大型儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量控制

PAGE咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：大型儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量控制姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：焊接技術(shù)及自動(dòng)化班級(jí)：指導(dǎo)老師：摘要隨著石油工業(yè)的發(fā)展，儲(chǔ)罐的大型化已經(jīng)逐漸成為一種趨勢(shì)，大型儲(chǔ)罐越來越多的運(yùn)用于原油，成品油，天然氣等的運(yùn)輸工程。焊接是儲(chǔ)罐建造的主要程序，對(duì)儲(chǔ)罐的施工質(zhì)量具有決定性的意義。本文主要介紹了儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，我國(guó)大型儲(chǔ)罐的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，大型儲(chǔ)罐的焊接方法，儲(chǔ)罐焊接過程中容易產(chǎn)生的缺陷，及儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量控制：焊接過程中控制和焊后控制的一般方法，大致列出了大型儲(chǔ)罐焊接必須要掌握的一般方法和步驟。關(guān)鍵詞：大型儲(chǔ)罐；焊接；質(zhì)量控制目錄第一章概論 11.1儲(chǔ)罐的發(fā)展概況 11.2儲(chǔ)罐大型化發(fā)展概況 11.3儲(chǔ)罐大型化優(yōu)缺點(diǎn)分析 21.4我國(guó)儲(chǔ)罐焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3第二章儲(chǔ)罐常用焊接方法及工藝 42.1儲(chǔ)罐常用的焊接順序 42.1.1拱頂儲(chǔ)罐的焊接順序 42.1.2浮頂儲(chǔ)罐的焊接順序 52.2常用的儲(chǔ)罐焊接方法 72.2.1儲(chǔ)罐的焊條電弧焊 72.2.2儲(chǔ)罐的埋弧自動(dòng)焊 72.2.3浮頂儲(chǔ)罐的氣電立焊 72.2.4儲(chǔ)罐的CO2半自動(dòng)焊 92.2.5拱頂儲(chǔ)罐的CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊 92.2.6藥芯焊絲MAG氣體保護(hù)焊 112.2.7儲(chǔ)罐建造的其他焊接技術(shù) 11第三章大型儲(chǔ)罐的焊接常見缺陷及質(zhì)量控制 123.1大型儲(chǔ)罐的焊接缺陷及原因 123.1.1橫焊縫常見的缺陷 123.1.2立焊縫常見缺陷 133.2儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量控制 143.2.1焊接質(zhì)量預(yù)控 143.2.2焊接過程控制 153.2.3焊后控制 18小結(jié) 19致謝 20參考文獻(xiàn) 21PAGE1第頁共22頁咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章概論1.1儲(chǔ)罐的發(fā)展概況油品和各種液體化學(xué)品及新興告訴發(fā)展中的天然氣能源的存儲(chǔ)設(shè)備——儲(chǔ)罐，是石油化工裝置和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施的重要組成部分，按容量來說，一般立式圓筒形儲(chǔ)罐的容積大于一萬平方米，對(duì)于此類大型容積儲(chǔ)罐，習(xí)慣稱之為大型儲(chǔ)罐（包括大型臥式圓筒形，球形等儲(chǔ)罐），自1927年采用鋼制焊接儲(chǔ)罐后，其容量逐步擴(kuò)大，目前最大容量已超過24×10420世紀(jì)70年代以來，內(nèi)浮頂儲(chǔ)油罐和大型浮頂油罐在世界上發(fā)展較快，中國(guó)也于1978年開始發(fā)展此類儲(chǔ)罐。