儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機的設計及焊接工藝

楊建強

(新疆石油建設有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834000)

儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機的設計及焊接工藝

楊建強

(新疆石油建設有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834000)

在發展大型儲罐倒裝法施工技術的過程中，因國內外沒有能夠焊接儲罐內環縫的自動焊機，通過不斷探索，自行設計了儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機，制定了先焊接外環縫，在下落液壓缸和脹圈后，再焊接內環縫的施工工藝，在國內外首次實現了儲罐內環縫埋弧自動焊接，為大型儲罐倒裝法施工技術的發展提供了有力的保障。

儲罐；倒裝；橫焊；焊機；焊接工藝

0 前言

新疆石油建設有限公司在2005年第一次采用大型儲罐倒裝法施工工藝時，發現倒裝法施工罐壁板的焊接可以選用的自動焊機只有儲罐倒裝埋弧自動橫焊機，實際上這種焊機只能焊接儲罐的外側橫縫。在咨詢了國內數家自動焊生產廠家和網上查詢國外的儲罐倒裝施工自動焊機后，沒有發現能夠焊接儲罐內環縫的自動焊機。新疆石油建設有限公司正在大力發展大型儲罐倒裝法施工工藝，如果焊接工藝無法改進提高，與目前立縫、橫縫都已成熟運用自動焊接工藝的正裝法施工相比，倒裝法施工工藝在罐壁板焊接方面反而存在巨大的劣勢。

為此，新疆石油建設有限公司從2005年下半年就開始研究能實現儲罐倒裝法施工的罐壁板立縫、橫縫自動焊接設備和自動焊接工藝，并于2006年初研制出立縫氣電立焊機和儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機，同時完成了焊接工藝實驗，并成功應用于獨山子100 000 m3外浮頂儲罐倒裝法施工中。

1 儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機的設計思路

通過調查研究發現，國內外成熟運用的儲罐正裝法施工埋弧自動橫縫焊接設備和儲罐倒裝法施工埋弧自動橫縫焊接設備的結構基本相同，主要有焊槍、焊劑托帶、送絲機構、控制箱和安裝在機架上的行走機構。兩者的不同點在于：正裝法施工埋弧自動橫焊機的行走機構位于機架頂端，焊機利用罐壁板上沿做焊接軌道；倒裝法施工埋弧自動橫焊機的行走機構位于機架下端，在罐基礎周圍安裝三角支架，在其上鋪設扁鋼、角鋼等作為焊接軌道，如圖1所示。

圖1 原有倒裝法施工埋弧自動橫焊機結構示意

國內外的倒裝法施工埋弧自動橫焊機只能完成儲罐橫縫外側的焊接，因為在儲罐倒裝施工過程中，由于罐壁內側均布數十個用于提升的液壓缸，埋弧自動橫焊機無法通過，因此現有的埋弧自動橫焊機無法在儲罐倒裝施工中完成內側橫縫焊接。

通過查詢，國內外儲罐自動焊機生產廠均沒有可行的實現儲罐倒裝法施工橫縫內側自動焊接的方案。為了發展大型儲罐倒裝法施工技術，新疆石油建設有限公司通過大量的研究，設計出儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機，實現了儲罐內環縫的自動焊接。

設計思路：為了實現儲罐倒裝法施工橫縫內側自動焊接，只有在液壓缸和自動焊機上擠出空間，液壓缸占用離罐內壁板240～490 mm的寬度空間和從罐底到離罐底3.5 m的高度空間，并且每個液壓缸有兩個斜撐桿；要實現罐內自動焊，焊機需占用罐內壁寬約1m、高約3m的空間。最終發現，需要內橫縫焊接時，液壓缸的提升作用已經完成，液壓缸下落后，高度只有1 930 mm(采用兩級行程液壓缸)，如果從自動焊占用的空間里讓出液壓缸需要的空間，自動焊的空間仍足夠大，只要將原先的機架改成倒“L”結構，既可以避開液壓缸，本身的焊接也可正常操作。液壓缸的支撐可以改成活動支撐，這樣就可以實現內橫焊的埋弧自動焊。

內外橫縫埋弧自動焊機示意如圖2所示。

圖2 倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機結構示意

2 儲罐倒裝法橫縫自動焊接實施及工藝

要實現儲罐內環縫的自動焊接，需要調整施工順序：以前內外橫縫全部焊接完成后，再把液壓缸和脹圈落下。實際上，容易產生橫縫焊接變形的只是外環縫的焊接，因此，焊接時先焊外側橫縫，焊后落下液壓缸和脹圈，然后拆除液壓缸的斜撐桿，在罐內鋪設焊接軌道，就可以用自動焊焊接內側環縫。同樣，利用罐外側的焊接軌道可以實現罐外側環焊縫的焊接。采用倒裝法埋弧自動焊接，環縫的坡口形式為：根據壁厚，環縫坡口，10 mm及以下板厚采用斜V型坡口，10 mm以上板厚采用K型坡口。焊接時，先外側埋弧自動焊打底、填充、蓋面，內側砂輪機清根，然后內側埋弧橫焊填充、蓋面。

3 結論

儲罐倒裝施工內外橫縫兩用埋弧自動橫焊機的設計成功，填補了國內外在儲罐內環縫自動焊接的空白(已獲國家專利授權)，為大型儲罐倒裝法施工技術的發展提供了有力的保障。

Design of double Sided automatic girth welding machine and related welding procedure for large storage tank with the upsidedown construction technology

YANG Jian-qiang
(Xinjiang Petroleum Engineering Construction Co.，Ltd.，Karamay 834000，China)

The double sided automatic girth welding machine has been designed by ourselves during the upsidedown construction technology of large storage tank developing because there isn＇t off-the-shelf machine to use at home and abroad.This paper introduces the design idea of the welding machine and related welding procedure with outer girth welding firstly and then inner girth welding after hydraulic cylinders and expansion rings withdrawn.The welding machine and related welding procedure gives a push to the upsidedown construction technology of large storage tank.

storage tank；jacking method；girth welding；welding machine；welding procedure

TG445

B

1001-2303(2011)10-0071-02

2011-03-09

楊建強(1974—)，男，甘肅渭通人，高級工程師，碩士，主要從事儲罐焊接質量管理工作。