大型儲罐壁板接管焊接變形控制的有效措施

【摘 要】針對10萬立方米大型儲罐壁板上接管焊接變形產(chǎn)生機理和影響因素的分析，結合以往施工中對壁板接管焊接變形的控制措施，為了降低施工成本，提高勞動效率，保證焊接質量，制定出可行有效的焊接控制變形控制措施，施工過程取得了滿意的效果。

【關鍵詞】大型；儲罐；接管；焊接；變形；有效控制；措施

1 前言

國內石油化工工業(yè)的快速發(fā)展，國內原油已遠遠滿足不了石油化工加工的需求，國家為了應對國際原油市場的波動和戰(zhàn)略儲備，從沿海到內地投資建設了很多以10萬立方米儲罐為主體的大型儲罐群。10萬立方米大型儲罐越來越得到廣泛的應用。大型儲罐的施工質量要求越來越嚴格，施工成本越來越高，在整個儲罐的施工過程中，底圈壁板上的接管的焊接對施工來說是個施工技術含量比較高的一個環(huán)節(jié)，如何對該環(huán)節(jié)得到有效的控制，確保焊接后的各項尺寸滿足規(guī)范要求，同時能夠降低成本，結合以往施工中對壁板接管焊接變形的控制和成本分析，制定出可行有效的降低施工成本，提高勞動效率，保證焊接質量的焊接控制變形的有效措施。

2 材質及規(guī)格

儲罐底圈壁板材質為12MnNiV-SR，每張壁板規(guī)格為12566×2400×32mm，重量約為7.58噸；接管材質為12MnNiV，規(guī)格為φ711×18.5，現(xiàn)場卷制而成；補強板材質為12MnNiV，規(guī)格為δ=32mm；12MnNiV為剛強度材質，其抗拉強度達到610Mpa。

3 接管焊接后整張壁板熱處理完的允許誤差

10萬立方米儲罐底圈壁板的接管安裝完畢后，需要對已焊接完接管的整張壁板進行熱處理，消除焊接應力。熱處理后的組合件，立置在平臺上用樣板檢查，垂直方向上用長度不小于1米的直線樣板檢查，其間隙不得大于1mm（開口部位為2.5mm）；水平方向上用2米長弧樣板檢查，其間隙不得小于3mm。

4 焊接防變形措施

在儲罐壁板上開孔以及焊接，可以說在大型儲罐施工上是個難點，10萬立方米儲罐的開孔是在預制好未安裝的壁板上進行的，而不是在壁板安裝好后進行開孔安裝，壁板開孔較大，每臺儲罐上有DN700的進出油孔和DN600的人孔，如果不采取必要的措施，容易使卷制好的壁板變形，同時接管在焊接時由于接管及補強圈等自身重量也會產(chǎn)生壁板變形。因此在壁板上開孔時，將卷制好的壁板放置在特制的胎具上進行開孔，開孔方位和方向嚴格按照施工圖紙要求施工。對不容易控制的尺寸，要求技術人員在電腦上放出詳細的大樣，測量出精確的尺寸，交施工人員進行安裝，同時要求相關人員對點焊完的接管進行復查。

接管的焊接也是一個非常棘手的問題，如果控制不好，容易導致接管出的罐壁局部塌陷，影響工程質量。為此我們首先采取強行控制，將焊接接管的壁板用卡具固定在特制的胎具上，其胎具的弧度滿足壓制完的壁板弧度，按壁板長度方向上用卡具將壁板和胎具固定在一起，同時在大接管下方采用幾個千斤頂將接管周圍用力進行支撐；其次在壁板內側接管周圍采用“井”字架對接管周圍進行加工。最后在焊接上采用低線能量的CO2保護焊進行焊接，這樣有效的控制了壁板上接管焊接的變形，井字架待熱處理完畢后進行拆除。

在預制場地搭設一個臨時鋼平臺，搭設鋼平臺的地面要求平整夯實，平臺上的鋼板之間要求點焊連接，使整個鋼平臺連成一片。制作一臺拱形胎具，用于放置壓制壁板和開孔以及接管的組對點焊，該胎具不用放置在平臺上，放置于平整的地面即可。再在鋼平臺上制作幾個臨時性專用支架，支架采用小型型鋼對壓制壁板兩端進行固定，組對點焊完畢帶有接管的壁板用吊車立放置在臨時性支架內，支架與支架之間保持一定的距離，確保對片壁板接管焊接同時施工，對接管內側周圍同樣采取井字架進行鋼性固定，然后進行內側焊接，焊接完畢內側后馬上可以進行外側補強板焊縫的焊接。焊接完畢的壁板經(jīng)檢測，其檢測數(shù)據(jù)均滿足要求，這樣既可較少施工胎具復雜的制作，也可減少由于壁板的來回翻轉吊車的使用和人力的消耗，降低了施工成本，增加了施工效益，同時可使多個工作面的開展，滿足施工進度要求，也較少了由于吊車多次翻身使壓制成型的壁板變形產(chǎn)生的誤差。

無論采取哪種形式的防變形措施，焊接的要求是一樣，先進行接管內側焊縫的焊接，焊接時盡可能采取小線能量的CO2氣體保護焊，由于壁板較厚，焊縫輸入的熱量較大，如采用手工焊接其效果沒有CO2氣體保護焊的效果好。每個接管焊接時采取2個人對稱焊接的方式進行焊接，在進行接管焊接時，對焊接部位進行預熱，預熱溫度不得小于100℃。在焊接時同時要求做好防風防雨措施，防止焊縫產(chǎn)生氣孔或裂紋等缺陷。

5 實例

在中海油寧波大榭島225萬噸/年重交通道路瀝青擴建項目中，10萬立方米儲罐接管的施工時，為了防止接管焊接變形，采取了制作拱形胎架，接管內側四周不但用井字架進行鋼性固定，并且還在接管內側周圍采用千斤頂進行支撐，防止補強板焊接時壁板發(fā)生變形，制作胎具消耗的型材較多，由于胎具成本較高，胎具不可能做多，往往導致施工人員的閑置和吊裝費用的增加，而且對施工進度產(chǎn)生一定影響。

在蘭州300萬噸原油儲備基地工程中，我們采用將組對固定完的壁板組合件豎立在平臺上進行焊接，這樣大大的提高施工效率，減少吊車的使用，減少大量胎具的制作，降低了成本，同時焊接完的壁板組件的質量完全滿足相關要求，達到了比較滿意的效果。

6 結論

施工技術措施，不僅僅是技術質量的實施措施，同時還要考慮到工程成本的控制，施工進度的控制等各方面的要素，在保證工程質量的前提條件下，合理有效的技術措施，不但有效地能夠實現(xiàn)產(chǎn)品實施，也可以在實施過程中降低成本，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。