埋弧焊接工艺石油工程论文

2022-04-26

摘要:研发的加氢反应器用不锈钢带极堆焊JWF304D、JWF205D焊剂具有优良的焊接工艺性能,适用于30~90mm宽焊带施焊。可根据不同的制造工艺进行调整,适用于多种制造工艺堆焊。焊接时飞溅小(针对于电渣焊)、脱渣优良、焊道成形质量好。埋弧焊用焊剂JWF304D焊接参数调整范围大,不但适合于90mm宽带大电流焊接,而且适合小电流薄层快速焊。下面是小编为大家整理的《埋弧焊接工艺石油工程论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

埋弧焊接工艺石油工程论文 篇1:

浅析自动焊接机在机械焊接中的应用

摘要:当今焊接领域配套技术飞速发展,其中自动化技术的应用大大提高了焊接质量和焊接效率,配套的自动化焊接技术及自动焊接机也得到了良好的发展。笔者针对自动焊接技术的发展进行分析,对自动焊接机的特点进行了研究,并对我国自动焊接技术的限制及未来的发展趋势进行了阐述。最终笔者通过对自动焊接机在机械焊接中的应用进行相关的研究,为相关技术人员进行类似技术研究指明了方向,具有深远的意义。

关键词:自动;焊接机;机械焊接;应用

前言

焊机技术在各行各业中应用较为广泛,我国的自动焊接技术一直在摸索中发展,通过在产品加工过程中使用自动化焊机不仅能够大大提高产品的焊接质量,同时也大大降低了产品加工的生产成本。在工业发展较为先进的国家基本实现了自动焊接机焊接甚至焊机机器人焊接,在人工成本日益增长的今天,自动焊接技术不仅降低了企业支出,更是大大确保企业能够在高科技竞争日益激烈的焊接技术领域保持较强的竞争实力。目前,我国的机械焊接加工领域存在着焊接工人整体素质不够高,自动焊接技术及配套工具发展较慢,因此国外成型的自动焊接技术不能完全适用我国的发展,因此我国需要根据实际情况研究符合我国焊接的技术。在自动焊接的过程中,涉及到的环节较多,比如焊接机器自动移动位置,焊接丝的自动补偿等。这其中的焊丝、焊机和电能等都是可以拉动配套经济增长的。

1、自动焊接机在机械焊接中的必要性分析

焊接技术经过几十年的发展,目前已经成为一门多学科多技术融合的综合制造加工工艺。自动焊接技术及配套工具目前在工程机械领域的应用也越来越广泛,特别是对于一些加工精度要求较高的企业,自动焊接机是实现机械焊接不可或缺的重要设备。自动焊机的出现大大迎合了我国机械焊接行业的迫切需求。

其中,自动焊接机的使用能够大大提高自动化程度和工作效率,这大大降低了焊接操作工人的劳动强度和劳动工人的人力资源成本的投入。在焊接工人操作焊机的过程中产生的光、热等都会对工人造成一定的伤害,特别是埋弧焊接工艺对人体的损伤更大,同时由于焊接过程中操作者要长时间保持相同姿势,因此对于焊接操作者的劳动强度要求较大,时间长了容易产生疲劳等问题。随着精密工程机械的不断发展,重型零部件、精密零部件越来越多,对于传统的焊接操作工人的技术要求也较高,传统的人工焊接在自动焊接机面前基本无优势可言,很难满足生产加工的要求。最为重要的是,当今世界工程技术飞速发展,较高的产品焊接质量成为企业跻身世界制造行业的基本竞争力,焊接技术和焊接产品的质量直接决定企业的发展。

2、自动化焊机在焊接过程中的性能与特点研究

在大型工程机械的加工制造过程中,自动化焊机是不可缺少的重要工具。在焊接过程中,不同结构的焊接零部件对焊接工艺的要求各不相同,在使用自动焊接机进行焊接工件前需进行焊接工艺的设计分析。大型工程机械的零部件结构较为复杂,焊缝也多种多样,传统的人工焊接难以在精度方面满足要求,自动焊接机完全将自身优势发挥出来,能够充分保证精准焊接工艺的实现。

