金属储罐安装过程中的变形及控制措施

郭 文

（云南建投第二安装工程公司，云南 昆明 650033）

金属油箱是石油化工行业的主要设备之一，然而在安装金属燃料箱期间，存在诸如燃料箱的圆度不够或局部不均匀的问题，这是燃料箱本身的性能问题。如果金属罐不太圆或部分不均匀，不仅浮顶不会正常上升和下降，而且罐的稳定性也会大大降低。如果它位于金属罐的底部，则不均匀的问题可能导致低循环疲劳甚至破损，从而导致金属罐的使用时间受到影响。为此，应重点关注油罐在安装过程中出现的不均匀性和局部不均匀性的问题，施工企业尤其要加以重视。

1 储罐控制

罐壁的预制和质量是由罐壁安装的整体质量所决定的，同时与实际的焊接工艺和施工方法也有着直接的联系。预制罐壁应预制，以匹配布局。每个壁的纵向焊缝应该在同一方向上，然后逐个扩展。所有相邻面板的纵向间隙间距应控制在300mm 以上。根据实际施工经验和数据，当忽略边距时，水箱直径不应超过8m。如果水箱直径在8 ～25m，水箱壁应保持在30 ～50mm，易于减少焊接平衡。施工中，8mm 钢板一般都是使用固定框架结构，尺寸在150 ～300mm，通过以1 ～1.5m的间隔安装12mm 钢筋来加强支撑，选择位于焊缝上方80 ～100m 的地方。金属储罐通常使用倒装芯片方法构造，倒装芯片方法指定计算周期应保持一定的刚度。在实际安装过程中，请勿移动工具的位置或角度，例如计费环。因为偏差的出现会造成水箱水平出现旋转。进行组装最后条带过程中，需要将切割器的位置进行有效地调整，才能降低因为水箱水平旋转造成的偏差。此外，应保留焊接以在装配期间调整罐的椭圆度。当纵向焊缝焊接到焊缝外的密封位置时，重约2t。环形链式提升机的功能是增强最终的加固，并在很大程度上避免其自身的圆形和深度焊接。

2 储罐储顶

目前，大多数储罐的施工是由倒装芯片法造成的，由于拱形会造成变形问题。其中相应的措施：安装磁带库中，支架要是尺寸不符合标准，就会导致圆顶出现变形。为此，支架安装中，箱壁的表面应布置成底座布局，并且标准上表面的高度可通过角穹顶液位计或连接管调节。支架的位置可以根据支架的安装高度来确定，这可以防止底座倾斜以及下面的不平坦表面和圆顶。如果圆顶风扇布局较宽，但不影响预制带状电弧，则扇形板大端的中下端在实际安装过程中趋于下垂。根据过去的经验，当圆顶半径与所有弯曲板的大端的比率＜15 时，将预先形成的纬纱调节到0，以防止预成形板的变形。圆顶的形成受到焊接顺序的影响，因此，在安装过程中，应首先焊接圆顶和焊缝，然后焊接圆顶的底部焊缝。如果金属的直径相对较大，最好的方法是保留多个中心焊缝并将其用作收缩焊缝。在焊接其他径向焊缝后，收缩焊缝保持连续重焊。通常，向心焊接使用反向焊接。大多数角度，拱顶和墙壁接缝均匀分布，旋转方向同时焊接。对于厚度＜8mm 的焊缝，凹槽是圆形的，没有钝边。保留3 个50mm 位置，没有凹槽，以确保环之间的间隙。单面焊接性好，后表面浅，相对均匀，可减少圆形接头的局部变形，防止大面积变形。其余面板之间的焊接相对较硬，应保持单槽和钝槽的形式，并通过多层焊接方法（4 层厚度＞10mm，3 层厚度≤10mm），焊接线能量可以减少，受到焊接应力以及变形的影响。因为油箱会在现场采取焊接，其中焊接的条件很差，就需要使用工艺好的酸性电极，此时焊接的飞溅降低，同时才能让焊接效果好。针对焊接缝是厚度≤10mm，要想让焊接的变相减少，就需要采用3.2mm 的电极。要分析焊接变形和工作效率，焊缝厚度＞10mm，标准3.2mm 电极用于底部焊接和填充，标准4.0mm 电极用于焊接。

