储罐拼接底板焊接变形产生原因及对策

冯光彬

（福建福维股份有限公司,福建 永安 366000）

储罐底板是由钢板材料拼接制作而成，储罐拼接底板是最重要部位，很容易因掌握不好焊接导致底板结构变形，例如波浪变形就是较为常见的底板变形。

1 工程案例阐述

某安装工程企业承建了化工厂的2000m3和2500m3立式储油罐焊接工作（二者各一台），受到焊接工艺方法、焊接顺序等不同影响，2000m3和2500m3立式储油罐焊接效果存在差异性。在对2000m3储油罐焊接时拼接焊接效率低下，质量无法保障，导致这一结果出现的原因为该企业为了节省时间在预期时间内完成焊接工作，在夜间安排多名工作人员同时对立式储罐底板进行焊接施工，导致底板出现变形不得以返修。在问题出现后，不断总结和反思以往失败经验后，采取了更为严厉、科学的工艺控制举措，再次对2500m3立式储油罐底板操作焊接效果佳质量得到保障，节省返修等问题处理时间。2000m3和2500m3立式储油罐二者均是立式圆通型结构，储油罐的直径为15m，高度分别是H1=16m，H2=13m,储油罐的容积分别是V1=2500m3、V2=2000m3，罐的材料为Q235-B，储罐筒体厚度从上部开始一直到最下层一次为6mm、8mm、10mm、12mm（呈递增趋势），底板的厚度为10mm，上部封头的顶板选择的是SR18000拼接顶板厚度为6mm。

2 储罐拼接底板焊接变形出现原因

2.1 焊接应力与变形出现原因

在焊接时，焊接缝临近的金属和热影响区域温度上涨（被加热后出现高温问题），被加热的部位体积出现膨胀，进而受阻导致压缩变形问题出现。等临近的金属和热影响区域的金属渐渐冷却和室内温度接近时，由于该部位体积被压缩，无法恢复到以往形状和尺寸进而受到拉伸影响较大，在频繁拉伸后下出现应力。这种拉伸产生应力在不同板厚、不同区域、不同深度均有所不同。其次不同储罐焊接缝具体位置、储罐所处的外部环境、储罐体积膨胀量在高温的影响下均受到约束，在温度降到和室内温度接近后储罐产生的塑性与变形程度不同。

2.2 焊接顺序带来影响

焊接顺序对应力分布具有一定影响，焊接顺序不合理可能导致储罐底板处焊接变形，应力分布过于集中或分散较不均匀。所以在焊接时焊接工作人员要注意到这一点，避免残余变形问题出现和超标，在施焊环节利用合理举措控制或者防止焊接应力。在工艺制造时，如果可以合理、科学选择焊接的参数，控制焊接过程中热输入，能够控制焊接应力，减少应力避免焊接变形，把焊接变形良好控制。对于焊接结构来说，要提高对焊接结构构成了解，掌握电压、电流参数，把电压、电流和焊接速度等控制在一定范围内确保焊接结构不同参数稳定性，降低焊接顺序安排对构建应力分布、焊接状态、焊接后结果影响。

3 储罐拼接底板焊接变形问题解决对策

3.1 优化储罐拼接底板焊接顺序的排列

本文主要就2500m3储罐底板优化进行分析，在制储罐拼接底板焊接期间施工单位总结以往2000m3储罐底板局部拼接出现变形经验和教训，在对储罐拼接底板焊接过程中，要科学分布收缩变量保证其以最小值状态存在，合理安排储罐拼接底板焊接顺序。详细储罐拼接底板焊接顺序安排包括以下几个方面内容，其一：在中腹板焊接时要优先对单角缝隙进行焊接，再对短小缝隙焊接，最后对正面、单面搭接中长焊缝进行焊接。其二：焊缝c要在焊接边缘板处靠近外缘位置300mm部位开展焊接，如果没有在外缘300mm部位焊接，而是利用从内到外的顺序去对接焊缝，必然会导致外侧出现开口，而且不易处理（开口较为严重）。其三：筒体和焊接底板的连接角对d焊接。其四：边缘板的对接缝处内侧部分进行e缝隙焊接工作。其五：中腹板和边缘板连接处进行f焊接缝焊接操作。在a、b、c、d、e、f焊接实际实际焊接时，被多名焊接人员利用对称方法开展焊接工作，第一层中焊道主要四利用了退焊方法。

3.2 做好储罐底板的预制工作

为了避免储罐拼接底板焊接变形问题出现，也要做好底板的预制工作。，在钢板边缘处利用火焊进行切割，打磨氧化层。最后为了确保氧化层的平滑度，必须明确预制施工流程，做好材料准备和切割施工工作，坚决抵制其出现分层、夹渣、裂纹等问题。储罐底板的预制施工具体流程包括：施工准备阶段工作、材料检查和验收工作、划线和复验阶段、切割和打磨施工。底板预制需依据以下标准开展：储罐底部位置排版设计直径可放大0.1%到0.15%，罐边缘板沿着罐底部半径方向的最小尺寸不可低于700mm，中幅板长度要高于2000mm，宽度则不可小于1000mm，任意底板相互间距离应高于300mm。

4 结束语

综上所述，在储罐拼接底板焊接时，焊接缝临近位置金属和热影响区域被不断加热，受到温度影响较大进而出现高温现象，导致加热的体积出现膨胀、压缩变形出现应力，导致储罐焊接头因疲劳开裂，应力被侵蚀、焊接残余问题频发。焊接残余出现变形问题对产品的外观结构、性质具有直接影响，如焊接残余变形严重将会降低产品质量，导致产品不合格，需加以关注及时控制。其次，在不同工艺中，底板焊接顺序对焊接的变形和残余应力分布影响较大，应利用设计有序焊接顺序举措，控制焊接残余应力，做好储罐底板预制工作和材料选择工作，提高操作人员技能水平和素养，避免焊接残余出现变形。

[1]邓建.储罐底板焊接变形的控制方法[J].化工建设工程,2003(03):19-23.

[2]王春娟.固定式低温容器应变强化设计与制造研究[D].华南理工大学,2015.