首先,自动焊接机的实用性能较好,自动化程度高。在焊接过程中,如果存在不同的焊接技术要求或者工藝需求、焊接构造等均可以由自动焊接机自动编制焊接流程并进行焊接。比如,在进行金属材料的焊接过程中,涉及到不同的焊接工艺:气体保护焊接,激光焊接,埋弧焊接等各项技术。针对不同的工程机械的结构特点、轴类零件的机构特点及支架累的工具结构特点进行配套焊机机的选用和效果预评估。选用的焊接机械设备会根据焊接零部件的基本要求,同时充分考虑焊接机操作施工人员的使用方便性等,确保选用的自动焊接机能够满足工作过程中各项性能参数稳定,操作流程简单方便及实用性强等优势。

其次,自动焊接机的操作性能较为优良,同时在后期的维护过程中也能够保持较少的费用和工序。自动焊接机的研制和加工制造一般是为某一专门的焊接工艺而进行的,因此自动焊接机的机构整体而言较为简单,不复杂,因此技术工人和操作人员能够快速掌握自动焊接机的工作原理和内部结构,便于自动焊接机的操作和后期保养。

最后,自动焊接机的可靠性能较高,同时在经济性能方面具有较大优势。随着自动焊接技术的发展,目前能够生产自动焊接机的厂家较多,各自动焊接机制造商对焊接机的焊接工艺流程、焊接操作重点等都进行了大量的研究和分析,其相关的自动焊接机和配套自动焊接技术已经较为成熟,配套的电力驱动设备也性能稳定。自动焊接机的整体经济性能较好,造价成本相对较低,一般控制在几十万的范围内,相对自动焊接机器人的价格已大大降低。自动焊接机在对工程焊接产品加工质量没有苛刻要求的企业具有较好的实用性。所以目前较多的企业仍然选择自动焊接机作为焊接设备的首选。

3、当前自动焊接技术应用现状分析机发展前景

我国某公司的自动化焊接技术一直走在国内前列,该企业很早就进行了自动焊接机的研发和应用,有效地提高了企业的生产效率和加工焊接质量,开拓市场的同时增强了人们对焊接技术的。开始设计加工自动焊接机时存在着技术不够过硬,机械精度不够,无法满足多种机械的复杂加工需求等。在进行某机械产品的焊接过程中,多台焊接机同时作业,其中一台负责焊接,另外的一台负责补充焊接,大大提升了产品焊接质量。

对于工程机械,杆状、轴状零部件的焊接质量对于安全和施工质量至关重要,目前我国的自动焊接主要从以下几个方面进行发展,随着大型工程机械的不断发展,对于机械结构的焊接质量要求更高,因此自动焊接技术的成功应用很有必要,前提是确保较好的焊接质量。同时,在自动化焊接机使用和操作方面也有必要进行相关标准的制定,确保焊接流程的规范。目前的焊机技术应用越来越多元化,高铁、飞机、轮船、火箭等无不与焊接密切相关,焊接工艺技术也正朝着高精尖的方向发展,焊接过程中涉及到的学科也是五花八门,比如工程力学,计算机控制技术、材料学、流体力学、热物理学等,综合学科的发展也推动了自动焊接技术的迅猛发展,使自动焊接技术朝着更加精准的方向发展,大大降低了资源消耗,提升效率。

参考文献:

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作者:唐松

埋弧焊接工艺石油工程论文 篇2:

