曹伟，李昕
中国石油管道局工程有限公司第三工程的公司，河南 郑州 450000
摘要：石油储罐的主体焊接是储罐整体施工的关键，采用合理的焊接方式和焊接工艺，使用夹具严格地控制好焊接变形，有效地保障储罐的椭圆度，整个石油储罐的施工质量才能得到保障。本文主要介绍了石油储罐壁板的焊接及防止缺陷和变化的措施，以提高石油储罐的整体施工质量。
关键字：储罐、质量缺陷、焊接、壁板
前言
石油储罐是一种重要的储备石油的大型设备，在石油及化工生产中得到了广泛应用。石油储罐项目的施工是一项庞大的工程，存在多工种交叉作业，涉及到多个工种同时施工，其中包括CO2气体保护焊、手工焊、气焊、自动焊等焊接作业和铆工、起重工、管工、架子工等多工种，而焊接作业是石油储罐最为重要的一道工序，焊接质量的好坏直接影响着石油储罐的整体工程质量。
一、石油储罐壁板的焊接
（1）壁板纵向焊缝的焊接
在焊接石油储罐罐壁时，应首先从纵向焊缝焊起，纵向焊缝焊接完毕再焊接环形焊缝。需要注意在焊接人员在施焊作业时要按同一个方向焊接，保持焊接的连续性。如果纵向焊缝采用气电立焊时，对接环焊缝采用埋弧自动焊时，焊接所使用的焊机一定要均匀的分布，并且在施焊时往同一个方向，使焊接产生的热量分布均匀，避免因热量分布不均产生过大应力造成焊接裂纹，产生质量缺陷。
储罐壁板纵向焊缝的焊接一般采用CO2气电立焊机焊接，焊接方向自下而上，在壁板底部留下三百毫米左右不焊接，主要是由于自动焊机的焊接触及范围不能到达，要采用手工焊焊接后打磨处理。在焊接时焊接顺序是先焊外部后焊内部，在壁板内部焊接完成后，要求壁板焊口打磨的要与罐壁板一样。
在纵缝焊接中常出现的质量缺陷及解决措施：
①焊道夹渣质量缺陷及解决措施：在焊接时焊缝中残留熔渣，夹渣削弱了焊缝的有效断面，从而降低了焊缝的力学性能，影响了壁板的承载力。要提高衬垫铜板沟槽的光洁度，使之没有伤痕，合理地选择焊接参数，选择脱渣性能好的焊条，调整焊条角度和运条方法，并认真地清除层间熔渣。
②气孔质量缺陷及解决措施：气孔是一种常见的质量缺陷，气孔的存在影响了焊缝的致密度，减少了焊缝的有效面积，从而降低了壁板焊缝的力学性能。在焊接前要清理好坡口两侧的油污和杂质，不允许使用失效的焊条，严格地将焊条烘培，按照焊接工艺正确操作，焊接时要有防风措施。
③咬边不良质量缺陷及解决措施：产生咬边的主要原因是电弧过长或电流过大。咬边不但会使母材金属减薄,还会在母材和焊缝处形成几何不连续,从而形成应力集中,使得焊缝强度降低。在焊接前要将电压调低些，在熔池发生偏移时要进行修正移至中心位置，使衬垫铜板的沟槽与坡口相合。
④焊透性不良质量缺陷及解决措施：未焊透的产生原因主要是工艺参数、措施及坡口尺寸不当，坡口及焊道表面不够清洁或有氧化皮及焊渣等杂物，焊工技术较差等。在焊接时熔深要稍加大，超过坡口中心认真检查熔池以及焊道外观，进行适当调整；电压要稍提高些，焊边间隙适当调正，适当调整坡口形状。
（2）壁板环向焊缝的焊接
壁板环缝的焊接通常采用埋弧自动平焊机，几台焊机在焊接时要均匀分布，同时沿着同一个方向进行焊接作业。在焊接中要按照焊接工艺控制好焊道、电压和电流。
在环缝焊接中常见的质量缺陷及解决措施：
①第一遍焊道有麻坑的质量缺陷及解决措施：在焊接前将母材坡口内的铁锈、杂物和水分等清理干净，使用喷灯的火焰对准坡口的底部充分加热，让母材受热均匀，在连续发生该种有麻坑的质量缺陷时，要停止焊接，进行焊道的清理工作。
