大型儲(chǔ)罐罐壁幾何尺寸的控制及儲(chǔ)罐用高強(qiáng)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(chǔ)罐的建設(shè)飛速發(fā)展。文章以蘭州生產(chǎn)運(yùn)行原油儲(chǔ)備庫工程10座十萬立原油儲(chǔ)罐為例，就在罐壁施工控制及高強(qiáng)鋼的冬季焊接所取得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：大型儲(chǔ)罐；幾何尺寸控制；高強(qiáng)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(duì)采用凈料組對(duì)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(dòng)焊焊接。大角縫采用手工焊打底加埋弧自動(dòng)焊填充蓋面。

1.2 影響幾何尺寸的因素

罐壁坡口的設(shè)計(jì)，壁板的預(yù)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(yù)制

2.1.1 壁板坡口的設(shè)計(jì)：施工圖的設(shè)計(jì)坡口只具有一定的指導(dǎo)性，在罐壁成形方面，單面坡口無論對(duì)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(yù)制采用數(shù)控龍門切割機(jī)進(jìn)行。

2.1.3 罐壁板圓弧度的控制：在滾弧時(shí)，除按規(guī)范要求控制外，對(duì)第一圈壁板兩端300mm范圍內(nèi)需滾過一點(diǎn)，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(yù)制變形控制：首先壁板預(yù)制切割滾弧成形，然后在拱胎上進(jìn)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(zhǎng)度線進(jìn)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(jìn)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(duì)尺寸控制：對(duì)壁板水平度超標(biāo)處采用墊鐵進(jìn)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(shí)施結(jié)果：通過上述施工工藝及質(zhì)量管理，蘭州生產(chǎn)運(yùn)行原油儲(chǔ)備庫10座十萬立原油儲(chǔ)罐安裝中，儲(chǔ)罐主體各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，經(jīng)實(shí)測(cè)實(shí)體質(zhì)量如表1。

3 冬季焊接措施的控制

10萬立原油儲(chǔ)罐主體施工期為2010年10月至2011年元月，在施工中除組對(duì)定位安裝外，大量現(xiàn)場(chǎng)制安工作為高強(qiáng)鋼板焊接。施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)?shù)貧鉁卦缕骄畹?12.6℃，11月份進(jìn)入夜間后氣溫基本在0℃以下。10萬立方米原油儲(chǔ)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(qiáng)度610MPa級(jí)大線能量焊接用調(diào)制高強(qiáng)度鋼板，由于鋼材的特性（碳當(dāng)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(hù)措施，搭設(shè)防風(fēng)棚進(jìn)行保溫和防風(fēng)

當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，對(duì)儲(chǔ)罐罐壁受風(fēng)影響的施焊處設(shè)置防風(fēng)蓬。

3.2 焊前預(yù)熱

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

鋼板施焊前，借鑒球罐制安中的排管加熱法對(duì)普通火焰烤把進(jìn)行改進(jìn)，制作排管多孔加熱器對(duì)施焊部位進(jìn)行大范圍預(yù)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(yù)熱溫度達(dá)到100～150℃，且層間溫度不得小于預(yù)熱溫度，焊后隨即用火焰加熱焊道以保持焊道的緩冷。

預(yù)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(yīng)保證預(yù)熱范圍內(nèi)溫度均勻，各項(xiàng)要求按本《焊接工藝評(píng)定》執(zhí)行。預(yù)熱溫度應(yīng)在距坡口50mm處用紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)量，并作好記錄；預(yù)熱溫度達(dá)到后應(yīng)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(shí)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(xiàn)

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