加氢反应器用不锈钢带极堆焊焊剂的研制

摘要:研发的加氢反应器用不锈钢带极堆焊JWF304D、JWF205D焊剂具有优良的焊接工艺性能,适用于30~90 mm宽焊带施焊。可根据不同的制造工艺进行调整,适用于多种制造工艺堆焊。焊接时飞溅小(针对于电渣焊)、脱渣优良、焊道成形质量好。埋弧焊用焊剂JWF304D焊接参数调整范围大,不但适合于90 mm宽带大电流焊接,而且适合小电流薄层快速焊。电渣焊用焊剂JWF205D可实现快速堆焊,在电流、电压适宜的情况下,堆焊速度可达27 cm/min,提高了生产效率。两种焊剂均实现了一剂多带,可配合EQ309L、EQ308L、EQ347L等多种型号不锈钢焊带使用,所得堆焊层的化学成分及各项性能指标均符合相关标准规定及用户技术协议要求。

关键词:不锈钢带极电渣焊;不锈钢带极埋弧焊;烧结焊剂;焊剂渣系;氢剥离试验

DOI:10.7512/j.issn.1001-2303.2021.10.07

0    前言

加氢反应器是现代炼油工业的重大关键设备,主要用于石油炼制或重质油的加氢裂化、加氢精制以及催化重整、脱硫、脱除重金属等工艺过程[1]。加氢处理工艺是改变油品性质、降低石油产品中的硫含量以及调整产品结构的重要手段。常见的加氢处理工艺是加氢脱硫或加氢裂化过程。加氢脱硫的基本目标是将原材料中的硫和氮分别转化为H2S和NH3。由于重质油的加氢、裂化和异构化反应是在高温(250 ℃~450 ℃)、高压(8.0~18.0 MPa)下发生的,所以相较于其他炼油装置,加氢装置有其特殊性和严重性。其中,氢脆、氢腐蚀和连多硫酸腐蚀等是加氢反应器在使用过程中的主要破坏因素,尤其是连多硫酸腐蚀严重影响加氢反应器的使用寿命。反应装置大多采用铬钼钢(2.25Cr-1Mo或2.25Cr-1Mo-0.25V)作为主体材料,在没有保护措施的情况下,筒壁内表面将迅速发生均匀的一般腐蚀,不但会减少反应器的使用寿命,而且腐蚀产物将污染石油制品,影响石油制品的质量。

目前,国际上对于上述各种腐蚀的应对措施是在加氢反应器主筒体内壁堆焊奥氏体不锈钢。研究表明,容器内壁采用奥氏体不锈钢堆焊层可有效防止H2S对铬钼钢的腐蚀。从耐蚀和制造角度考虑,接触介质的堆焊层材质最好选用含Nb的347型不锈钢[2],与母材接触的过渡层为了防止合金成分被稀释而使用合金成分含量较高的309型不锈钢。

1 焊剂的研制

1.1 渣系设计

具体配方设计应兼顾考虑焊接的工艺性能和内在性能。影响堆焊层金属弯曲、耐蚀及抗氢剥离性能的根本原因是:堆焊金属合金元素配比不当造成的铁素体含量过高或过低及堆焊层硫磷含量过高。在配方设计时应重点考虑上述因素,控制焊剂熔渣的碱度,保证堆焊金属中合金元素Cr、Ni、Nb等含量,抑制S、P等杂质元素的过渡,从而提高堆焊金属的综合性能。

1.1.1 不锈钢带极埋弧堆焊焊剂JWF304D

埋弧带极堆焊焊剂应具有合适的熔点,熔点太高,熔渣凝固太早,易造成压坑;熔点太低,焊道成型不好[3]。针对不锈钢焊带中合金元素含量高、易氧化烧损和热裂倾向大的特点,带极埋弧堆焊焊剂JWF304D选用氧化性小、碱度适宜的CaF2-MgO-CaO-SiO2焊剂渣系,通过调整多种复合氧化物原材料配比,优化焊剂的焊接工艺性能。加入适量的长石、云母、陶土等含有易电离稳弧元素原材料进行调整,通过大量对比试验得到焊剂配方中矿物成分的配比,并添加适量合金元素,从而确定JWF304D焊剂配方。