世界上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，都備有較齊全的儲(chǔ)罐計(jì)算機(jī)專用程序，對(duì)儲(chǔ)罐作靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的分析，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)罐的重要理論問題，如大型儲(chǔ)罐T形角焊縫（最下層壁板與關(guān)底邊緣板的焊縫）部位的疲勞分析、大型儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性分析、抗震分析等，以實(shí)驗(yàn)分析為基礎(chǔ)深入研究，通過實(shí)驗(yàn)取得大量數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了理論的準(zhǔn)確性，從而使研究具有使用價(jià)值1.2儲(chǔ)罐大型化發(fā)展概況中國(guó)于1985年從日本引進(jìn)第一臺(tái)10×104m3浮頂油罐（直徑80m罐高21.80m）幾十臺(tái)，其中北京燕山石化公司四臺(tái)儲(chǔ)罐的罐壁高強(qiáng)度鋼板采用國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度鋼板[12MnNiVR(WH610D2)]制造，其余均采用日本SPV490Q高強(qiáng)度鋼板。引進(jìn)日本的第一批10×10目前國(guó)內(nèi)對(duì)10×104m3油罐由比較成熟的設(shè)計(jì)、施工和使用的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)大型儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度剛才已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)，151.3儲(chǔ)罐大型化優(yōu)缺點(diǎn)分析目前儲(chǔ)罐的大型化主要指外浮頂原油儲(chǔ)罐的大型化，國(guó)內(nèi)在10×104m3儲(chǔ)罐或更大容量原油浮頂儲(chǔ)罐建成前，原油儲(chǔ)罐最大的容量為51）總圖布置的占地面積小按國(guó)內(nèi)《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2002）的規(guī)定，同一個(gè)浮頂儲(chǔ)罐總?cè)萘坎粦?yīng)大于60×104m3，第6.0.5條規(guī)定油品類別分別為甲、乙A類，單罐容量不限，福鼎油罐之間的防火距離為0.4D，該規(guī)范的表6.0.5注5又規(guī)定福鼎油罐之間的防火距離按0.4D計(jì)算大于20M時(shí)，特殊情況下最小可取20m?，F(xiàn)將10×104m3和15×104m3兩種不同容量?jī)?chǔ)罐組成的罐占地面積列表于1表160×104m3儲(chǔ)罐組占地面積表名稱儲(chǔ)罐容量.m36臺(tái)10×1044臺(tái)15×104罐組占地面積.m27200053000罐組占地百分比.%10073.62）節(jié)省罐區(qū)的總投資根據(jù)浙江興中石油轉(zhuǎn)運(yùn)公司岱山油庫已建一起工程中的工程投資分析，在儲(chǔ)罐總?cè)萘繛?0×104m3相同情況下兩臺(tái)10×1043）節(jié)省鋼材和基地工程材料根據(jù)日本新日鐵公司提供的大型儲(chǔ)罐集中容量主要工程量列表于2表2單臺(tái)儲(chǔ)罐不同容量的主要工程量比較表名稱容積.m35X10410X10412.5X10415X104565.2502.4508.7525.537.725.122.6219.510501926228027412119.2618.2418.3由表可以看出，浮頂結(jié)構(gòu)相同時(shí)儲(chǔ)罐容量越小，單位容量耗鋼量越大。4）便于儲(chǔ)運(yùn)操作管理在儲(chǔ)罐總?cè)萘肯嗤那闆r下，大容量?jī)?chǔ)罐組成的罐區(qū)比小容量?jī)?chǔ)罐組成的罐區(qū)工藝操作簡(jiǎn)單，在進(jìn)油、檢尺、維護(hù)、出油等方面都較方便。但是，隨著儲(chǔ)罐的大型化也會(huì)產(chǎn)生一些新問題：1）罐壁板材料的要求提高了因儲(chǔ)罐大型化后，同時(shí)也對(duì)焊接質(zhì)量提出更嚴(yán)格的要求；相相應(yīng)增加儲(chǔ)罐壁厚度，提高對(duì)鋼材強(qiáng)度和韌性的要求2）儲(chǔ)罐大型化對(duì)給定的容量從理論上存在一種建設(shè)費(fèi)用（包括罐體和基礎(chǔ)的綜合造價(jià)）合理的尺寸組合，罐的高度由于地耐力或基礎(chǔ)的造價(jià)以及其他的原因不可能有很大的變化，主要是增加直徑，日本《消防法》從消防方面考慮，規(guī)定罐的高度以24m為限，隨著容量的增大，對(duì)消防措施的要求會(huì)更高，一旦發(fā)生火災(zāi)，如果事先沒有預(yù)防措施和技術(shù)措施，危害性會(huì)更大。