②第一遍焊道形状不良的质量缺陷及解决措施：要对正焊点位置，在焊接前确定好电压、电流及速度，用旋钮确定，在焊接开始后要迅速检查焊道情况并及时进行调整，保证良好的焊道形状。
③中层焊道形状不良的质量缺陷及解决措施：为了预防中层焊道出现形状不良的质量缺陷。要将焊点位置纠正，并且在焊接过程中要适当调小电流和要适当加快焊接速度。
④T形接合处焊穿的质量缺陷及解决措施：为了预防T形接合处焊穿的质量缺陷，必须在壁板内侧位置上对T形接合处这一部位进行严格的封焊处理，并在焊接的时候注意熔深稍浅些。
⑤坡口处漏焊的质量缺陷及解决措施：在焊接时必须选择合适的部位当作焊点，如果存在壁板局部坡口过宽的情况，就采取手工焊填充的手段进行焊接。
⑥最后焊道夹渣的质量缺陷及解决措施：最后焊道在焊接时要严格执行焊接工艺卡的规定，调整电压为26V、电流480A，焊接速度不超过55㎝/min。
二、防止石油储罐焊接变形的措施
为了防止石油储罐的焊接变形，一是要使用夹具来进行钢材的变形控制，二是要选择合理的焊接工艺。使用夹具的目的是为了固定住钢板拘束钢板的局部收缩变形。使用夹具拘束钢板虽然可以减少焊接变形，但是拘束的越强，钢板焊缝内的残余应力就越大。在使用夹具的过程中，既要把变形控制在许可范围内，又要防止焊缝内残余应力超过母材的屈服极限，避免母材开裂。
1）选择合理的焊接工艺。要合理安排所有焊缝的位置，所有焊缝与构件截面要与中性轴对称，焊前进行装配，预置反方向变形量为抵消（补偿）焊接变形。钢材坡口形式、焊接接头、焊接参数、焊接位置、焊缝形式、焊缝形状尺寸、预热及道间温度、后热及焊后热处理等因素要按照焊接工艺进行合理的控制，并要尽可能减少焊缝截面尺寸，以保证焊接质量。
2）使用反变形夹具控制焊接变形，此种方法叫做反变形法。为了抵消焊接变形，在焊接作业前先将钢板与焊接变形相反的方向进行人为地变形。为了防止纵向收缩变形变形，在焊接立缝前，在壁板内壁立缝上可焊接龙门板和安装对口卡，起到防止壁板变形的作用。
3）使用槽钢防底板焊缝的纵向收缩。焊缝的纵向收缩是平行于焊缝方向上的收缩，纵向收缩会引起板的翘曲变形，尤其是在焊接储罐底部的长焊缝时，会产生较大的纵向收缩量，如果不使用夹具控制变形，焊缝两边的底板会由于焊缝的纵向收缩产生翘曲，从而导致底板凸起或呈波浪形状。
4）使用槽钢支撑防止大角缝的角变形。大角缝是钢制储罐受力的关键部位，所以大角缝的焊接非常重要。大型钢制储罐的内外大角缝，用自动埋弧焊机要焊接三四遍。填充金属越多，大角缝变形越大。在焊接储罐内大角缝时，由于焊道的横向收缩产生角变形，环向边缘板要向上翘起。槽钢焊接在边缘板与储罐内壁间，能很好的防止变形。
结束语
大型石油储罐安装过程中的材料选择、装配组装、焊接、以及焊后检测都必须严格控制。尤其是在罐壁焊接过程中，做好焊前预控、焊中过程控制、焊缝检测、以及焊后真空度检测是保证大型石油储罐制造质量的关键工序。因此，控制石油储罐的质量必须从“人、机、料、法、环”五个方面着手， 严格地按标准规范与设计图纸施工，按照焊接工艺严格控制焊接过程，做好焊口检测，保障储罐的安装质量。
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