1.1.2 不銹钢带极电渣堆焊焊剂JWF205D

带极电渣堆焊是通过熔渣产生的电阻热来熔化焊带和母材,从而实现堆焊的过程,与带极埋弧堆焊相比,其特点为堆焊效率高,稀释率约为10%。电渣焊焊剂最重要的技术要求为:焊接开始时,可迅速由电弧过程转变为电渣过程,且在焊接过程中保持稳定的电渣过程,焊后脱渣容易,焊缝成形好。基于上述需求,最终确定采用CaF2-Al2O3-CaO-SiO2氟碱型渣系,加入适量冰晶石、硅灰石等复合氧化物进行调整,优化焊剂的焊接工艺性能。通过大量对比试验,确定焊剂配方中矿物成分的配比,形成JWF205D焊剂配方。

1.2 渣系中各组分及其作用

CaF2属于碱性氟化物,熔点相对较低,是强稀释剂,可提高渣的流动性,使焊缝中的气体易于逸出,并具有脱硫、脱氢等作用。CaF2还可提高熔渣的碱度,从而提高焊缝金属的冲击韧性[4]。CaF2在高温作用下能与SiO2反应生成SiF4气体,而SiF4气体能排除电弧区的氢气,防止氢溶解于金属中,减少气孔产生。

MgO和Al2O3主要作为造渣剂加入。高熔点的MgO和Al2O3会提高渣壳的粘性,降低渣的流动性,并限制熔渣的流动,影响焊缝成形。碱性氧化物可提高熔渣碱度,从而提高焊缝金属的冲击韧性。

CaO、SiO2主要起平衡焊剂酸碱度及造渣的作用。碱性氧化物CaO可提高焊接熔渣的碱度,改善堆焊层熔敷金属的冲击韧性。SiO2属于酸性氧化物,会降低熔渣的碱度,具有调整熔渣流动性、细化熔滴和改善焊缝成形的作用。

1.3 焊剂配方的确定

经系统对比试验确定了各组分的添加范围及合金元素加入量,形成了不锈钢带极埋弧焊焊剂JWF304D的配方,如表1所示;不锈钢带极电渣焊焊剂JWF205D的配方,如表2所示。

2 焊剂的焊接参数及工艺性能

研制的用于不锈钢堆焊的JWF304D、JWF205D焊剂具有优良的焊接工艺性能,适用于30~90 mm宽焊带施焊。可根据不同的制造工艺进行调整,适用于多种制造工艺堆焊,焊接时飞溅小(针对电渣焊)、脱渣优良、焊道成型质量好。埋弧焊用焊剂JWF304D焊接参数调整范围大,不但适合于90 mm宽带大电流焊接,也适合小电流薄层快速焊。电渣焊用焊剂JWF205D可实现快速堆焊,在合适的电流、电压下,堆焊速度可达27 cm/min,提高了生产效率。此外,单层电渣堆焊可配合EQ309LNb焊带,单层堆焊层厚度可达5.0 mm以上,堆焊层成分符合NB/T 47018中FZ347-D的要求。两种焊剂均实现了一剂多带,可配合EQ309L、EQ308L、EQ347L等多种型号不锈钢焊带使用。根据制造厂加氢反应器内壁堆焊的焊接工艺要求,采用双埋弧、埋弧打底+电渣盖面及单层电渣堆焊的焊接方法分别制备试样并进行相关试验,焊剂和焊带使用组合如表3所示,堆焊焊道成型如图1所示,焊接工艺参数如表4所示。

3 典型堆焊层组织及性能分析

堆焊用母材为12Cr2.25Mo1R耐热钢钢板。分别对耐蚀层表面以下3 mm内进行取样,然后进行化学分析,化学成分如表5所示。

3.1 铁素体含量

对于加氢反应器堆焊而言,堆焊层成分设计主要是将耐蚀层的铁素体含量严格控制在3%~8%[5]。堆焊层中铁素体含量过少,易出现热裂纹,适量的铁素体可增大晶界数量,打乱结晶方向,防止热裂纹的产生;同时铁素体还起到抑制奥氏体晶粒长大的作用。但在设备高温运行时,堆焊层的铁素体易析出脆性的σ相,过多的铁素体会引起堆焊层脆化,影响设备的安全运行[6]。由表5的化学成分,根据Delong图、WRC-1992图以及采用磁针法测试得出的铁素体含量如表6所示。由表6可知,所得堆焊盖面层的铁素体含量均在3%~8%范围内,符合设计要求。