由于大容量?jī)?chǔ)罐事故的危害性比小容量?jī)?chǔ)罐更大，因此要求在研究、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行等方面更加慎重。1.4我國(guó)儲(chǔ)罐焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外在大型浮頂儲(chǔ)罐的建造中，罐體普遍采用自動(dòng)焊工藝，技術(shù)已相當(dāng)成熟。我國(guó)在上世紀(jì)80年代初就引進(jìn)了大型儲(chǔ)罐自動(dòng)焊接技術(shù)及設(shè)備，部分技術(shù)裝備也實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。但在拱頂儲(chǔ)罐的施工中，國(guó)內(nèi)主要采用的焊條電弧焊，自動(dòng)焊應(yīng)用較少。目前，儲(chǔ)罐施工應(yīng)用最多的焊接方法是焊條電弧焊和埋弧自動(dòng)焊（包括橫焊、平焊、角焊），其次是CO2氣電立焊。此外，實(shí)芯或藥芯焊絲的CO2/MAG氣體保護(hù)自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊也得到應(yīng)用，但應(yīng)用范圍還比較窄。第二章儲(chǔ)罐常用焊接方法及工藝儲(chǔ)罐建造堆焊接質(zhì)量的要求是：焊接強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求、焊接變形控制在規(guī)定范圍之內(nèi)、焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等。2.1儲(chǔ)罐常用的焊接順序2.1.1拱頂儲(chǔ)罐的焊接順序2.1.1.1罐底板的焊接1）搭接焊縫，采用焊條電弧焊施焊。先焊短焊縫，后焊長(zhǎng)焊縫。焊接長(zhǎng)焊縫時(shí)，由中心開始向兩側(cè)分段退焊。2）邊緣板焊接，采用焊條電弧焊施焊。先焊外邊緣300mm部位的焊縫，外端加引弧板，由罐內(nèi)向外施焊，采用隔縫對(duì)稱施焊法，焊工對(duì)稱均布。3）焊接順序?yàn)椋哼吘壈逋?00mm焊接(在第一圈壁板安裝之前焊完)—罐底中幅板焊接—邊緣板焊接（待大角縫焊接完）—目前國(guó)內(nèi)大型儲(chǔ)罐的焊接方法已經(jīng)比較成熟，基本上形成了與設(shè)計(jì)系列配套的焊接方法。然而各個(gè)施工單位的焊接方法各有異同，為了更好的保證大型儲(chǔ)罐的質(zhì)量，下面簡(jiǎn)要介紹下其焊接質(zhì)量控制。2.1.1.2壁板對(duì)接焊縫的焊接1）先焊縱焊縫，后焊環(huán)焊縫。當(dāng)焊完相鄰兩圈壁板的縱焊縫后，再焊其間的環(huán)焊縫；先焊外側(cè)焊縫，后焊內(nèi)側(cè)焊縫，在焊接內(nèi)側(cè)前，應(yīng)清焊根(使用碳弧氣刨清根并砂輪打磨)。2）壁板縱縫焊接：采用焊條電弧焊或氣體保護(hù)焊工藝，分段退焊。壁板縱縫下端留出50～100mm，在環(huán)縫組對(duì)后焊接。3）壁板環(huán)縫焊接：主要采用焊條電弧焊，多層多道焊。對(duì)于板厚1Omm以上的環(huán)縫，也可采用埋弧自動(dòng)橫焊工藝，由多臺(tái)焊機(jī)沿罐壁圓周對(duì)稱均布（參見圖1），同一方向施焊。自動(dòng)焊前，內(nèi)側(cè)用焊條電弧焊進(jìn)行封底焊接。圖1環(huán)縫自動(dòng)焊機(jī)及電源布置2.1.1.3大角縫焊接1）大角縫（指底圈罐壁與罐底邊緣板之間角焊縫）應(yīng)在壁板焊縫全部焊接完、龜甲縫焊接前進(jìn)行焊接。先焊內(nèi)側(cè)焊縫，后焊外側(cè)焊縫。2）焊條電弧焊施焊時(shí)，采用分段退焊法，焊工對(duì)稱均布，沿同一方向施焊；當(dāng)采用自動(dòng)焊時(shí)，多臺(tái)焊機(jī)應(yīng)沿罐圓周均布，同一方向施焊。2.1.1.4拱頂組裝焊接罐頂為分片組裝，搭接焊縫采用焊條電弧焊施焊，先焊內(nèi)側(cè)焊縫，后焊外側(cè)焊縫。拱頂外側(cè)徑向的長(zhǎng)焊縫，由多名焊工均布，采用隔縫對(duì)稱施焊方法，由中心向外分段退焊。2.1.2浮頂儲(chǔ)罐的焊接順序2.1.2與拱頂儲(chǔ)罐罐底的焊接程序基本相同。但當(dāng)罐底中幅板為帶墊板對(duì)接焊縫時(shí)，一般采用焊條電弧焊或CO2氣體保護(hù)焊打底、埋弧自動(dòng)焊或碎絲填充埋弧自動(dòng)焊蓋面焊接工藝。打底焊采用分段退焊法；自動(dòng)焊蓋面焊接采用隔縫同向焊。2.1.21）與拱頂儲(chǔ)罐壁板對(duì)接焊縫的焊接順序基本相同。2）壁板縱縫焊接：見圖2所示，壁板厚度1Omm以上縱縫采用氣電立焊工藝，自下向上焊，縱縫上端加熄弧板。