金屬儲罐安裝過程中的變形及控制措施

郭 文

（云南建投第二安裝工程公司，云南 昆明 650033）

金屬油箱是石油化工行業的主要設備之一，然而在安裝金屬燃料箱期間，存在諸如燃料箱的圓度不夠或局部不均勻的問題，這是燃料箱本身的性能問題。如果金屬罐不太圓或部分不均勻，不僅浮頂不會正常上升和下降，而且罐的穩定性也會大大降低。如果它位于金屬罐的底部，則不均勻的問題可能導致低循環疲勞甚至破損，從而導致金屬罐的使用時間受到影響。為此，應重點關注油罐在安裝過程中出現的不均勻性和局部不均勻性的問題，施工企業尤其要加以重視。

1 儲罐控制

罐壁的預制和質量是由罐壁安裝的整體質量所決定的，同時與實際的焊接工藝和施工方法也有著直接的聯系。預制罐壁應預制，以匹配布局。每個壁的縱向焊縫應該在同一方向上，然后逐個擴展。所有相鄰面板的縱向間隙間距應控制在300mm 以上。根據實際施工經驗和數據，當忽略邊距時，水箱直徑不應超過8m。如果水箱直徑在8 ～25m，水箱壁應保持在30 ～50mm，易于減少焊接平衡。施工中，8mm 鋼板一般都是使用固定框架結構，尺寸在150 ～300mm，通過以1 ～1.5m的間隔安裝12mm 鋼筋來加強支撐，選擇位于焊縫上方80 ～100m 的地方。金屬儲罐通常使用倒裝芯片方法構造，倒裝芯片方法指定計算周期應保持一定的剛度。在實際安裝過程中，請勿移動工具的位置或角度，例如計費環。因為偏差的出現會造成水箱水平出現旋轉。進行組裝最后條帶過程中，需要將切割器的位置進行有效地調整，才能降低因為水箱水平旋轉造成的偏差。此外，應保留焊接以在裝配期間調整罐的橢圓度。當縱向焊縫焊接到焊縫外的密封位置時，重約2t。環形鏈式提升機的功能是增強最終的加固，并在很大程度上避免其自身的圓形和深度焊接。

2 儲罐儲頂

目前，大多數儲罐的施工是由倒裝芯片法造成的，由于拱形會造成變形問題。其中相應的措施：安裝磁帶庫中，支架要是尺寸不符合標準，就會導致圓頂出現變形。為此，支架安裝中，箱壁的表面應布置成底座布局，并且標準上表面的高度可通過角穹頂液位計或連接管調節。支架的位置可以根據支架的安裝高度來確定，這可以防止底座傾斜以及下面的不平坦表面和圓頂。如果圓頂風扇布局較寬，但不影響預制帶狀電弧，則扇形板大端的中下端在實際安裝過程中趨于下垂。根據過去的經驗，當圓頂半徑與所有彎曲板的大端的比率＜15 時，將預先形成的緯紗調節到0，以防止預成形板的變形。圓頂的形成受到焊接順序的影響，因此，在安裝過程中，應首先焊接圓頂和焊縫，然后焊接圓頂的底部焊縫。如果金屬的直徑相對較大，最好的方法是保留多個中心焊縫并將其用作收縮焊縫。在焊接其他徑向焊縫后，收縮焊縫保持連續重焊。通常，向心焊接使用反向焊接。大多數角度，拱頂和墻壁接縫均勻分布，旋轉方向同時焊接。對于厚度＜8mm 的焊縫，凹槽是圓形的，沒有鈍邊。保留3 個50mm 位置，沒有凹槽，以確保環之間的間隙。單面焊接性好，后表面淺，相對均勻，可減少圓形接頭的局部變形，防止大面積變形。其余面板之間的焊接相對較硬，應保持單槽和鈍槽的形式，并通過多層焊接方法（4 層厚度＞10mm，3 層厚度≤10mm），焊接線能量可以減少，受到焊接應力以及變形的影響。因為油箱會在現場采取焊接，其中焊接的條件很差，就需要使用工藝好的酸性電極，此時焊接的飛濺降低，同時才能讓焊接效果好。針對焊接縫是厚度≤10mm，要想讓焊接的變相減少，就需要采用3.2mm 的電極。要分析焊接變形和工作效率，焊縫厚度＞10mm，標準3.2mm 電極用于底部焊接和填充，標準4.0mm 電極用于焊接。

