不銹鋼料倉自動焊技術開發及應用

冷輝

我公司在大連某PTA裝置不銹鋼料倉施工中，成功開發出不銹鋼料倉自動焊技術，極大降低了對焊工的需求，提高了焊接效率，降低了施工成本，對今后料倉的焊接施工有較好的指導和借鑒作用。

1.工程簡介

大連某PTA裝置共有料倉16臺，材質為不銹鋼304L，其中CTA加料倉2臺，CTA班料倉4臺，PTA成品料倉10臺，料倉參數如表1所示。料倉全部實行現場預制，分段吊裝，料倉結構如圖1所示。

2.焊接工藝

（1）焊接方法選擇 304L不銹鋼材質熱導率較低，約為碳鋼的1/3，電阻率約為碳鋼的5倍，線膨脹系數比碳鋼約大50%，密度大于碳鋼，在焊接過程中會產生大量的收縮、變形和殘余應力，并易產生晶間腐蝕問題。因此焊接必須要采取小電流、快速焊，且宜采用多層多道焊。鑒于此，料倉縱縫焊接采用藥芯焊絲氣體保護自動焊技術，橫縫焊接采用埋弧焊技術。

（2）焊接設備選擇 縱縫焊接選用南京某機電公司生產的熔化極氣體保護自動焊（MAGW）機型，該焊機配有美國米勒進口DC800多功能直流焊接電源+22A送絲機系統，采用的焊接波形為鋸齒波，即擺動停留和爬行停留同步控制。

埋弧橫焊采用大型儲罐自動焊設備進行改造，重點是為了滿足不銹鋼料倉防滲碳污染。為此，將碳鋼行走輪更換為4Cr13不銹鋼材質的行走輪，采用橢圓形焊劑托盤，安裝上橢圓形橡膠托帶，完全將焊劑頂輪與板材隔離，防止了滲碳情況的發生。

（3）焊接材料選擇 縱縫選用E 308 LT 1—1，保護氣體為C O2，背面加設水冷滑塊。橫縫選用F 308 L—H 00 C r 21 N i 10，焊劑選用F308L—H03Cr21Ni10Si。

表1 料倉參數

圖1 料倉結構示意

（4）坡口形式及焊道分布根據低溫儲罐壁板厚度，選用12mm厚試板進行立焊和橫焊位置工藝評定，坡口及焊道分布如圖2所示。

（5）焊接參數 立焊、橫焊主要焊接參數如表2、表3所示。

（6）焊縫力學性能 焊縫力學性能如表4所示。

（7）不銹鋼料倉施焊 焊接順序為先焊縱縫后焊橫縫。縱縫焊接采用由下而上分段退步焊接，橫縫焊接由兩臺埋弧焊設備焊接，焊機對稱分布，同時同向進行焊接。

不銹鋼料倉立縫焊接采取定位焊組對方式，隔300mm點焊80m m，能有效地防止焊接過程中的收縮。組對間隙控制在（2±0.5）mm，坡口角度為50°±5°。厚度12mm及以下鋼板，采用單面焊雙面成形，厚度12mm以上，采用雙面焊接，縱縫焊接如圖3所示。

橫縫坡口角度外口為40°±5°，里口為60°±5°，焊接完畢后角變形可控，組對間隙以2mm為最佳，橫縫焊接如圖4所示。

（8）注意事項 ①嚴禁在焊件上隨意引弧，以免損傷焊件表面。②嚴格按照焊接參數操作，并盡可能采用快速焊，使每層焊道層間溫度≤100℃，以減少過熱，提高抗裂能力。③與介質接觸的焊縫，為防止因過熱而產生晶間腐蝕，應最后焊接。④焊縫清根應使用專用不銹鋼砂輪片，焊后清理應采用不銹鋼刷清理焊縫周圍的熔渣和飛濺。

（9）實施效果 施焊的縱縫焊接一次合格率99.4%，橫縫焊接一次合格率為98.8%，焊道外觀質量良好，成形美觀。

（10）工作效率分析 自動焊接提高工效的優勢是很明顯的，與手工焊接相比，同等條件下，縱縫氣體保護自動焊提高2～3倍工效，橫縫埋弧焊提高工效6～8倍，焊接綜合施工成本平均降低23%。

圖2 坡口及焊道分布

表2 立焊焊接參數

表3 橫焊焊接參數

表4 焊縫力學性能

圖3 縱縫焊接

圖4 橫縫焊接

3.結語

料倉筒體的自動焊技術，只需要三個筒體循環施工，就能體現自動焊接效率高、成本低的優勢。該技術同樣可以應用到不銹鋼儲罐乃至大口徑不銹鋼管道施工中，能進一步提高施工效率，降低施工成本，增強市場競爭能力，具有極大的推廣價值。20140218