杨建强

(新疆石油建设有限责任公司，新疆 克拉玛依 834000)

储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机的设计及焊接工艺

杨建强

(新疆石油建设有限责任公司，新疆 克拉玛依 834000)

在发展大型储罐倒装法施工技术的过程中，因国内外没有能够焊接储罐内环缝的自动焊机，通过不断探索，自行设计了储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机，制定了先焊接外环缝，在下落液压缸和胀圈后，再焊接内环缝的施工工艺，在国内外首次实现了储罐内环缝埋弧自动焊接，为大型储罐倒装法施工技术的发展提供了有力的保障。

储罐；倒装；横焊；焊机；焊接工艺

0 前言

新疆石油建设有限公司在2005年第一次采用大型储罐倒装法施工工艺时，发现倒装法施工罐壁板的焊接可以选用的自动焊机只有储罐倒装埋弧自动横焊机，实际上这种焊机只能焊接储罐的外侧横缝。在咨询了国内数家自动焊生产厂家和网上查询国外的储罐倒装施工自动焊机后，没有发现能够焊接储罐内环缝的自动焊机。新疆石油建设有限公司正在大力发展大型储罐倒装法施工工艺，如果焊接工艺无法改进提高，与目前立缝、横缝都已成熟运用自动焊接工艺的正装法施工相比，倒装法施工工艺在罐壁板焊接方面反而存在巨大的劣势。

为此，新疆石油建设有限公司从2005年下半年就开始研究能实现储罐倒装法施工的罐壁板立缝、横缝自动焊接设备和自动焊接工艺，并于2006年初研制出立缝气电立焊机和储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机，同时完成了焊接工艺实验，并成功应用于独山子100 000 m3外浮顶储罐倒装法施工中。

1 储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机的设计思路

通过调查研究发现，国内外成熟运用的储罐正装法施工埋弧自动横缝焊接设备和储罐倒装法施工埋弧自动横缝焊接设备的结构基本相同，主要有焊枪、焊剂托带、送丝机构、控制箱和安装在机架上的行走机构。两者的不同点在于：正装法施工埋弧自动横焊机的行走机构位于机架顶端，焊机利用罐壁板上沿做焊接轨道；倒装法施工埋弧自动横焊机的行走机构位于机架下端，在罐基础周围安装三角支架，在其上铺设扁钢、角钢等作为焊接轨道，如图1所示。

图1 原有倒装法施工埋弧自动横焊机结构示意

国内外的倒装法施工埋弧自动横焊机只能完成储罐横缝外侧的焊接，因为在储罐倒装施工过程中，由于罐壁内侧均布数十个用于提升的液压缸，埋弧自动横焊机无法通过，因此现有的埋弧自动横焊机无法在储罐倒装施工中完成内侧横缝焊接。

通过查询，国内外储罐自动焊机生产厂均没有可行的实现储罐倒装法施工横缝内侧自动焊接的方案。为了发展大型储罐倒装法施工技术，新疆石油建设有限公司通过大量的研究，设计出储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机，实现了储罐内环缝的自动焊接。

设计思路：为了实现储罐倒装法施工横缝内侧自动焊接，只有在液压缸和自动焊机上挤出空间，液压缸占用离罐内壁板240～490 mm的宽度空间和从罐底到离罐底3.5 m的高度空间，并且每个液压缸有两个斜撑杆；要实现罐内自动焊，焊机需占用罐内壁宽约1m、高约3m的空间。最终发现，需要内横缝焊接时，液压缸的提升作用已经完成，液压缸下落后，高度只有1 930 mm(采用两级行程液压缸)，如果从自动焊占用的空间里让出液压缸需要的空间，自动焊的空间仍足够大，只要将原先的机架改成倒“L”结构，既可以避开液压缸，本身的焊接也可正常操作。液压缸的支撑可以改成活动支撑，这样就可以实现内横焊的埋弧自动焊。

内外横缝埋弧自动焊机示意如图2所示。

图2 倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机结构示意

2 储罐倒装法横缝自动焊接实施及工艺

要实现储罐内环缝的自动焊接，需要调整施工顺序：以前内外横缝全部焊接完成后，再把液压缸和胀圈落下。实际上，容易产生横缝焊接变形的只是外环缝的焊接，因此，焊接时先焊外侧横缝，焊后落下液压缸和胀圈，然后拆除液压缸的斜撑杆，在罐内铺设焊接轨道，就可以用自动焊焊接内侧环缝。同样，利用罐外侧的焊接轨道可以实现罐外侧环焊缝的焊接。采用倒装法埋弧自动焊接，环缝的坡口形式为：根据壁厚，环缝坡口，10 mm及以下板厚采用斜V型坡口，10 mm以上板厚采用K型坡口。焊接时，先外侧埋弧自动焊打底、填充、盖面，内侧砂轮机清根，然后内侧埋弧横焊填充、盖面。

3 结论

储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机的设计成功，填补了国内外在储罐内环缝自动焊接的空白(已获国家专利授权)，为大型储罐倒装法施工技术的发展提供了有力的保障。

Design of double Sided automatic girth welding machine and related welding procedure for large storage tank with the upsidedown construction technology

YANG Jian-qiang
(Xinjiang Petroleum Engineering Construction Co.，Ltd.，Karamay 834000，China)

The double sided automatic girth welding machine has been designed by ourselves during the upsidedown construction technology of large storage tank developing because there isn＇t off-the-shelf machine to use at home and abroad.This paper introduces the design idea of the welding machine and related welding procedure with outer girth welding firstly and then inner girth welding after hydraulic cylinders and expansion rings withdrawn.The welding machine and related welding procedure gives a push to the upsidedown construction technology of large storage tank.

storage tank；jacking method；girth welding；welding machine；welding procedure

TG445

B

1001-2303(2011)10-0071-02

2011-03-09

杨建强(1974—)，男，甘肃渭通人，高级工程师，硕士，主要从事储罐焊接质量管理工作。