大型儲罐罐壁幾何尺寸的控制及儲罐用高強鋼板的冬季焊接施工措施

呂軍　陸輝　董新泰

摘 要：我國近年來大型十萬立原油儲罐的建設飛速發(fā)展。文章以蘭州生產(chǎn)運行原油儲備庫工程10座十萬立原油儲罐為例，就在罐壁施工控制及高強鋼的冬季焊接所取得的經(jīng)驗進行探討。

關鍵詞：大型儲罐；幾何尺寸控制；高強鋼板冬季焊接

1 罐壁的安裝工藝及幾何尺寸的影響因素

1.1 安裝工藝

采用外腳手架正裝施工法，罐內(nèi)側(cè)的施工主要使用小掛車。罐壁組對采用凈料組對工藝。罐壁立縫的焊接采用氣電立焊焊接，橫縫采用埋弧自動焊焊接。大角縫采用手工焊打底加埋弧自動焊填充蓋面。

1.2 影響幾何尺寸的因素

罐壁坡口的設計，壁板的預制幾何尺寸，壁板的組裝工藝以及組裝的幾何尺寸，罐壁附件安裝附加變形等。

2 罐壁幾何尺寸的控制

2.1 罐壁板的預制

2.1.1 壁板坡口的設計：施工圖的設計坡口只具有一定的指導性，在罐壁成形方面，單面坡口無論對立縫和橫縫都比較有利。

2.1.2 罐壁板的尺寸控制：罐壁板預制采用數(shù)控龍門切割機進行。

2.1.3 罐壁板圓弧度的控制：在滾弧時，除按規(guī)范要求控制外，對第一圈壁板兩端300mm范圍內(nèi)需滾過一點，第二圈壁板兩端300mm范圍內(nèi)不滾弧。

2.1.4 熱處理壁板的預制變形控制：首先壁板預制切割滾弧成形，然后在拱胎上進行開孔及接管組裝。

2.2 罐壁板的安裝

2.2.1 罐壁板的吊裝就位：主要是依靠下圈壁板的1/3長度線進行控制。

2.2.2 立縫角變形控制：主要是采取反變形棱角度進行控制。

2.2.3 立縫垂直度控制：罐壁的整體垂直度主要是通過立縫的垂直度來控制的。立縫焊接采用氣電立焊焊接。

2.2.4 底圈壁板組對尺寸控制：對壁板水平度超標處采用墊鐵進行找平。相鄰兩塊壁板的上口水平度允許偏差不大于2mm，任意兩塊壁板的上口水平度允許偏差不大于6mm。

2.2.5 工藝實施結(jié)果：通過上述施工工藝及質(zhì)量管理，蘭州生產(chǎn)運行原油儲備庫10座十萬立原油儲罐安裝中，儲罐主體各項質(zhì)量指標均符合設計和規(guī)范要求，經(jīng)實測實體質(zhì)量如表1。

3 冬季焊接措施的控制

10萬立原油儲罐主體施工期為2010年10月至2011年元月，在施工中除組對定位安裝外，大量現(xiàn)場制安工作為高強鋼板焊接。施工現(xiàn)場當?shù)貧鉁卦缕骄畹?12.6℃，11月份進入夜間后氣溫基本在0℃以下。10萬立方米原油儲罐1～6圈壁板和底板邊緣板采用國產(chǎn)12MnNiVR（08MnNiVR）材料，為抗拉強度610MPa級大線能量焊接用調(diào)制高強度鋼板，由于鋼材的特性（碳當量高、冷裂紋敏感系數(shù)大），其可焊性較差，控制措施不到位極易產(chǎn)生冷裂紋。如不采取有效措施此類鋼材禁止施焊。

3.1 采取焊接防護措施，搭設防風棚進行保溫和防風

當風力較大時，對儲罐罐壁受風影響的施焊處設置防風蓬。

3.2 焊前預熱

預熱溫度是影響焊接質(zhì)量的因素之一，特別是對于12MnNiVR（08MnNiVR）材料，預熱溫度合適與否直接關系能否防止冷裂紋的產(chǎn)生，因此必須嚴格控制。

鋼板施焊前，借鑒球罐制安中的排管加熱法對普通火焰烤把進行改進，制作排管多孔加熱器對施焊部位進行大范圍預熱，用火焰加熱數(shù)分鐘后使施焊部位坡口范圍100mm左右保證預熱溫度達到100～150℃，且層間溫度不得小于預熱溫度，焊后隨即用火焰加熱焊道以保持焊道的緩冷。

預熱寬度以坡口兩側(cè)寬度各100mm為宜，以緩解降溫速度，避免引起裂紋；應保證預熱范圍內(nèi)溫度均勻，各項要求按本《焊接工藝評定》執(zhí)行。預熱溫度應在距坡口50mm處用紅外線測溫儀進行測量，并作好記錄；預熱溫度達到后應清除坡口100mm范圍內(nèi)鐵銹、污垢等后，方可施焊作業(yè)。

3.3 焊后保溫緩冷

焊后用寬度500mm（δ=60mm）的石棉保溫被將焊縫包好，使溫度控制在150～250℃之間，保溫時間按不同厚度32mm（22mm/<19mm），分別不低于55、65、80min，焊縫溫度與環(huán)境溫度一致后拆除保溫被。

參考文獻

[1]董月功.大型浮頂原油儲罐總體形狀尺寸的控制[Z].

[2]夏吉龍.大型儲罐焊接技術(shù)[Z].

[3]梅曄.大型鋼制儲罐焊接變形控制[Z].

[4]周曉琛，高麒.大型儲罐罐壁幾何尺寸的控制[Z].

[5]董洪軍，朱 ，柴雪嬌，等.國產(chǎn)高強鋼08MnNiVR的冬季焊接施工[Z].