小于25mm的壁板為V型坡口，可一次焊接成型；25mm及以上縱縫為X型坡口,雙面焊接。為防止焊接熔池內(nèi)的鐵水從下部流失，焊接前需在第一節(jié)壁板縱縫下端300mm和其它各圈縱縫下端50～70mm范圍采用焊條電弧焊焊接一段作為托底焊道。壁板厚度1Omm以下縱縫采用焊條電弧焊或CO2氣體保護(hù)焊。圖2立縫自動(dòng)焊機(jī)布置圖3）壁板環(huán)橫縫焊接：壁板厚度1Omm以上環(huán)縫，采用埋弧自動(dòng)橫焊工藝，K型坡口，多層多道雙面焊，由多臺(tái)埋弧橫焊機(jī)沿罐壁圓周對(duì)稱均布，同一方向施焊，見圖6所示。壁板環(huán)縫在罐內(nèi)側(cè)坡口點(diǎn)焊，組對(duì)間隙大于1mm時(shí)，內(nèi)側(cè)進(jìn)行封底焊接。2.1.2大角縫焊接在第3～4（或2～3）圈壁板焊縫全部焊接完、龜甲縫焊接前進(jìn)行。其余與拱頂儲(chǔ)罐大角縫的焊接程序基本相同。2.1.21）浮頂?shù)装鍨閹О褰Y(jié)構(gòu)，呈"人"字形排布，為搭接接頭形式，采用焊條電弧焊或半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊。施焊原則與罐底基本相同。2）焊接順序：浮頂?shù)装濉虚g環(huán)板、外邊緣板—隔板—浮頂框架、桁架—由中心向四周逐艙焊接—浮頂頂板—支柱套管、附件。2.2常用的儲(chǔ)罐焊接方法2.2.1儲(chǔ)罐的焊條電弧焊國(guó)內(nèi)拱頂儲(chǔ)罐的焊接目前仍以焊條電弧焊為主，尤其是1萬m3及以下儲(chǔ)罐的焊接，各施工單位普遍采用。其主要原因是：這類儲(chǔ)罐鋼板相對(duì)較薄，且多采用倒裝法組裝，采用焊條電弧焊不僅施工方便、靈活，而且焊接變形小，焊接設(shè)備成本投入低，輔助工作量小。與自動(dòng)焊相比，總體經(jīng)濟(jì)效益較好，但人員投入多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，人員成本高。對(duì)于大型浮頂儲(chǔ)罐的焊接施工，焊條電弧焊仍占有很大的比例，尤其浮頂焊縫、壁板的點(diǎn)固以及附件的焊接等，自動(dòng)焊還不能代替焊條電弧焊。2.2.2儲(chǔ)罐的埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊是大型儲(chǔ)罐建造中應(yīng)用最早的自動(dòng)焊方法。主要應(yīng)用在正裝法施工的浮頂儲(chǔ)罐的罐壁環(huán)焊縫，罐底對(duì)接焊縫和大角縫等方面。近年來，國(guó)內(nèi)一些科研單位和技術(shù)開發(fā)公司，在借鑒正裝儲(chǔ)罐自動(dòng)焊技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了倒裝儲(chǔ)罐自動(dòng)焊設(shè)備及工藝，國(guó)內(nèi)一些主要儲(chǔ)罐施工企業(yè)相繼引進(jìn)并積極推廣應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)，焊接倒裝拱頂儲(chǔ)罐罐壁環(huán)焊縫，取得了較好效果。2.2.3浮頂儲(chǔ)罐的氣電立焊氣電立焊是由普通熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法，焊縫一次成形，是一種高效焊接技術(shù)。它利用類似于電渣焊所采用的水冷滑塊擋住熔融的金屬，使之強(qiáng)迫成形，以實(shí)現(xiàn)立向位置的焊接。通常采用外加單一氣體（如CO2）或混合氣體（如Ar＋CO2）作保護(hù)氣體。在焊接電弧和熔滴過渡方面，氣電立焊類似于普通熔化極氣體保護(hù)焊（如CO2焊，MAG焊），而在焊縫成形和機(jī)械系統(tǒng)方面又類似于電渣焊。圖3所示為典型的氣電立焊原理圖，其焊接過程如下：圖3縱縫氣電立焊示意圖1）焊接時(shí)，罐壁板的背面要墊上玻璃帶和水冷銅襯墊，焊縫表面采用滑動(dòng)水冷銅塊；2）彎曲成形的焊槍深入到由滑動(dòng)水冷銅塊和水冷銅襯墊所圍成的坡口內(nèi)，并沿板厚方向進(jìn)行簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)頻率為50～80次/分往復(fù)；3）焊絲采用1.6mm的氣電立焊用藥芯焊絲；焊絲的干伸長(zhǎng)度保持在40mm4）保護(hù)氣體采用100%的CO2，從滑動(dòng)水冷銅塊上部的套管內(nèi)導(dǎo)入；5）焊槍、滑動(dòng)水冷銅塊和簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置都隨焊接的進(jìn)行而同步自動(dòng)上升。