2.1 管道焊接質量控制

工業金屬管道安裝過程中，對于管道的焊接質量控制，需要結合相關規定來選派考核合格的人員，持證上崗，根據施工標準要求進行焊接。焊接活動結束后，焊縫周邊打上焊工代號鋼印，并做好記錄，為后續的跟蹤調查提供支持。通常情況下，壓力管道施工是在野外環境下進行，由于外界環境不穩定性，可能受到客觀因素影響到焊接質量。所以，需要結合焊接工藝要求選擇合理的焊接設備，保證儀表和工裝符合要求，并對焊材烘干質量進行檢驗，符合要求后做好記錄工作，如果不符合則返工。

需要注意的是，焊接返修會出現反復加熱冷卻施焊部位的問題，對于焊接質量帶來不同程度上的影響。所以，需要加強焊接接頭返修進行嚴格控制，分析缺陷產生的原因，選擇合理的返修工藝，盡可能一次返修成功，避免反復返修影響到焊機質量。如果同一部位多次返修，需要重新選擇返修工藝，經過專門技術人員檢驗合格后方可返修。

2.2 焊縫外觀質量控制

工業金屬管道焊接后，可能出現焊縫影響到管道外觀質量，在具體焊接中不被重視，經常會出現表面性缺陷、氣孔、咬邊、夾渣等質量缺陷。對于咬邊問題的產生，會導致應力集中，可通過補焊修磨后予以處理。氣孔危險性同其他缺陷累加，影響到焊縫的致密性，是裂紋出現的源頭所在，對于工業金屬管道整體安裝質量影響較大。表面線性缺陷包括未焊透、未熔合以及裂紋，導致管道承載力下降，加劇焊縫損壞。故此，在工業金屬管道安裝監檢中，對于焊縫外觀質量控制十分重要，應該及時清理內壁焊瘤，否則可能由于焊瘤摩擦產生火花，加劇安全事故出現。

2.3 無損探傷

無損探傷是工業金屬管道安裝監檢控制的重要環節，可以在不損壞被檢測物體原有結構和特性基礎上，精準可靠地探尋管道內部缺陷。在具體操作中，需要嚴格遵循標準和設計圖樣進行，但是，探傷工作開展可能受到客觀條件限制。另外，結合管道級別和工況，由檢測單位確定檢測部位，提升檢測質量。

2.4 焊后熱處理

管道焊接后，需要進行充分的焊后熱處理，結合實際需要來選擇有效的熱處理工藝，將溫度和時間控制在合理范圍內。熱處理后的焊接接頭測量硬度值，包括熱影響區和焊縫。另外，還要進行嚴密性試驗和耐壓試驗，在工業金屬管道安裝后檢驗管道質量是否符合要求，結合設計圖樣和相關規定嚴格執行，施工單位、建設單位和監理單位共同檢驗。耐壓試驗合格后方可進行后續的嚴密性試驗，保證各項參數符合要求。

3 儲罐底部控制

在焊接過程中，會嚴重影響底部的變形。分析其造成的原因，焊接順序是最重要的因素之一。在實際安裝和構造中，罐底部的局部變形通常由收縮焊縫控制。對于中間腹板，一般要先進行焊接短焊接，然后焊接比較長的焊縫。焊接工藝的收縮，一般都是中板和側板之間。背焊可用于焊接操作。焊接中厚板時，應短時間焊接短焊縫，然后焊接長焊縫，第一次焊接最適合階段回流焊或跳焊。在側板焊接過程中，首先焊接部分的側焊（約300mm），并且焊接底板和側板與中間板之間的壁之間的焊接。在焊接收縮焊縫之前，焊接另一側板的對接焊縫和中間板的對接焊縫。對于彎曲邊緣板到接頭的第一層焊接工藝，最適合采用對稱焊縫均勻分布的方法，背焊或跳焊適用于收縮層的初始層焊接。焊縫縱向焊接到底壁后，焊縫時間焊縫焊接在接縫槽底部，并控制罐壁，此方法選擇分段焊接，焊縫的第一層通常采用階梯背焊或跳焊的形式。

4 金屬儲罐安裝方法

金屬儲罐的安裝主要是兩種方法，正裝法和倒裝法。正裝法是罐壁板按照從下到上的順序進行焊接，最后針對頂層壁板、頂端包邊等完成焊接，其中有水浮正裝法、架設正裝法，主要是應用于大型浮頂罐的安裝。外搭的腳手架正裝法，要使用吊車吊裝壁板，才能實現自動焊接。

5 結束語

鑒于圓柱形罐體本身的體積與相對較差的艙壁和剛度不成比例，有關部門和施工單位應充分注意圓度和局部不均勻金屬罐的安裝過程。進行實際的安裝中，施工工藝和安裝程序要科學、合理，同時焊接的技術需要有標準和要求。要想讓圓形儲罐安裝中將使用壽命提高，同時防止變形，就需要企業加以重視，只有這樣才能保證氣缸結構和安裝過程，延長使用壽命。