楊建強(qiáng)

(新疆石油建設(shè)有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000)

儲(chǔ)罐倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)的設(shè)計(jì)及焊接工藝

楊建強(qiáng)

(新疆石油建設(shè)有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000)

在發(fā)展大型儲(chǔ)罐倒裝法施工技術(shù)的過程中，因國(guó)內(nèi)外沒有能夠焊接儲(chǔ)罐內(nèi)環(huán)縫的自動(dòng)焊機(jī)，通過不斷探索，自行設(shè)計(jì)了儲(chǔ)罐倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)，制定了先焊接外環(huán)縫，在下落液壓缸和脹圈后，再焊接內(nèi)環(huán)縫的施工工藝，在國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)罐內(nèi)環(huán)縫埋弧自動(dòng)焊接，為大型儲(chǔ)罐倒裝法施工技術(shù)的發(fā)展提供了有力的保障。

儲(chǔ)罐；倒裝；橫焊；焊機(jī)；焊接工藝

0 前言

新疆石油建設(shè)有限公司在2005年第一次采用大型儲(chǔ)罐倒裝法施工工藝時(shí)，發(fā)現(xiàn)倒裝法施工罐壁板的焊接可以選用的自動(dòng)焊機(jī)只有儲(chǔ)罐倒裝埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)，實(shí)際上這種焊機(jī)只能焊接儲(chǔ)罐的外側(cè)橫縫。在咨詢了國(guó)內(nèi)數(shù)家自動(dòng)焊生產(chǎn)廠家和網(wǎng)上查詢國(guó)外的儲(chǔ)罐倒裝施工自動(dòng)焊機(jī)后，沒有發(fā)現(xiàn)能夠焊接儲(chǔ)罐內(nèi)環(huán)縫的自動(dòng)焊機(jī)。新疆石油建設(shè)有限公司正在大力發(fā)展大型儲(chǔ)罐倒裝法施工工藝，如果焊接工藝無法改進(jìn)提高，與目前立縫、橫縫都已成熟運(yùn)用自動(dòng)焊接工藝的正裝法施工相比，倒裝法施工工藝在罐壁板焊接方面反而存在巨大的劣勢(shì)。

為此，新疆石油建設(shè)有限公司從2005年下半年就開始研究能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐倒裝法施工的罐壁板立縫、橫縫自動(dòng)焊接設(shè)備和自動(dòng)焊接工藝，并于2006年初研制出立縫氣電立焊機(jī)和儲(chǔ)罐倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)，同時(shí)完成了焊接工藝實(shí)驗(yàn)，并成功應(yīng)用于獨(dú)山子100 000 m3外浮頂儲(chǔ)罐倒裝法施工中。

1 儲(chǔ)罐倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)的設(shè)計(jì)思路

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外成熟運(yùn)用的儲(chǔ)罐正裝法施工埋弧自動(dòng)橫縫焊接設(shè)備和儲(chǔ)罐倒裝法施工埋弧自動(dòng)橫縫焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)基本相同，主要有焊槍、焊劑托帶、送絲機(jī)構(gòu)、控制箱和安裝在機(jī)架上的行走機(jī)構(gòu)。兩者的不同點(diǎn)在于：正裝法施工埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)的行走機(jī)構(gòu)位于機(jī)架頂端，焊機(jī)利用罐壁板上沿做焊接軌道；倒裝法施工埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)的行走機(jī)構(gòu)位于機(jī)架下端，在罐基礎(chǔ)周圍安裝三角支架，在其上鋪設(shè)扁鋼、角鋼等作為焊接軌道，如圖1所示。

圖1 原有倒裝法施工埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)結(jié)構(gòu)示意

國(guó)內(nèi)外的倒裝法施工埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)只能完成儲(chǔ)罐橫縫外側(cè)的焊接，因?yàn)樵趦?chǔ)罐倒裝施工過程中，由于罐壁內(nèi)側(cè)均布數(shù)十個(gè)用于提升的液壓缸，埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)無法通過，因此現(xiàn)有的埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)無法在儲(chǔ)罐倒裝施工中完成內(nèi)側(cè)橫縫焊接。

通過查詢，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)罐自動(dòng)焊機(jī)生產(chǎn)廠均沒有可行的實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐倒裝法施工橫縫內(nèi)側(cè)自動(dòng)焊接的方案。為了發(fā)展大型儲(chǔ)罐倒裝法施工技術(shù)，新疆石油建設(shè)有限公司通過大量的研究，設(shè)計(jì)出儲(chǔ)罐倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)罐內(nèi)環(huán)縫的自動(dòng)焊接。

設(shè)計(jì)思路：為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐倒裝法施工橫縫內(nèi)側(cè)自動(dòng)焊接，只有在液壓缸和自動(dòng)焊機(jī)上擠出空間，液壓缸占用離罐內(nèi)壁板240～490 mm的寬度空間和從罐底到離罐底3.5 m的高度空間，并且每個(gè)液壓缸有兩個(gè)斜撐桿；要實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)自動(dòng)焊，焊機(jī)需占用罐內(nèi)壁寬約1m、高約3m的空間。最終發(fā)現(xiàn)，需要內(nèi)橫縫焊接時(shí)，液壓缸的提升作用已經(jīng)完成，液壓缸下落后，高度只有1 930 mm(采用兩級(jí)行程液壓缸)，如果從自動(dòng)焊占用的空間里讓出液壓缸需要的空間，自動(dòng)焊的空間仍足夠大，只要將原先的機(jī)架改成倒“L”結(jié)構(gòu)，既可以避開液壓缸，本身的焊接也可正常操作。液壓缸的支撐可以改成活動(dòng)支撐，這樣就可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)橫焊的埋弧自動(dòng)焊。

內(nèi)外橫縫埋弧自動(dòng)焊機(jī)示意如圖2所示。

圖2 倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)結(jié)構(gòu)示意

2 儲(chǔ)罐倒裝法橫縫自動(dòng)焊接實(shí)施及工藝

要實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐內(nèi)環(huán)縫的自動(dòng)焊接，需要調(diào)整施工順序：以前內(nèi)外橫縫全部焊接完成后，再把液壓缸和脹圈落下。實(shí)際上，容易產(chǎn)生橫縫焊接變形的只是外環(huán)縫的焊接，因此，焊接時(shí)先焊外側(cè)橫縫，焊后落下液壓缸和脹圈，然后拆除液壓缸的斜撐桿，在罐內(nèi)鋪設(shè)焊接軌道，就可以用自動(dòng)焊焊接內(nèi)側(cè)環(huán)縫。同樣，利用罐外側(cè)的焊接軌道可以實(shí)現(xiàn)罐外側(cè)環(huán)焊縫的焊接。采用倒裝法埋弧自動(dòng)焊接，環(huán)縫的坡口形式為：根據(jù)壁厚，環(huán)縫坡口，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。焊接時(shí)，先外側(cè)埋弧自動(dòng)焊打底、填充、蓋面，內(nèi)側(cè)砂輪機(jī)清根，然后內(nèi)側(cè)埋弧橫焊填充、蓋面。

3 結(jié)論

儲(chǔ)罐倒裝施工內(nèi)外橫縫兩用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)的設(shè)計(jì)成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外在儲(chǔ)罐內(nèi)環(huán)縫自動(dòng)焊接的空白(已獲國(guó)家專利授權(quán))，為大型儲(chǔ)罐倒裝法施工技術(shù)的發(fā)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

楊建強(qiáng)(1974—)，男，甘肅渭通人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事儲(chǔ)罐焊接質(zhì)量管理工作。