氣電立焊通常焊接的板材厚度在12～80mm最適宜。單面焊厚度一般在25mm以下，帶擺動(dòng)時(shí)可焊接到35mm左右，超過35mm應(yīng)采用雙面焊。當(dāng)板材厚度大于80mm時(shí)，難獲得充分良好的保護(hù)效果，導(dǎo)致焊縫中產(chǎn)生氣孔、熔深不均勻和未焊透。大型浮頂儲(chǔ)罐的壁板厚度一般在10～40mm之間，并且采用正裝法，氣電立焊非常適合。目前，氣電立焊在大型立式浮頂儲(chǔ)罐建造中被廣泛應(yīng)用，主要焊接壁板的縱縫。它焊接生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，成本低。其焊接速度約是藥芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)立焊的1.5倍，是焊條電弧焊的15倍。氣電立焊采用的坡口角度比之其他焊接方法要小得多，其熔敷效率相當(dāng)高，非常節(jié)約焊材。相同條件下，其焊材的用量只有MAG焊的三分之一，是一種非常有潛力的焊接方法。2.2.4儲(chǔ)罐的CO2半自動(dòng)焊熔化極CO2氣體保護(hù)焊在20世紀(jì)70年代末期就開始應(yīng)用于大型儲(chǔ)罐的焊接，最初主要應(yīng)用在角焊縫上。近年來，國(guó)內(nèi)一些施工單位將CO2半自動(dòng)焊應(yīng)用到儲(chǔ)罐的罐底板、壁板、罐頂板、浮頂和附件等部位的焊接施工中，均取得了較好效果。不僅焊縫美觀，質(zhì)量好，變形小，而且減少了打磨量，效率高，在儲(chǔ)罐施工中應(yīng)進(jìn)一步推廣。儲(chǔ)罐的CO2半自動(dòng)焊主要采用實(shí)芯焊絲，成本低，但也有采用藥芯焊絲的，以進(jìn)一步提高焊接效率。但CO2焊對(duì)風(fēng)非常敏感，施工現(xiàn)場(chǎng)常年存在風(fēng)的襲擾，因此野外使用時(shí)，焊接區(qū)域需增加防風(fēng)設(shè)施。另外，CO2焊的輔助機(jī)具較多，搬運(yùn)麻煩，增加了輔助工作量，特別是高空作業(yè)不適用。2.2.5拱頂儲(chǔ)罐的CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊拱頂儲(chǔ)罐壁板較薄，且采用倒裝法安裝，縱縫不適合CO2氣電立焊。近年來，國(guó)內(nèi)一些施工單位嘗試采用CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊進(jìn)行中薄板拱頂儲(chǔ)罐壁板縱縫的焊接。與焊條電弧焊相比，可提高工效2倍，但應(yīng)用不是很普遍。CO2氣體保護(hù)自動(dòng)立焊機(jī)由焊接電源、自動(dòng)送絲機(jī)、焊接小車及軌道、供氣系統(tǒng)和行走機(jī)架等部分組成。各個(gè)部分合理地集成在焊接機(jī)架上，將機(jī)架進(jìn)行整體封閉防風(fēng)，并與環(huán)縫埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)共用一條圓形軌道。操作時(shí)，機(jī)架置于軌道之上，并靠著罐壁板沿軌道行走至被焊立縫處，然后安裝焊接軌道，并使之與縱縫平行，在焊接軌道上安裝焊接小車，啟動(dòng)焊機(jī)，進(jìn)行焊接。焊接小車在立式儲(chǔ)罐上的安裝結(jié)構(gòu)如圖5。立焊機(jī)操作室如圖4所示。在實(shí)際使用時(shí)，焊接電源和氣瓶可以安置在操作室內(nèi)，也可安置在專門制作的電焊機(jī)房?jī)?nèi)，并配置配電箱和漏電保護(hù)裝置，但連接焊接電源與機(jī)架之間的焊接和控制電纜的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到50m。圖4立焊機(jī)操作室示意圖圖5焊接小車及軌道安裝示意圖（俯視圖）1）焊接電源可選用CO2氣體保護(hù)焊專用電源或多功能電源，送絲機(jī)應(yīng)選擇推絲式送絲機(jī)。2）焊接小車是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接過程的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它安裝在焊接軌道上，帶著焊槍沿罐壁上下運(yùn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)罐壁自動(dòng)立焊的重要環(huán)節(jié)之一。核心部分是行走機(jī)構(gòu)和焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。