儲(chǔ)罐罐體變形控制措施

儲(chǔ)罐罐體變形控制措施為了有效控制施工過程中儲(chǔ)罐變形，提高儲(chǔ)罐質(zhì)量和施工效率、提升企業(yè)信譽(yù)的目的和意義。因此，本文以1OOOOm'拱頂儲(chǔ)罐為例，研究?jī)?chǔ)罐變形的成因及相應(yīng)的控制措施。一、 焊前準(zhǔn)備1.1焊工培訓(xùn)及取證從事該工程儲(chǔ)罐焊接的焊工，應(yīng)取得過安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局頒發(fā)的焊工資格證，且絕大多數(shù)焊工應(yīng)有類似儲(chǔ)罐安裝的焊接經(jīng)驗(yàn)。另外依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50128-2014要求，所有焊工必須在焊接施工前按焊工資格證上的資格重新進(jìn)行培訓(xùn)和焊工考試，合格后方能從事與合格證相符合的焊接工作。焊工考試過程中，業(yè)主、監(jiān)理的焊接工程師進(jìn)行全過程的監(jiān)督和審查，并且嚴(yán)格按照《焊工培訓(xùn)與考核程序》上的要求進(jìn)行，最后由業(yè)主的焊接工程師認(rèn)可，焊工方能取得相應(yīng)的焊工資格。該焊工資格保持兩年有效，但在此期間要保持良好的焊接質(zhì)量，否則業(yè)主的焊接工程師有權(quán)取消某個(gè)焊工的焊工資格。1.2焊接用器具的檢查及驗(yàn)收定期對(duì)即將使用的電焊機(jī)、氬氣表等計(jì)量工器具進(jìn)行校驗(yàn)、標(biāo)定，不合格的停止使用；定期對(duì)焊接設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)；定期對(duì)焊槍、氬氣膠管等進(jìn)行檢查，如有損壞立即更換。在整個(gè)工作工程中，各種焊接設(shè)備始終處于合格、可靠、適用的狀態(tài)。二、 儲(chǔ)罐罐體變形成因分析焊接變形影響因素2.1運(yùn)輸與堆放變形材料卸車方法不正確為了便于卸車，現(xiàn)場(chǎng)工人都是用鋼絲繩和鐵鏈將整摞鋼板一起卸車，這樣放在下面的鋼板由于在吊點(diǎn)處接觸面積小，受力比較大，這樣容易造成壁板邊緣處的變形超標(biāo)。板材堆放不當(dāng)我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，材料堆放在現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間較長(zhǎng)，80%的壁板沒有堆放胎具，而且為了圖方便并節(jié)省空間，現(xiàn)場(chǎng)工人將不同厚度的鋼板混放在一起，且每摞鋼板的堆放厚度較厚，這樣非常容易造成板材的變形。2.2安裝過程中產(chǎn)生變形安裝前未進(jìn)行校正安裝壁板前，施工人員沒有對(duì)變形有缺陷的鋼板進(jìn)行校正，而是在使用強(qiáng)力以達(dá)到安裝的要求，但在焊接后，去除防變形夾具后，由于內(nèi)應(yīng)力作用，導(dǎo)致壁板變形超標(biāo)。焊接時(shí)焊接電流過大焊工進(jìn)行焊接時(shí)，由于工程進(jìn)度的影響，采用的焊接電流較大，由于電流大，其溫度高，受熱面積也大，因此就容易產(chǎn)生變形。沒有按焊接順序進(jìn)行焊接現(xiàn)場(chǎng)的焊工進(jìn)行焊接時(shí)，立板立縫的焊接順序由下而上直接焊接，沒有采用分段退焊，環(huán)縫的焊接順序雖是3?4名焊工均勻布置，但沒有按照同一方向焊接，焊接順序的錯(cuò)誤導(dǎo)致焊縫受熱不均，無法釋放應(yīng)力，從而出現(xiàn)焊接變形。