2.1 管道焊接质量控制

工业金属管道安装过程中，对于管道的焊接质量控制，需要结合相关规定来选派考核合格的人员，持证上岗，根据施工标准要求进行焊接。焊接活动结束后，焊缝周边打上焊工代号钢印，并做好记录，为后续的跟踪调查提供支持。通常情况下，压力管道施工是在野外环境下进行，由于外界环境不稳定性，可能受到客观因素影响到焊接质量。所以，需要结合焊接工艺要求选择合理的焊接设备，保证仪表和工装符合要求，并对焊材烘干质量进行检验，符合要求后做好记录工作，如果不符合则返工。

需要注意的是，焊接返修会出现反复加热冷却施焊部位的问题，对于焊接质量带来不同程度上的影响。所以，需要加强焊接接头返修进行严格控制，分析缺陷产生的原因，选择合理的返修工艺，尽可能一次返修成功，避免反复返修影响到焊机质量。如果同一部位多次返修，需要重新选择返修工艺，经过专门技术人员检验合格后方可返修。

2.2 焊缝外观质量控制

工业金属管道焊接后，可能出现焊缝影响到管道外观质量，在具体焊接中不被重视，经常会出现表面性缺陷、气孔、咬边、夹渣等质量缺陷。对于咬边问题的产生，会导致应力集中，可通过补焊修磨后予以处理。气孔危险性同其他缺陷累加，影响到焊缝的致密性，是裂纹出现的源头所在，对于工业金属管道整体安装质量影响较大。表面线性缺陷包括未焊透、未熔合以及裂纹，导致管道承载力下降，加剧焊缝损坏。故此，在工业金属管道安装监检中，对于焊缝外观质量控制十分重要，应该及时清理内壁焊瘤，否则可能由于焊瘤摩擦产生火花，加剧安全事故出现。

2.3 无损探伤

无损探伤是工业金属管道安装监检控制的重要环节，可以在不损坏被检测物体原有结构和特性基础上，精准可靠地探寻管道内部缺陷。在具体操作中，需要严格遵循标准和设计图样进行，但是，探伤工作开展可能受到客观条件限制。另外，结合管道级别和工况，由检测单位确定检测部位，提升检测质量。

2.4 焊后热处理

管道焊接后，需要进行充分的焊后热处理，结合实际需要来选择有效的热处理工艺，将温度和时间控制在合理范围内。热处理后的焊接接头测量硬度值，包括热影响区和焊缝。另外，还要进行严密性试验和耐压试验，在工业金属管道安装后检验管道质量是否符合要求，结合设计图样和相关规定严格执行，施工单位、建设单位和监理单位共同检验。耐压试验合格后方可进行后续的严密性试验，保证各项参数符合要求。

3 储罐底部控制

在焊接过程中，会严重影响底部的变形。分析其造成的原因，焊接顺序是最重要的因素之一。在实际安装和构造中，罐底部的局部变形通常由收缩焊缝控制。对于中间腹板，一般要先进行焊接短焊接，然后焊接比较长的焊缝。焊接工艺的收缩，一般都是中板和侧板之间。背焊可用于焊接操作。焊接中厚板时，应短时间焊接短焊缝，然后焊接长焊缝，第一次焊接最适合阶段回流焊或跳焊。在侧板焊接过程中，首先焊接部分的侧焊（约300mm），并且焊接底板和侧板与中间板之间的壁之间的焊接。在焊接收缩焊缝之前，焊接另一侧板的对接焊缝和中间板的对接焊缝。对于弯曲边缘板到接头的第一层焊接工艺，最适合采用对称焊缝均匀分布的方法，背焊或跳焊适用于收缩层的初始层焊接。焊缝纵向焊接到底壁后，焊缝时间焊缝焊接在接缝槽底部，并控制罐壁，此方法选择分段焊接，焊缝的第一层通常采用阶梯背焊或跳焊的形式。

4 金属储罐安装方法

金属储罐的安装主要是两种方法，正装法和倒装法。正装法是罐壁板按照从下到上的顺序进行焊接，最后针对顶层壁板、顶端包边等完成焊接，其中有水浮正装法、架设正装法，主要是应用于大型浮顶罐的安装。外搭的脚手架正装法，要使用吊车吊装壁板，才能实现自动焊接。

5 结束语

鉴于圆柱形罐体本身的体积与相对较差的舱壁和刚度不成比例，有关部门和施工单位应充分注意圆度和局部不均匀金属罐的安装过程。进行实际的安装中，施工工艺和安装程序要科学、合理，同时焊接的技术需要有标准和要求。要想让圆形储罐安装中将使用寿命提高，同时防止变形，就需要企业加以重视，只有这样才能保证气缸结构和安装过程，延长使用寿命。