作质量，降低成本，缩短工期，提高效益。

关键词：罐底板；焊接变形；工艺；控制

中图分类号： TG4 文献标识码： A 文章编号：

前言

随着经济的发展，储罐容量越来越大，现在上万立方米的储罐比比皆是，罐底面积随容量也增大。储罐底板是由多块条型中幅板和多块弓型边缘板拼接而成（见图1所示），是整个储罐受力最大的部位。其焊接特点为：直径大、板薄、钢板厚度与储罐底的宽度之比很小，刚度差，焊缝数量多，焊接应力大，易产生焊接变形且变形量大，控制难度大。因此分析焊接变形的机理及各种影响因素，掌握其变化规律，采取有效的减少变形措施，控制罐底的焊接变形，确保储罐罐底的制作质量，是整个储罐制作的重要环节。

图1储罐排版及长焊接顺序

1罐底板焊接变形形成的机理

1.1焊接局部的、不均匀加热和构件的刚性约束

焊接过程是对焊件进行局部、不均匀的加热过程，焊接时，高温区域（焊缝及焊缝的焊接侧）受热膨胀，受周边低温区域的刚性阻碍而不能自由伸长，产生热塑性变形，冷却时，高温区域因热塑性变形而产生收缩量大，低温区域产生收缩量小，这种不平衡的内部收缩导致底板产生凝缩应力和凝缩变形。

1.2金相组织的转变 龙源期刊网

如何有效控制储罐底板安装过程中的变形 熊小龙

摘要：本论文全面系统地阐述了火力发电厂储罐制作与安装过程中如何有效控制底板在安装过程中变形的方法。适合于各种类型的大型火力发电厂储罐的制作与安装。在施工中就存在的问题进行积极的研讨和探索，总结出了一套适合于火力发电厂化学制水系统储罐底板安装的施工技术，为我国发展储罐的制作与安装奠定了一定的良好基础。

关键词：储罐底板；焊接预防变形；沥青砂填充

1绪论

电厂储罐一般都是立式钢制圆柱形，储罐主体由三部分组成：罐底、罐壁、罐顶。预防底板的不平整度可采用一定的焊接工艺及焊接方法，刚性固定和在提升储罐过程中在罐底边缘板下部填充沥青砂等，减少底板因焊接焊缝的收缩和储罐由于不断被提升而增加的自身重量导致储罐基础（特别是边缘板附近）出现不均匀沉降的原因加大的不平整度，这样有效控制了底板的变形。

2 储罐底板的安装

储罐的底板主要包括：边缘板、中幅板和垫板。底板的安装工艺流程如下：底板的预制→基础的复测及划线定位→中幅板铺设→边缘板铺设→中福板焊接→罐底边缘板对接焊缝焊接靠边缘300mm部位→罐底与罐壁板连接角焊缝焊接→边缘板剩余对接焊缝焊接→边缘板与中福板收缩焊缝焊接。

2.1底板预制

①预制前，应绘制排板图，其排板直径按设计直径放大0.1%～ 0.2%；②然后根据设计尺寸和板材的实际规格，合理地计算出每块边缘板和中幅板的下料尺寸，以尽量减少产生边角料而造成的浪费；③每块底板下料后，与排板图编上相应的号码，以便组对时“对号入座”，避免出现混乱和差错。

2.2储罐基础复验

①储罐基础为环形基础，罐底板下铺设沥青砂垫层；底板铺设前，必须按土建基础设计文件的规定对基础表面尺寸、标高以及沥青砂表面凹凸度等进行检查，合格后方可安装；②然后根据预制底板的实际规格和搭接顺序绘制排版图，根据排版图在基础垫层上划出十字中心线，方位准线，各块底板的外边缘定位线，弓形边缘板需留出2~3mm的余量，预防焊接收缩，并用红色油漆笔进行标记；③按排板图在罐底中心板上，划出十字线，十字线与罐基础中心线应重合，在罐底板的中心打上样冲眼，并应作出明显标记。

储罐施工过程中预防焊接应力及焊接变形的技术措施

摘要：储罐是石油化工中油品和各种液体化学品的储存设备，是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。储罐施工主要要求是在保证质量安全的前提下，缩短施工周期、提高经济效益和安全性。本文以凯瑞英项目储罐建造项目为实例，结合实际情况，运用理论知识，浅谈防止储罐焊接变形、焊接应力的措施方法。

关键词：储罐；技术总结；焊接变形；焊接应力；措施

一、引言

本文以山东凯瑞英羟脲磺胺类医药中间体产业链项目消防给水及加压泵站2台6000m³拱顶储罐为例，进行储罐施工过程中预防焊接应力及焊接变形的技术措施的技术总结。2台6000m³拱顶储罐中单台储罐重量约180吨，直径22000mm，高度为20772mm；底板厚度为10mm；各带壁板厚度6～18mm之间。储罐一般刚性较差，板薄，施工过控制焊接应力、焊接变形非常重要。

二、储罐焊接应力与焊接变形

储罐焊接过程中由于温度场的变化及焊件的约束，在焊缝及附近区域产生应力成为焊接应力。焊接过程中产生的应力超过材料的弹性极限，以至于冷却后在焊件中留有未能消除的应力称为残余应力。

焊接热输入引起材料局部加热，使焊缝区融化，而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，受压产生变形。在冷却过程中，已发生变形的这部分材料又受到周围材料制约，不能自由收缩，在不同程度上又拉伸而产生变形。与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为瞬态应力与变形。在室温条件下，焊后残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。

三、储罐焊接应力及变形的危害

当外部载荷的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时，这一区域的材料就会产生局部塑形变形，丧失了进一步承受外部载荷的能力，造成结构的有效截面积减小，结构的刚度也随之降低。如材料处于脆性状态，则拉伸残余应力和外部载荷应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度，导致结构早期破坏。