使用大錘校正法時(shí)，校正方法不正確通過現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的工人用大錘進(jìn)行校正，方法不正確。施工人員直接用大錘在壁板的表面進(jìn)行錘擊，造成鋼板表面凹痕很多，并損傷了鋼板的涂層，且錘痕比較密集，導(dǎo)致壁板的外觀質(zhì)量比較差。環(huán)焊縫焊接角變形壁板環(huán)焊縫焊接變形主要是角變形，由于焊接應(yīng)力和焊接熱收縮影響，在焊接壁板外側(cè)環(huán)焊縫時(shí)，由于角變形，上圈壁板向外傾斜；在焊接壁板內(nèi)側(cè)環(huán)焊縫時(shí)，由于角變形，上圈壁板向內(nèi)傾斜。如果壁板向內(nèi)側(cè)傾斜的數(shù)值小于或大于向外側(cè)傾斜的數(shù)值，產(chǎn)生的差值大于壁板垂直度允許的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，壁板的垂直度就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，影響大型儲(chǔ)罐的正常使用。2.3焊后變形針對(duì)鋼板焊后變形，可以分為以下幾個(gè)原因:1、 因?yàn)樵诤附拥倪^程中，由于焊接的焊接面溫度非常高，而沒有進(jìn)行焊接的非焊接面的溫度相對(duì)較低，兩者之間形成巨大的溫差，從而產(chǎn)生壓縮變形。溫度高的部位，變形較大；而溫度低的部位壓縮變形較小。焊接結(jié)束后，進(jìn)行冷卻，就出現(xiàn)了不均勻收縮，而形成了常說的角變形問題。角變形的變形程度與鋼板的厚度有關(guān)，一般較薄的鋼板，其變形的程度就小，而較厚的鋼板，變形的程度就較大。因此，在進(jìn)行焊接的過程中，要根據(jù)鋼板的厚度進(jìn)行相關(guān)的安排，在焊接中注意應(yīng)力的存在，而盡量避免應(yīng)力變形。2、 儲(chǔ)罐安裝完成后，由于罐體附件或者其他工種施工產(chǎn)生的劇烈碰撞而變形。四、儲(chǔ)罐焊接變形預(yù)防措施編制焊接工藝規(guī)程(WPS)根據(jù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范(DEP)及工藝評(píng)定要求，編制了指導(dǎo)施工的焊接工藝卡，焊接工藝卡中規(guī)定了適用鋼種的焊接標(biāo)準(zhǔn)、焊接位置、焊接工藝、允許施焊的母材規(guī)格(外徑和壁厚)、焊接材料、組對(duì)要求適用電流等信息，同時(shí)也包含了制定該工藝卡所依據(jù)的焊接工藝評(píng)定等有關(guān)信息。本工程所有的焊接作業(yè)均應(yīng)在對(duì)應(yīng)的焊接工藝卡的指導(dǎo)下進(jìn)行施工。合理的安排組裝順序罐底中幅板焊接施工應(yīng)先焊短焊縫，后分片施焊較長(zhǎng)焊縫，最后施焊分片間的搭接焊縫；對(duì)于邊緣板的對(duì)接焊縫焊接，先只焊靠外側(cè)的焊縫300mm的部位，且在組裝罐壁之前焊接；最后進(jìn)行中幅板與邊緣板搭接縫的焊接。壁板立縫焊接應(yīng)由幾名焊工沿圓周均勻分布，對(duì)稱焊接，以使焊縫內(nèi)的應(yīng)力均勻，從而提高罐體的穩(wěn)定性。立縫焊接時(shí)兩端預(yù)留200mm不焊，待環(huán)縫焊接時(shí)，將丁字焊縫同時(shí)焊接，以減少丁字縫處的焊接應(yīng)力。罐壁板環(huán)縫焊接，焊工應(yīng)沿罐圓周均勻分布，分層流水作業(yè)同向焊接。在初層焊接前，應(yīng)對(duì)環(huán)縫的組對(duì)間隙進(jìn)行檢查，組對(duì)間隙超標(biāo)處，應(yīng)提前在內(nèi)側(cè)用手工焊進(jìn)行封底焊接。采用分段退焊法和跳焊法采用分段退焊法同向施焊，鋼材較厚、焊縫較長(zhǎng)時(shí)設(shè)擋弧板，并可多人同時(shí)焊接，該焊法可減小熱影響區(qū)，避免變形。