浅谈提高储油罐焊接质量的措施

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【摘要】储油罐是石油化工销售行业非常重要的储运设备, 越来越多地用于原油、成品油等储运工程。焊接是油罐建造的主要工序, 对油罐的施工质量具有决定性意义。本文分析了储罐焊接技术现状，介绍了焊接工艺和质量保证措施。

【关键词】储油罐 焊接 质量

中图分类号： P755.1 文献标识码： A 文章编号：

前言

储罐的分类与结构

储罐有很多种类, 按其形状可分为立式、卧式和球形储罐; 按容积有大型和小型的区别( 大型储罐是指公称容积为100~30000m3 平底、固定顶储罐和公称容积为1 万m3 以上浮顶储罐; 小型储罐大多是公称容积小于100m3 的储罐, 一般为卧式的小型容器) 。在各类大型储罐中, 绝大多数是建在地上的, 用于储运原油、成品油、液态化工产品及水等其它液体的立式圆筒形钢制储罐。立式圆筒形钢制储罐由罐底、罐壁和罐顶及附件等部分构成, 按罐顶的结构可分为: 无力矩顶储罐、拱顶储罐、锥顶储罐、浮顶储罐和内浮顶储罐等, 其中以拱顶储罐( 包括内浮顶拱顶储罐) 和浮顶储罐应用最为广泛, 技术成熟。

一、储罐焊接技术现状

国内外在大型浮顶储罐的建造中, 罐体普遍采用自动焊工艺, 技术已相当成熟。我国在上世纪80 年代初就引进了大型储罐自动焊接技术及设备, 部分技术装备也实现了国产化。但在拱顶储罐的施工中, 国内主要采用的焊条电弧焊, 自动焊应用较少。目前, 储罐施工应用最多的焊接方法是焊条电弧焊和埋弧自动焊( 包括横焊、平焊、角焊) ,其次是CO2 气电立焊。此外, 实芯或药芯焊丝的CO2 /MAG 气体保护自动焊和半自动焊也得到应用, 但应用范围还比较窄。

1、储罐的焊条电弧焊

对于大型浮顶储罐的焊接施工, 焊条电弧焊仍占有很大的比例, 尤其浮顶焊缝、壁板的点固以及附件的焊接等, 自动焊还不能代替焊条电弧焊。

2、储罐的埋弧自动焊

埋弧自动焊是大型储罐建造中应用最早的自动焊方法。主要应用在正装法施工的浮顶储罐的罐壁环焊缝, 罐底对接焊缝和大角缝等方面；加设埋弧自动焊的防风保护装置，减少野外施工作业环境不利因素的影响；大港油库建设6具万方油罐施工中得到很好的应用，保证焊缝整体质量, 气电立焊在大型立式浮顶储罐建造中被广泛应用, 主要焊接壁板的纵缝。，

3、储罐的CO2 半自动焊

熔化极CO2 气体保护焊在20世纪70 年代末期就开始应用于大型储罐的焊接,最初主要应用在角焊缝上。大港油库6具万方油罐将CO2 半自动焊应用到储罐的罐底板、罐顶板、附件等部位的焊接施工中, 均取得了较好效果。不仅焊缝美观, 质量好, 变形小, 而且减少了打磨量, 效率高, 在储罐施工中将会进一步推广。

4、药芯焊丝MAG气体保护焊

药芯焊丝富氩保护焊可以用在焊接工作温度- 33℃～- 60℃左右的大型低温储罐, 由于受焊接材料及热输入的限制, 尚未见到有关阐述采用该方法进行低于该温度工况储罐的焊接的资料。对于工作在- 60℃以下的储罐。如采用9Ni 钢建造的储罐, 自动焊的方法首选MIG焊或自动TIG焊。