3.2 堆焊层显微组织和力学性能

双埋弧堆焊层金相组织如图2所示。由图2可知,双埋弧堆焊盖面层由大量γ相柱状晶和δ相枝状晶组织组成,打底层与盖面层熔合区的组织均匀而致密(见图2c);打底层与母材熔合良好(见图2d)。

埋弧打底+电渣盖面堆焊层在焊态条件下的金相组织如图3所示,可以看出,埋弧打底+电渣盖面堆焊层金相组织与双埋弧堆焊层金相组织一致。

综合比较发现,双埋弧和埋弧打底+电渣盖面制备的堆焊层在焊态条件下的微观组织较为接近,其盖面层均由大量γ相柱状晶和δ相枝状晶组织组成。奥氏体焊缝中δ相具有以下作用:①可以打乱单一γ相柱状晶的方向性,不致形成连续贫Cr层;②δ相富Cr,有良好的供Cr条件,可减少γ晶粒形成贫Cr层。由此减小了晶间碳化物沉淀的可能性,提高了不锈钢焊缝抗晶间腐蚀的能力。同时,奥氏体不锈钢焊缝中少量δ相铁素体的存在会降低焊缝金属的裂纹敏感性,同时提高焊缝的强度。

将三种堆焊方法获得的试件经690 ℃×32 h热处理后进行纵向和横向侧弯试验,均未见弯曲裂纹。

3.3 堆焊层的物相分析试验

对焊态下的双埋弧堆焊层与单层电渣焊堆焊层进行物相分析试验,采用布鲁克D8 ADVANCE X射线衍射仪,Co靶,管电流40 mA、管电压35 kV,积分时间 0.4 s,Lynxeye XE探测器。试验结果表明,三种不同的堆焊方法对堆焊层表面金属的物相组成没有影响。

3.4 堆焊层晶间腐蚀试验

对热处理(690 ℃×32 h)后的堆焊层试样进行加工,并按照GB/T4334方法E的评定标准进行晶间腐蚀试验,在加有铜屑的硫酸—硫酸铜溶液中经16 h连续煮沸后,弯曲180°检查。测试结果表明,双埋弧、埋弧打底+电渣盖面和单层电渣焊的堆焊层均无晶间腐蚀倾向。

3.5 堆焊层金属的均匀电化学腐蚀试验

按照国标 GB/T17899,试样表面用环氧树脂涂覆非测试面,露出测试面积1 cm2。试验腐蚀介质采用3.5%NaCl溶液,酸性溶液中参比电极采用甘汞电极,辅助电极用石墨电极。工作电极有效面积1 cm2,扫描范围为-1.2~1.2 V,扫描速度2.00 mV/s,试验结果如图4所示。

双埋弧堆焊层金属腐蚀电压为-0.496 V,腐蚀电流密度为0.016 14 A/cm2,腐蚀速率0.188 8 mm/a。

由图4可知,堆焊层金属存在着两个钝化区间,在

-300 mV 左右腐蚀电流密度减小并维持,到 0 mV 时电流密度增大,在 100 mV 时又出现减小,直到650 mV 时又出现突然增大,堆焊层金属有很高的击穿电位为 650 mV。堆焊层金属的阳极极化曲线出现反复钝化区间,说明开始时钝化膜遭到破环,但很快又有新的钝化膜生成,使表面达到钝化状态。且堆焊层金属的腐蚀电位较高,在电化学腐蚀过程中表现出较好的耐蚀性能。

3.6 堆焊层的硬度试验

取热处理(690 ℃×32 h)后的双埋弧、埋弧+电渣、单层电渣堆焊层的母材、热影响区、过渡层、耐蚀层各3点进行HV硬度测量,取点位置如图5所示,测量结果如表7所示。