同樣，對(duì)于6-12mm厚鋼板的長(zhǎng)焊縫的焊接，可以采用跳焊法分散焊縫熱量，避免或減小變形。嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)由于在該工程中儲(chǔ)油罐壁板采取雙面焊雙面成型工藝，如果不采取適當(dāng)措施，非常容易產(chǎn)生棱角變形，因?yàn)樵诤附涌v縫外側(cè)時(shí)，內(nèi)側(cè)有龍門板對(duì)向內(nèi)的角變形產(chǎn)生拘束，從而阻止了外側(cè)焊接時(shí)產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的角變形，而在焊接內(nèi)側(cè)時(shí)需將龍門板去掉，而又未采取其它有效控制措施時(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)生向外的角變形超差。通過控制焊接工藝參數(shù)，在保證焊接質(zhì)量的前提下，減少焊接線能量的輸入，從而減小角變形。決定焊接線能量的主要參數(shù)為焊接電流和電弧電壓，因此宜采用小電流，比如手工電弧焊時(shí)焊接電流應(yīng)不大于160A，焊接速度應(yīng)處于6-12cm/min，焊接電壓20-25V。合理選取組對(duì)間隙組隊(duì)間隙的大小關(guān)系著設(shè)置合理的組對(duì)間隙能夠調(diào)節(jié)焊縫中的熱量輸入，設(shè)置方法可采用添加碎焊絲。采取剛性固定措施焊接時(shí)將焊件加以剛性固定，焊后待焊件冷卻到室溫后再去掉剛性固定，可有效防止角變形和波浪變形。對(duì)于雙面焊雙面成型的儲(chǔ)罐壁板，如果不采取適當(dāng)措施，非常容易產(chǎn)生棱角變形，因?yàn)樵诤附涌v縫外側(cè)時(shí)，內(nèi)側(cè)有龍門板(用來固定背側(cè)銅墊塊，這是立焊機(jī)工藝所決定)對(duì)向內(nèi)的角變形產(chǎn)生拘束，從而阻止了外側(cè)焊接時(shí)產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的角變形，而在焊接內(nèi)側(cè)時(shí)需將龍門板去掉，而又未采取其它有效控制措施時(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)生向外的角變形超差。機(jī)械矯正方法盡管采取一些措施，但罐體焊接變形仍不可避免，因此需要采取矯正措施進(jìn)行變形補(bǔ)償。機(jī)械矯正是將焊接過程中易變形的部位通過機(jī)械或其他剛性材料的力量作用，使其產(chǎn)生簡(jiǎn)單的變形，從而達(dá)到還原焊接前的狀態(tài)。反變形針對(duì)罐壁板安裝前凹凸變形的防治措施，主要采取以下幾點(diǎn)：罐壁板滾圓后，用弧形樣板檢查，間隙不能大于3mm。檢查合格后應(yīng)放在相應(yīng)的弧形架里運(yùn)輸及存放，防止變形。罐板組裝前，必須復(fù)驗(yàn)弧度和幾何尺寸，凡不符合預(yù)制要求的應(yīng)重新找圓，預(yù)防幾何尺寸偏差引起局部變形。由于縱縫下口拘束度大，上口拘束度小，使得上口收縮大而下口收縮小，縱縫焊后壁板普遍向內(nèi)傾，向內(nèi)傾斜程度因板厚及板寬而有所不同，因此在壁板縱縫組對(duì)時(shí)采用預(yù)傾斜法控制其垂直度。立縫在組對(duì)時(shí)，雙面焊壁板應(yīng)采取預(yù)組對(duì)角變形(向外撅)4mm左右，單面焊壁板應(yīng)采取預(yù)組對(duì)角變形(向外撅)2mm左右，然后進(jìn)行焊接。由于焊接收縮方向和預(yù)變形方向相反，所以焊接冷卻后立縫角變形很小。

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