它的焊槍姿態(tài)（即焊槍的位置）應(yīng)能在立式儲(chǔ)罐的環(huán)向、軸向、徑向上調(diào)整，還應(yīng)能在立式儲(chǔ)罐橫截面和縱截面內(nèi)調(diào)整角度。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)可使焊槍按直線形、鋸齒形、梯形、矩形等波形擺動(dòng)，通過對(duì)其參數(shù)調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)各種擺動(dòng)方式，以滿足焊接工藝的要求。焊接小車應(yīng)體積小、重量輕、操作方便。目前，國(guó)內(nèi)外開發(fā)出的多種型號(hào)的焊接小車均可用于儲(chǔ)罐縱縫的焊接。3）軌道是通過某種方式（如永久磁鐵、電磁鐵）吸附在罐壁上供焊接小車行走和定位的專用機(jī)構(gòu)。軌道的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量直接影響到焊接小車行走的平穩(wěn)程度和位置的準(zhǔn)確性，即影響到焊縫質(zhì)量及外觀成形。可采用鋁合金剛性軌道。4）立焊機(jī)操作室可以自行設(shè)計(jì)制作。要做到既要保證人員和設(shè)備的安全，又要防風(fēng)，以保證焊接質(zhì)量。2.2.6藥芯焊絲MAG氣體保護(hù)焊藥芯焊絲富氬保護(hù)焊可以用在焊接工作溫度－33℃～－60℃左右的大型低溫儲(chǔ)罐，由于受焊接材料及熱輸入的限制，尚未見到有關(guān)闡述采用該方法進(jìn)行低于該溫度工況儲(chǔ)罐的焊接的資料。對(duì)于工作在－60℃以下的儲(chǔ)罐。如采用9Ni鋼建造的儲(chǔ)罐，自動(dòng)焊的方法首選MIG焊或自動(dòng)TIG焊。富氬保護(hù)氣的組成，一般為80％Ar十20％CO2.2.7儲(chǔ)罐建造的其他焊接技術(shù)有些用于儲(chǔ)存液態(tài)化工產(chǎn)品的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，為了防止原料污染，儲(chǔ)罐建造后，還要進(jìn)行儲(chǔ)罐內(nèi)壁不銹鋼襯里或有色金屬材料（如鋁）防護(hù)等。薄壁（0.5～2mm）不銹鋼襯里的安裝主要采用焊接方法，常用的方法有：焊條電弧焊、TIG焊和MIG焊等。鋁金屬的防護(hù)層可采用熱噴涂的方法，實(shí)際應(yīng)用有：線材火焰噴涂和電弧噴涂方法等。第三章大型儲(chǔ)罐的焊接常見缺陷及質(zhì)量控制3.1大型儲(chǔ)罐的焊接缺陷及原因3.1.1橫焊縫常見的缺陷3.1.1.1外觀缺陷1.底層焊縫成型不良主要原因是焊絲與罐壁的角度及位置不正確。1）熔深過大，容易產(chǎn)生高溫裂縫。2)根部熔合不良，會(huì)產(chǎn)生夾雜。2.燒穿現(xiàn)象1）焊絲與罐壁的角度小于55度。2）壁板間隙較大（一般為零，但施工中不可能達(dá)到）。3）焊絲距離根部太近。4）焊接電流過大。3.外層焊縫成型不良。焊絲的位置不正，焊絲的位置是影響橫縫外觀缺陷的重要原因。3.1.1.2熔合不良發(fā)生在焊縫層間及焊縫與母材之間，產(chǎn)生的原因：

1）焊絲距離根部過遠(yuǎn)。2）電流過小或電壓過低。3）焊接速度過快。3.1.1.3氣孔焊縫中有水分，一般埋弧焊發(fā)生表面氣孔時(shí)內(nèi)部必定也有氣孔。3.1.1.4夾雜1）焊絲位置距離根部較遠(yuǎn)。2）對(duì)口間隙較大，手工填縫時(shí)為除去焊渣。3）背面焊縫請(qǐng)根不徹底。4）焊接電壓過低。3.1.2立焊縫常見缺陷3.1.2.1外觀缺陷1焊縫內(nèi)表面缺肉（1）坡口表面尺寸大于銅滑塊尺寸。（2）焊接電壓小于規(guī)定值。（3）焊絲位置過于靠根部2焊縫邊緣出現(xiàn)凸起（未平滑過渡）。（1）坡口上下尺寸比銅滑塊尺寸小很多。（2）銅滑塊與鋼板有間隙（一般情況下，滑動(dòng)銅塊比坡口上端尺寸大7-9mm且銅滑塊與鋼板映貼緊，其壓緊力可用手輪調(diào)節(jié)，是導(dǎo)桿與手輪面平行，貼緊程度可用一塊銅片視插）。3焊縫表面偏向一側(cè)（1）滑動(dòng)銅塊中心與坡口中心偏移。（2）兩鋼板的錯(cuò)口量大。3.1.2.2未熔合一般未熔合發(fā)生在焊縫一側(cè)較多原因：1)電壓低于規(guī)定值。2)焊絲擺動(dòng)時(shí)偏向一側(cè)。3)背面銅墊塊偏移中心。4)坡口間隙過小。5)焊絲端部發(fā)生彎曲。3.1.2.3產(chǎn)生氣孔（條狀氣孔比例較多）原因：1)保護(hù)氣體CO2純度不夠，含水量超過標(biāo)準(zhǔn)。2)氣體流量過大或過小，適宜流量為30L/min。3)金屬熔池的位置不合適。