3.7 堆焊层熔敷金属的氢剥离试验

在高温、高压及氢介质中使用的反应器停止运行时,有时沿母材和不锈钢堆焊层的界面处会产生裂纹,一般称为氢剥离裂纹。堆焊层的抗氢剥离性能是衡量堆焊层焊接质量的重要指标之一。

为此,金威焊材委托中油抚顺石化设备检测监理研究中心(试验程序与验收部分参照ASTM:G146-01)对金威牌不锈钢带极双层埋弧堆焊所得材料进行了氢剥离试验,具体试验记录如表8所示。

4 产品应用实例

文中所研制的加氫反应器用不锈钢带极堆焊焊剂可配合多种类型的不锈钢焊带单层堆焊或双层堆焊使用,产品已经大量生产并成功应用于多家大型石化设备制造厂,用户反映良好,图6为用户焊接现场实例。

5 结论

(1)研制的加氢反应器用不锈钢带极堆焊焊材其堆焊层化学成分和力学性能符合GB/T36037、NB/T47018标准和相关技术协议的要求,达到了预定研制目标。

(2)不锈钢堆焊的JWF304D、JWF205D焊剂有优良的焊接工艺性能,焊接时飞溅小、脱渣优良、焊道成型质量好;实现了一剂多带,可配合EQ309L、EQ308L、EQ347L等多种型号不锈钢焊带使用。

(3)研发的加氢反应器用不锈钢带极堆焊JWF304D、JWF205D焊剂,已成功应用于石化设备等领域大型设备的焊接。

参考文献:

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[6]毛明志.加氢反应器中不锈钢堆焊层铁素体含量的测定[J].化工管理,2013(5):8-9.

作者:李伟,边境,王学东,姜澎,王立志,崔晓东

埋弧焊接工艺石油工程论文 篇3:

石油储罐焊接工艺研究

【摘要】随着近些年石油化工及石油储运工程的快速发展,大型油罐的应用也越来越广泛。一个影响油罐制造质量的关键因素就是油罐的焊接变形,石油储罐的焊接工艺对于石油储罐的的制造质量又是至关重要。文章分析了石油储罐发生焊接变形的原因,并指出了防范的对策,着重阐述了石油储罐焊接工艺中需要注意的一些问题,以期对石油储罐的焊接实践提供一定的借鉴参考。

【关键词】石油储罐 焊接 变形 工艺

1 引言

石油储罐作为一种钢制储罐,主要运用于气体和液体的密闭储存,通常加工的要求都比较高,特别是焊接工艺对罐体能否达到储存要求至关重要。石油储罐变形是焊接过程中最常见的问题,产生石油储罐变形的原因也是多方面的,选择合理的石油储罐焊接工艺对减少变形至关重要。石油储罐的焊接工艺复杂,质量要求严格,合理的焊接工艺能保证石油储罐的质量和稳定性。

2 石油储罐焊接变形的原因

石油储罐属于薄壁的焊接容器,存在很多种焊接方法,很多问题都会在焊接过程中碰到,而最主要的一个问题就是焊接变形。尤其是储罐的底部,由于它的焊缝多、板薄,最容易产生明显的波浪变形。产生石油储罐变形的原因主要分以下四点:第一,焊缝的横向收缩对钢板产生的应力而导致的变形;第二,焊缝的径向收缩对钢板产生的应力而导致的变形;第三,底板与壁板角缝以及底边板与底中幅板间环焊缝的径向收缩引起底边板角变形和中幅板的应力而导致的变形;第三,上述三种应力的综合叠加作用使钢板失稳,造成严重的波浪变形。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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,有些材料不能在露天保存,要避免风吹日晒,甚至有部分材料还对干湿度有特定的要求,因此为了保证焊接的质量就必须要营造适宜的焊接环境。

