大型储罐施工中焊接变形控制探讨

杨 志

（大庆油田工程建设有限公司国内工程事业部，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

大型储罐在后期的使用过程中，焊接质量对使用寿命有着严重的影响，我们必须对焊接变形进行科学合理的控制，才能避免大型储罐施工中出现应力集中或外观尺寸变形等现象。

1 对储罐造成焊接变形的种类和因素

1.1 焊接变形的种类

大型储罐在焊接过程中垂直方向上焊缝产生的收缩为横向收缩变形，水平方向上焊缝产生的收缩为纵向收缩变形。角变形就是焊缝在横向或者纵向收缩变形的影响下，平面产生的角度变化。弯曲变形主要指的就是大型储罐部件在受到纵向或者横向变形的影响下，产生的弯曲，尤其是薄板的焊接过程中，很容易出现弯曲变形现象，造成薄板板面翘曲，一旦焊接质量出现问题，就会对后期大型储罐的装配产生影响，不符合图纸设计要求，出现波浪变形问题[1]。

1.2 影响焊接变形的因素

想要有效的控制大型储罐施工中可能出现的焊接变形问题，就要分析其产生焊接变形的原因，采取科学合理的有效预防措施，下面我们对大型储罐焊接变形影响因素进行分析，主要由以下几点：

（1）焊缝截面积对焊接变形的影响

焊缝的截面积主要指的就是熔合线范围内金属面积，焊接的变形量会随着焊缝截面积的增加而变大，焊缝截面积受到横向角变形、纵向角变形的影响是一样的，在保障板材厚度一致的情况下，大型储罐焊缝的变形量随着焊缝横截面积坡口的增加而变大；

（2）焊接热输入对焊接变形的影响

通常情况下，高温加热区域会随着纵向、横向、角度等热输入的增加而变大，增加冷却时间，焊接变形量可能受到接头变形量的影响[2]；

（3）部件的预热和层间温度对焊接变形的影响

一般情况下，热输入会随着层间和预热温度的升高而变大，增加冷却时间，增加收缩变形量，造成焊接变形现象；

（4）焊接方法对焊接变形的影响

焊接方法造成的热输入在工作环境不变的情况下差别是微乎其微的，收缩值存在一定的差异。埋弧自动焊是目前常用几种焊接方法中造成收缩变形量最大的一种，二氧化碳气体保护焊是造成收缩变形量最小的一种，手工电弧焊产生的收缩变形量居中；

（5）接头形式对焊接变形的影响

目前比较常用的焊缝焊接方式有角焊、对焊、堆焊等，每个焊接方式都有自身的特点，需要我们根据实际的情况选择不同的焊接方式，对焊接变形有着不同的影响。

2 对焊接变形进行控制的措施

2.1 通过科学的选择排版法控制焊接变形

大型储罐的结构设计过程中，想要采取增加板厚的方式来有效控制焊接变形是仅仅不够的，只能增加企业的施工成本，加大焊接的难度。即使我们增加了大型储罐钢板的厚度，但是受到大型储罐直径的影响，也没有很好的实现焊接变形的有效的控制。科学排版法主要采取带垫板焊接接头的方式，焊缝成型的难度下降，保障大型储罐整个底板焊透，实现大型储罐整体焊接质量的提升；想要对大型储罐钢板整体结构刚性的提升，可以适当的加装加强筋，避免储罐底板出现失衡，加强储罐底板的抗变形能力，降低焊接变形出现几率；大型储罐材质的选择也是十分重要的，尤其是选择正确规格尺寸的板幅，其中底板板幅的选择要尽量较大规格尺寸，减少焊接焊缝的数量，有效控制储罐纵向焊缝的收缩量。纵向应力与纵向收缩量有着密切的关系，纵向应力下降的同时纵向收缩量也相应的减少，避免焊接时发生波浪变形[3]。如果使用的板幅尺寸较小，就会造成焊缝数量的增加，同时纵向收缩量、纵向应力数值、焊缝总长度、焊缝数量等也相应的增加，造成焊接波浪变形量的增加。因此应用科学合理的排版法，根据实际情况选择正确尺寸的板幅，也是降低焊接波浪变形发生几率的重要措施。

2.2 保证焊接顺序的科学合理性

大型储罐的焊接过程中，焊接的顺序也是十分重要的，是影响焊接质量的关键因素，我们需要根据实际情况选择正确的焊接顺序，降低在焊接中幅板、大角焊缝过程中焊接变形量，减少焊接中幅板、大角焊缝过程中出现的焊接应力。

2.3 控制焊接加热的次数

焊接过程中，焊接加热次数的增加，也会加大大型储罐焊接过程中焊接变形现象的发生几率，因此我们需要根据实际的情况，有效的控制焊接加热次数，控制焊接过程中焊接变形量。尤其是焊接中幅板的过程中，想要保障大角焊缝的焊接质量，就要对现有的加工工艺进行完善，引进新型的加工工艺，保障中幅板焊缝填充及盖面焊接工作的一次性完成，实现大型储罐整体焊接质量的进一步提升，降低发生焊接变形的几率。

2.4 使用分段退焊的方法进行焊接

对焊接加热次数进行有效控制的同时，还可以采取分段退焊的方式，有效的降低焊接过程中因为收缩产生的焊接变形量。焊接过程中，一条焊缝可以分为几段进行焊接，设置多个焊接的起点和终点，分段退焊的焊接方式其主要的优点就是有效控制焊接应力，保障焊接应力平均分散开来，降低底板可能发生塑性变形的区域范围，有效控制焊接收缩量，避免出现焊接变形现象。

3 其他部位焊接变形的控制

大型储罐施工过程中，除了以上重大部件的焊接之外，还要注意其他部位焊接时可能出现的焊接变形量，例如在焊接大型储罐的环向焊缝时，主要采取断焊的焊接方式，然后焊接段焊之间的焊缝，避免在焊接过程中出现焊接变形。焊接过程中一定要焊透，保障焊接质量，防止发生翘曲变形，避免雨水从储罐的焊缝侵入到内部。

4 结语

经过以上的研究和分析发现，大型储罐施工中焊接变形控制是十分重要的，直接影响大型储罐的整体质量，随着我国石油经济的不断发展，大型储罐需求量的不断增加，大型储罐的使用寿命与使用质量是其中的关键，我们要不断的引进先进的焊接技术，积累焊接经验，广泛的应用在大型储罐的施工过程中，促进我国石油企业的可持续发展。