石油储罐罐底焊接工艺常见问题分析

2020-01-19吴鑫禹沈阳工业安装工程股份有限公司

环球市场 2020年20期

吴鑫禹沈阳工业安装工程股份有限公司

储罐是石油产业领域内极为重要的设备之一，其主要的目的就是进行原油的运输与储存，可以用来生产线的加工，所以该设备对于石油化工产业有着极为重要的作用，关系着整个行业的安全与稳定。在储罐设计方案确定环节，罐底板是比较重要的组成结构，其是承受力最大的位置，只要是该位置出现变形等损坏情况，就会导致在使用的过程中出现稳定性不足而造成安全事故，也就是说罐底焊接质量对于储罐运行的安全性存在直接的影响。因此，本文主要理解储罐罐底焊接方面的工艺，能够发现焊接作业环节的问题，能够了解有效的应对措施，最终能够保证储罐的质量合格，达到石油化工生产的要求。

一、焊接变形

石油储罐设计方案进行中，罐壁厚度较小。当前的加工技术提升，焊接水平得到了很大的提高，有些技术先进的焊接方式应用到压力容器焊接中，但是在实施焊接环节，会因为出现无法避免的焊接变形而影响焊接质量，这也是焊接领域内研究的主要问题。储罐焊接操作的实践中，尤其是罐底板焊接阶段，一旦没有做好必要的控制就会出现焊接变形缺陷。目前的储罐罐底板的厚度比较小，焊缝数量也非常多，就会导致其存在波浪变形的情况，威胁储罐应用的安全性。

二、引起焊接变形的原因

1.焊接作业环节存在径向收缩。石油储罐焊接作业环节，主要是受力或者应力不平衡的情况出现，就会导致变形严重的情况，一种情况会出现径向收缩的情况，该问题的出现就会造成中幅板存在应力变化较大的情况，或者该收缩问题会导致储罐底部位置上的板角存在变形的问题，这些后果都是因为焊接变形所出现的，威胁到储罐的正常使用。

2.焊接之后存在横向变形。储罐罐底的焊缝数量很多，焊接量是比较大的，焊接实施阶段，接缝位置在焊接中极易出现横向收缩变形的问题，只要是存在该问题，就会导致罐壁应力过大，从而出现焊接变形。

3.焊接作业后出现纵向收缩的情况。该问题与第二个问题是比较相似的，第二个问题是因为焊缝的位置上演着横向产生收缩，而这些问题是在焊缝的位置上出现纵向收缩，这些收缩应力的出现会造成焊接变形问题的存在，进而导致储罐罐底部分存在严重的质量问题。

4.焊接操作环节中，受热不均匀会造成罐底板的焊接变形出现。储罐罐底焊接作业阶段，焊接工艺复杂性很高，因为在焊接施工中，焊接过程中局部位置受热比较大，造成整个区域内受热不均匀，所以在焊接时就会有高温区域，一般都是在焊缝周边区域内，其受热发生膨胀反应，但是焊缝周围距离相对较远的区域内温度相对较低，是低温区域，所以该区域就会限制钢板的拉长，出现严重的热塑变形缺陷，进而带来了很大的焊接变形问题；焊接实施环节，储罐的冷却阶段，高温与低温条件下的收缩量有着明显的差异，高温区域内热塑变形收缩量巨大，而低温区域则不会产生较大的收缩量，这些不平衡的问题会导致罐底位置上应力不均衡，从而出现焊接变形。此外，在这些问题发生之后，会有三种应力同时应用而导致罐底变形严重，一般都是以波浪变形的方式所存在的，极大的影响了罐底部分的质量水平。

三、石油储罐罐底焊接工艺控制思路解析

在石油储罐罐底焊的过程中，需要严格的控制焊接工艺，从而保证变形问题能得到控制，以切实的提升作业质量。

（一）更新焊接设备

现代工业技术的发展，焊接技术水平得到很大的提升，有些技术人员投入非常大的时间和精力研究焊接变形的方式方法，他们将很多研究成果应用到目前的焊接设备中，所以储罐加工企业要随时掌握这些新技术的研发和应用情况，同时设备在逐步的更新，应该保证设备专用，可以保证罐底质量达到要求，保证石油化工生产的顺利开展下去。

（二）选择优质的焊接材料

无论是焊接设备还是焊接材料，都是焊接作业中所必不可少的组成部分，但是这些都是外在的条件，和焊接技术的关系并不明显，他们的质量水平、应用效果对于最终的焊接质量都会有非常大的影响。因此，石油储罐加工制造企业应该在选择罐体材料的过程中，应该选择质量达标的材料进行制作与焊接，只有提升材料的质量，才能更好的消除焊接变形，这是非常重要的条件。

（三）注意焊接顺序

储罐罐底一般都是中幅板和弓形边缘板来进行加工制造，这其中的中幅板是应用比较多的板块拼接制造，焊接环节应该选择不会产生较大变形的焊接工艺来进行，可以实现焊接水平的提升，可以提升储罐罐底的质量水平。中幅板焊接环节中首先是开展短缝焊接施工，然后才能开始长缝焊接，初层焊道部分可以采用段焊或者跳焊的方式来进行；弓形边缘板焊接操作阶段，首先是在边缘300mm处来实现焊接，罐底与罐壁部分焊接工作进行之后，应该做好边缘板和中幅板部分的焊缝操作施工，然后将剩余位置上的边缘板焊接作业，非弓形边缘板罐底位置不会预留部分焊缝；然后就能够进行罐底与罐壁连接焊缝施工。这种方式开展焊接能够防止出现应力过大的问题，促进抗变形能力的提高。