儲罐倒裝埋弧自動橫焊機的改進研發

劉恒毅

摘要：某公司在發展大型儲罐倒裝法施工技術的過程中遇到難題，由于儲罐壁板內側有頂升液壓缸擋著，罐壁內環縫焊接無法使用傳統的儲罐倒裝埋弧自動橫焊機，只能進行半自動焊接，影響整體焊接工效和質量。另外，傳統儲罐倒裝埋弧自動橫焊機較高，為了保證焊機操作空間，儲罐抗風圈、加強圈等結構件只能在第二層罐壁板高度位置安裝，安裝高度2.5～5 m，施工安全性差;儲罐倒裝埋弧自動橫焊機焊接軌道固定在罐底部上，用手動搖柄機構調節焊槍上下操作困難。通過改進研發儲罐倒裝埋弧自動橫焊機機架結構、焊劑收集送料系統和電動調節橫梁裝置等，解決了這些難題，有效提升了儲罐的焊接質量和安裝效率。

關鍵詞：儲罐倒裝法;埋弧橫焊機;焊劑;內環縫

中圖分類號：TG433文獻標志碼：B文章編號：1001-2303（2020）05-0111-03

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.05.23

0 前言

采用大型儲罐倒裝法施工工藝時，由于儲罐壁板內側的頂升液壓缸占據位置[1]，傳統的儲罐倒裝埋弧自動橫焊機只能焊接儲罐外側環縫，罐壁內側環縫側采用半自動焊接，影響整體焊接工效和質量[2]。另外，傳統儲罐倒裝埋弧自動橫焊機較高，為了保證焊機操作空間，儲罐抗風圈、加強圈等結構件只能安裝在第二層罐壁板高度位置，安裝高度2.5～5 m，施工安全性差、工效低[3];儲罐倒裝埋弧自動橫焊機焊接軌道固定在罐底部，水平誤差大，用手動揺柄機構調節焊槍上下操作比較困難[4]。為此，對儲罐倒裝埋弧自動橫焊機進行改進設計，現場應用達到預期效果。

1 焊機的機架結構改進研發

分析傳統儲罐倒裝埋弧自動橫焊機無法焊接儲罐內側焊縫的問題，發現要實現儲罐倒裝法施工橫縫內側自動焊接，必須避讓在儲罐內側圓周均布的數十臺頂升液壓缸[5]。

改進研發方案是將傳統儲罐倒裝埋弧自動橫焊機的方正框架結構的機架下部設計缺口，呈倒“L”結構，如圖1所示。同時，將液壓缸的穩定支撐改成可快速拆卸的活動支撐。液壓缸下降后，拆除活動支撐，焊機的倒“L”機架可以避開液壓缸，實現正常連續焊接，如圖1～圖3所示。

通過改進儲罐倒裝埋弧自動橫焊機的機架結構，解決了傳統儲罐倒裝埋弧自動橫焊機無法焊接內環縫的難題，現場應用后，焊接效率和質量得到了大幅提高。

2 焊劑收集送料系統改進研發

針對焊機高度較高的問題，分析發現由于要避開液壓缸，焊機支架高度不能降低，只能降低焊機上部高度。而焊機上部的焊劑桶占用了較大空間，焊機下部支架內留有較大空余。將焊劑桶移至焊機下部支架內，可以有效降低焊機高度。

為此需要研制一套新的焊劑收集送料系統。將焊機頂部的焊劑桶移至機架下部，焊機上部加裝焊劑斗（容積15 L），下部焊接桶內的焊劑用氣動輸送至小焊劑斗，焊劑斗中安裝感應式開關，自動控制上料，如圖4所示。這樣，焊工可在地面加裝、清空焊劑，提高了操作的安全性。

式中 Q0為氣力輸送風量;μ為料氣混合比，取2;ρ為空氣密度，取1.2 kg/m3。經計算可得，風量Q0=0.055 m3/s，即198 m3/h，因系統末端有濾塵袋，選用210 m3/h、功率1.5 kW中壓工業鼓風機[6]。

綜上，通過改進焊機的焊劑收集送料系統，焊機高度降低了0.8 m，可以避讓儲罐上的加強圈、抗風圈等結構件。儲罐結構件可在底層安裝到罐體上，安裝高度由2.5～5 m降至0.8～2 m，施工安全、質量和工效均得到大幅提高。同時，焊工可在地面加裝、清空焊劑，提高了操作的安全性，如圖5所示。

3 焊機電動橫梁調節裝置的改進研發

儲罐倒裝法施工埋弧自動橫焊機的焊接軌道固定在罐底上，焊接軌道水平方向誤差大，用手動揺柄調節機構調節焊槍上下，焊工的操作難度大，經常有誤操作（搖反方向，焊槍上下偏離增加），影響焊接質量。

針對該問題，采用電動橫梁調節裝置代替傳統的手搖調節裝置。將固定焊機托帶輪、焊槍的橫梁加裝上下電動調節絲桿和導柱，焊工通過有線控制手柄調節橫梁高度，實現焊劑托帶輪和焊槍高度的上下調節。

通過改進調節裝置，提高了焊接操控精度，有效降低了焊工的勞動強度，提高了焊接質量。

4 結論

文中研發的儲罐倒裝內外兩用埋弧自動橫焊機實現了儲罐倒裝施工內環縫的自動焊接。通過改變焊機的機架結構，規避罐內壁周圍的液壓缸，實現了罐內壁的自動焊接;降低了焊機焊槍上部高度，解決了儲罐抗風圈、加強圈等結構無法在底層高度安裝的問題;加裝電動橫梁調節，提升了焊機的可操作性和焊接質量。該設備已成功應用于多座10 m3儲罐中，解決了施工難題，效果良好，推動了大型儲罐倒裝法施工技術的發展。

參考文獻：

[1] 楊建強. 大型儲罐倒裝法施工液壓提升原理及應用[J].電焊機，2011，41（7）：74-76.

[2] 楊建強. 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[J]. 電焊機，2011，41（10）：71-72.

[3] 張平，楊堅強. 大型儲罐倒裝法施工技術應用[J]. 中國化工裝備，2009，11（4）：40-43.

[4] 黃軍平，楊建強，曾君，等. 大型浮頂儲罐倒裝施工自動焊的研究與應用[J]. 金屬加工：熱加工，2009（8）：21-23，32.

[5] 李志飛，陳亮. 大型儲罐倒裝施工的焊接質量控制[J]. 電焊機，2010，40（9）：65-68.

[6] 白萬東. 粉煤灰氣力輸送的改造設計與應用[J]. 水泥，2014（1）：39-40.