4)銅墊板漏水或水濺在坡口內(nèi)。5)玻璃布潮濕。6)破口內(nèi)附著水汽。3.1.2.4焊縫夾雜裂紋現(xiàn)象：焊縫裂紋成橫向分布，寬度為0.5-2mm，縫中有夾雜，深度距離表面為2-3mm.，以上原因的產(chǎn)生是不當(dāng)操作的而引起的。1)銅滑塊不均勻上升，有急劇跳動(dòng)現(xiàn)象。2)焊絲距銅滑塊太近。3.2儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量控制3.2.1焊接質(zhì)量預(yù)控焊接質(zhì)量預(yù)控體現(xiàn)的是喲中主動(dòng)焊接質(zhì)量控制的思想，是在正式焊接工作實(shí)施前的一種技術(shù)準(zhǔn)備過程，其主要包括如下工序。3.2.1.1焊接工藝評(píng)定的審查施工單位需根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求，提供覆蓋本項(xiàng)目的所有焊接工藝要求的焊接工藝評(píng)定沒包括焊接方法、材料（母材、焊接材料）和焊接位置。合格后，要求施工單位根據(jù)焊接工藝評(píng)定和現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)環(huán)境編制切實(shí)可行的焊接工藝規(guī)程和焊接工藝卡。3.2.1.2焊工資格的審查其審查的要點(diǎn)有焊工的各種資格證件、焊接方法、焊接位置和有效期、3.2.1.3焊接方案的審查審查要點(diǎn)包括焊接順序、變形控制措施、焊接檢驗(yàn)手段和檢驗(yàn)器材的賠本。3.2.1.4焊工現(xiàn)場(chǎng)考試根據(jù)本項(xiàng)目焊接工藝的要求，由監(jiān)理公司組織有焊接資格的焊工，根據(jù)其資格允許的焊接范圍進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的考試，考試合格方可上崗作業(yè)。3.2.1.5監(jiān)理實(shí)施細(xì)則審查監(jiān)理公司要根據(jù)工程實(shí)際編制切實(shí)可行的監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，制定焊接過程中的停檢點(diǎn)和報(bào)驗(yàn)程序。3.2.1.6無損檢測(cè)方案的審查無損檢測(cè)單位要根據(jù)設(shè)計(jì)文件及規(guī)范要求編制無損檢測(cè)專項(xiàng)方案，重點(diǎn)審查無損檢測(cè)方法與對(duì)應(yīng)部位的符合性。3.2.2焊接過程控制焊接變形的控制較焊接本身強(qiáng)度的保證更難以實(shí)施。因此，焊接過程必須從焊接方法的選擇、焊接工藝參數(shù)的確定、板材規(guī)格的選擇以及組對(duì)等多角度考慮，下面以罐底板和罐壁辦進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。3.2.2.1罐底板1）中幅板規(guī)格大型儲(chǔ)罐罐底板采用的規(guī)格是11X13800X2500mm，這樣可以大大減少焊縫的延長(zhǎng)米，一方面節(jié)約焊材，另一方面更有利于控制焊接變形2）底板組對(duì)儲(chǔ)罐底板采用帶墊板的對(duì)接焊縫（包括中幅板及邊緣板）。在組對(duì)吊裝過程中，為了防止板材變形選用長(zhǎng)度為6米的平衡杠進(jìn)行垂直吊裝；為了防止在打底焊接時(shí)鐵水沿底板與墊板之間外流，在組隊(duì)時(shí)嚴(yán)格控制底板與墊板間隙，間隙小于等于1mm。3）焊接方法的選擇采用CO2半自動(dòng)焊+碎絲填充埋弧自動(dòng)平焊工藝。由于埋弧自動(dòng)焊的熱輸入高，穿透力強(qiáng)，所以自動(dòng)焊接之前，必須進(jìn)行封底焊接。因?yàn)镃O2半自動(dòng)焊在焊接過程中速度恒定，熱輸入均勻，焊接變形均勻，而且焊接效率高。一般單臺(tái)10×104m3油罐底板只需5-6臺(tái)半自動(dòng)焊機(jī)就能滿足施工進(jìn)度的要求，克服了大批焊工同時(shí)焊接的弊病。CO2半自動(dòng)焊打底結(jié)束后，采取碎絲填充埋弧自動(dòng)平焊的工藝進(jìn)行填充和蓋面焊接，由于埋弧自動(dòng)焊接熱輸入高，為了提高熔敷速度，需要在打底焊接結(jié)束的破口內(nèi)放置一定厚度的碎焊焊絲（一般與坡口齊平為宜），以提高焊接熔敷速度。4)焊接材料及工藝參數(shù)的選擇焊接材料及工藝參數(shù)的選擇如下表。