二、施工准备

1、材料及主要机具

（1）电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。

（2）引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。

（3）主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。

2、作业条件

（1）熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。

（2）施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。

（3）现场供电应符合焊接用电要求。

（4）环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。

三、操作工艺

1、工艺流程

作业准备电弧焊接（平焊、立焊、横焊、仰焊）焊缝检查。

2、 钢结构电弧焊接

平焊

（1）选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。

（2）清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。

（3） 烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。

（4）焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。

（5）引弧：角焊缝起落弧点应在焊缝端部，宜大于10mm，不应随便打弧，打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开，使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧。对接焊缝及时接和角接组合焊缝，在焊缝两端设引弧板和引出板，必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区，中途接头则应在焊缝接头前方15～20mm处打火引弧，将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处，把熔池填满到要求的厚度后，方可向前施焊。

（6）焊接速度：要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度均匀一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离（2～3mm）为宜。

（7）焊接电弧长度：根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧长度稳定不变，酸性焊条一般为3～4mm，碱性焊条一般为2～3mm为宜。

（8）焊接角度：根据两焊件的厚度确定，焊接角度有两个方面，一是焊条与焊接前进方向的夹角为60～75°；二是焊条与焊接左右夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件夹角均为45°；当焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。

2、立焊

基本操作工艺过程与平焊相同，但应注意下述问题：

（1）在相同条件下，焊接电源比平焊电流小10%～15%。

（2）采用短弧焊接，弧长一般为2～3mm。

（3）焊条角度根据焊件厚度确定。两焊件厚度相等，焊条与焊条左右方向夹角均为45°；两焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧的夹角。焊条应与垂直面形成60°～80°角，使角弧略向上，吹向熔池中心。

（4）收弧：当焊到末尾，采用排弧法将弧坑填满，把电弧移至熔池中央停弧。严禁使弧坑甩在一边。为了防止咬肉，应压低电弧变换焊条角度，使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹。

三、储油罐焊接质量保证措施

1、选择合理的排版方式

为减少现场焊接收缩变形，在罐板前期预制排版过程中，在保证符合制造标准前提下应尽量选用板幅较大的材料，并且对焊缝分散布置、对称布置可以有效减少变形量。

2、焊工不断提高自身的工作技能，养成良好的职业习惯，并有很强的质量意识

只有一个具备较高工作技能，有良好职业习惯和很强质量意识的焊工才能保证焊接工作的质量，焊工在工作前必须做好充分的工作准备，包括心态的调整、设备的调试以及工件和焊材的准备。在焊接的过程中，焊工必须要做到专心致志，排除外界的一切干扰。

3、选择性能好的焊接设备

选择性能好的焊接设备可以一定程度上预防石油储罐的变形。目前很多焊接设备的生产厂家都是专机专做，在选择设备的时候遵循的原则也是专机专用，考虑设备的综合性能指标，必须要择优选择。只有综合性能良好的焊接设备才能保证焊接质量的稳定性。

4、选择可焊性好的材料

选择焊接材料的木材和焊材，需要经过专业技术人员的计算，并通过反复的试验才能最终确定。选择的材料时必须把握一个原则，在保证各项技术数据的前提下，一定要选取可焊性更好的材料，并且采购起来比较方便的材料。

5、合适的焊接环境

在对石油储罐进行焊接操作的过程中，对于材料的存放环境、产品的制作环境都有一定的要求，有些材料（焊材）不能在露天保存，要避免风吹日晒，甚至有部分材料（电焊条）还对干湿度有特定的要求；在焊接过程中也要尽量回避低温季节，做好防风措施，湿度较大（雨天）时要严禁施焊，最大限度地减少环境因素的影响；因此为了保证焊接的质量就必须要营造适宜的焊接环境。

结论

储罐作为石油化工销售企业十分重要的工业存储设备，它的安全性、封闭性和稳定性也有着很高的要求。焊接的工艺直接影响了罐体的稳定性和封闭性就，在实际的焊接过程中，合理安排焊接顺序，加强焊接工艺的技术强度，就可以在一定程度上减少罐体发生变形的可能性。

【参考文献】

[1]张永兴.大型储罐施工中的焊接变形控制[J].石油工程建设,2002.

[2]孔祥章. 防止大型油罐底板焊接的变形[J].化工设备与管道，2001，38（ 5） ：39-40