3.6 选择合理的焊接工艺

由于焊接方法多种多样,技术人员在选择焊接工艺方法时,需要制定系统的工艺,从材料加工、焊前预热、焊材管理、装配定位、焊接规范参数、层道间温度控制、后热缓冷,到热处理等环节,都有详细规定。对于石油储罐来说,焊接工艺尤为重要。

4 合理的石油储罐焊接工艺

上文中提到了为了保证焊接的稳定和质量,选择合理的焊接工艺至关重要,下面将对储罐的焊接程序进行详细的介绍。

4.1 罐底板的焊接

石油储罐的罐底板是整个储罐最关键的部位,减少罐底的变形直接关系着储罐制作安装的成败,一旦石油储罐的罐底发生变形,那么储罐的承载力和稳定性就大大下降了,严重的话就会导致整个储罐的罐底底板报废。因此罐底板的焊接程序对于整个储罐的稳定性至关重要。

底板不同节点的焊接顺序尤为关键,罐底变形很多是由于没有规则性的焊接造成的。所以为了减少钢制储罐焊接的变形就必须对焊接的顺序进行合理的安排。通过实际的焊接操作中的实践经验,焊缝是极易发生变形的区域。由焊缝的不同而产生的应力大小不同,这样就会使底板发生变形。焊缝处的变形主要包括以下几个方面的:弓形板的变形;中幅板与弓形焊缝产生的变形;弓形版与周边出现的收缩变形;中幅板自身出现的收缩变形。

由此可知焊接处的变形与弓形版有着密切的联系,在焊接过程中必须要注意注意焊接顺序。具体对长短焊缝进行区分就可以一定程度上减少焊接的变形,一般来说先焊接短焊缝再焊接长焊缝。在进行短缝焊接的时候由于适用分段跳焊法,这样可以减少变形的发生。在进行焊接的过程中,可以通过小手锤进行锤击来释放一部分应力,也可以减少变形的发生。顺时针的退焊作业和对称施焊都一定程度上可以减少变形产生。

具体罐底板的焊接程序:一是先对底板中心两侧的横缝(短焊缝)进行焊接,与底板中心对称施焊;接着从中心向两侧对称焊接横缝,依次向边缘退焊,焊接完所有的横缝。需要注意的是中幅板与边缘板或中幅板与壁板的焊缝要留着不进行焊接。二是先对底板中心两侧的纵焊缝(长焊缝)进行焊接,由焊缝中心向两侧退焊。最好底板中心两侧对称的两条长焊缝同时同向施焊。然后由底板中心向两侧对称焊接长焊缝,焊接完所有的长焊缝焊,需要注意的是,中幅板与边缘板或中幅板与壁板的焊缝千万不要焊接。

4.2 边缘板焊接

边缘板的焊接要先对靠外边缘3厘米部位的焊缝进行施焊,采用隔缝对称施焊法,施焊时应从罐内向罐外施焊。剩余的边缘板对接焊缝的焊接是在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后,但是边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前,焊接过程中焊工要分布均匀并采用对称施焊的方法。其中收缩缝的第一层焊接应该采用分段退焊来减少变形的产生。

4.3 罐壁的焊接

罐壁的焊接要遵循先焊纵向焊缝再焊环向焊缝的顺序,焊工要分布均匀,并施焊时沿同一个方向。需要注意的是如果纵焊缝采用气电立焊时,自下向上焊接,对接环焊缝采用埋弧自动焊时,焊机一定要分布均匀,并且施焊时往同一个方向。

4.4 固定顶板的焊接

首先应该焊内侧焊缝再焊外侧焊缝。径向的长焊缝采用隔缝对称施焊法,并由中心向外分段退焊。在进行顶板与包边角钢焊接过程中,同样的焊工要对称分布且十分均匀,进行分段退焊。

5 结束语

钢制储罐作为石油化工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,在焊接中要注意特别容易发生变形的几个位置,尤其是罐底,过量的焊接其变形部位会在罐内油位上升和下降的过程中不断地弯折罐底板焊缝及热影响区,极易造成这些部位的疲劳断裂,从而引发事故。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

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作者:吴鹏

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