表3焊接材料及工藝參數(shù)表焊道層數(shù)焊接方法焊接材料電流(A)電壓(V)焊接速度(cm/min)送絲速度(inch/min)氣體流量（l/min）電解極性牌號(hào)直徑1GMAWTWF7111.2200-21030-358-99-1015反接2METELGRIT1.03SAWH08A4.8200-23034-408-109-12反接5）焊接順序的確定罐底總的焊接順序?yàn)椋哼吘壈逋?00mm焊接（在第一圈壁板安裝前焊完）—罐底中幅板焊接—邊緣板剩余焊縫焊接（待大角縫焊完）—龜甲縫（指罐底邊緣板與中幅板之間焊縫）焊接。邊緣板焊接：采用焊條電弧焊（LB-62）施焊。先焊外邊緣300mm部位的焊縫，采用隔縫對(duì)稱施焊法，焊縫對(duì)稱均勻分布。中幅板焊接:CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行打底焊時(shí)，焊縫應(yīng)分區(qū)均勻布置，因?yàn)橹蟹彘L(zhǎng)度較長(zhǎng)，為了減少變形，一般采用分段跳焊并以先中間后邊緣、先短縫后長(zhǎng)縫的順序進(jìn)行。6）變形控制措施邊緣板外300mm焊接，一般要采用翻遍性措施。具體做法：采用剛性固定法，在距離焊縫150mm位置采用12mm工字鋼或槽鋼作為背杠，并用斜鐵和龍門卡緊壓住焊縫，等到焊縫冷卻后，應(yīng)力擴(kuò)散均勻后松開背杠。7）焊縫檢查與檢測(cè)CO2半自動(dòng)氣體保護(hù)焊打底焊接結(jié)束后，必須沿焊縫認(rèn)真檢查，主要檢查部位見下表：表4罐底檢測(cè)部位及方法表罐底焊縫檢測(cè)序號(hào)檢測(cè)部位檢測(cè)方法及比例執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及級(jí)別1邊緣板對(duì)接焊縫和收縮縫根部焊道PT100%JB/T4730-2005I2邊緣板對(duì)接焊縫和收縮縫表面焊道PT/MT100%JB/T4730-2005I3邊緣板對(duì)接縫外端300RTJB/T4730-2005II4中幅板對(duì)接縫根部焊道沿各個(gè)方向各500PTJB/T4730-2005I5底板T字縫表焊道表面沿三個(gè)方向各500PT/MTJB/T4730-2005I3.2.2.2罐壁板1）罐壁板規(guī)格的選擇為了減少焊接變形、提高焊接生產(chǎn)效率，節(jié)約焊材，在考慮運(yùn)輸和吊裝方便的情況下，盡量選擇大規(guī)格的板材做罐板。2）壁板坡口和組對(duì)根據(jù)壁板厚度不同，壁板坡口可采用不同的坡口形式：?jiǎn)蚊鎂型坡口和雙面X型坡口。3）焊接方法的選擇大型儲(chǔ)罐壁板立縫焊接均采用氣電立焊，氣電立焊是由普通熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法，焊縫一次成形，是一種高效焊接技術(shù)。而環(huán)縫采用高效率的埋弧自動(dòng)橫焊技術(shù)，它由焊接電源、自動(dòng)送絲機(jī)、焊接機(jī)頭、焊接行走機(jī)架及控制箱、焊機(jī)循環(huán)系統(tǒng)和軌道等部分組成。4）焊接環(huán)境的保證由于CO2焊接屬于氣體保護(hù)焊接，因此對(duì)風(fēng)力特別敏感，因此要做好防風(fēng)措施。高強(qiáng)度鋼板的環(huán)縫焊接時(shí)必須要按立縫高強(qiáng)度鋼板焊接的要求進(jìn)行預(yù)熱。5）焊接預(yù)熱高強(qiáng)度鋼板是具有較強(qiáng)裂紋傾向的低合金鋼，容易產(chǎn)生淬硬組織，在現(xiàn)場(chǎng)焊接中必須采取預(yù)熱措施。預(yù)熱的范圍，不得小于焊縫中心線兩側(cè)各三倍板厚，且不小于100mm。鋼板預(yù)熱溫度見下表。表5鋼板預(yù)熱溫度表鋼板厚度焊接環(huán)境溫度（攝氏度）預(yù)熱溫度（攝氏度）δ≤200-常溫75-12520＜δ≤25200-15025＜δ≤31125-1756）焊接線能量的控氣電立焊是一種線能量高和焊接效率高的焊接方法。焊接過程中，必須把焊接線能量限制在100KJ/cm之內(nèi)。7）焊接順序的確定焊機(jī)應(yīng)沿罐圓周對(duì)稱均布，同一方向施焊。8）焊接材料及工藝參數(shù)的選擇焊接材料及工藝參數(shù)見表6和表7表6立焊焊接材料及工藝參數(shù)表焊道層數(shù)焊接方法焊接材料電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）線能量（KJ/cm）氣體流量（L/min）電源極性牌號(hào)直徑外側(cè)VEGADWS-60GΦ16410-42041-428-1290-10018-20反接內(nèi)側(cè)VEGADWS-60GΦ16410-42039-4114-1860-7018-20反接表7橫焊焊接材料及工藝參數(shù)表焊道層數(shù)焊接方法焊接材料電流（A）電壓（V）焊接速度（