摘要：本文總結(jié)了立式拱頂儲罐制造安裝過程中控制變形的經(jīng)驗，鉚工工藝從罐底、罐頂、罐壁三個部位來說明安裝過程中對變形的控制。

關(guān)鍵詞：儲罐;變形;工藝;控制

一、前言

儲罐的變形控制是保證儲罐外觀質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，儲罐在制造中常見的變形是焊接變形和安裝變形。本文以立式拱頂儲罐為例總結(jié)了控制變形的經(jīng)驗，通過鉚工工藝及其他方面行之有效的防變形措施，可以有效的避免應(yīng)力集中造成的變形，提高施工質(zhì)量。

二、鉚工工藝對變形的控制

對于小于5000m³立式拱頂儲罐安裝，目前主要采用倒裝法。采用正確的組焊順序以及合理的防變形措施，對控制變形有著重要的作用。以下從罐底、罐頂、罐壁三個部位來闡述施工中對變形的控制。

1.#罐底變形的控制

罐底一般采用中幅板和邊緣板搭接的形式鋪設(shè)，其變形主要是罐底焊縫收縮不均，造成罐底局部變形過大。為了減少鋼板和焊縫中的內(nèi)應(yīng)力，同時使熱量盡可能均勻分布，防變形措施主要從以下四方面考慮：

（1）中幅板的鋪設(shè)及尺寸設(shè)計。綜合考慮鋼板尺寸和施工規(guī)范進(jìn)行底板二次排版，盡可能使焊縫最少，且焊縫以中心線對稱布置。這樣整個罐底的焊縫收縮較小且收縮相對均勻，底板鋪設(shè)直徑比設(shè)計直徑大1.5‰，以補(bǔ)償焊接收縮量。

（2）中幅板的焊接及變形控制。先焊短焊縫，后分片施焊較長焊縫，最后施焊分片間的搭接焊縫。采用分段分層退步施焊法，且焊縫寬、高以板厚為宜，不應(yīng)過高和過寬，這樣焊縫收縮量盡可能小且收縮均勻，焊完后，用錘擊消除部分內(nèi)應(yīng)力。每條長縫焊接應(yīng)使兩名焊工從焊縫中心向兩頭對稱施焊，分段長度以300～500mm長為宜，且要采用隔縫跳焊的方法，留出適當(dāng)?shù)氖湛s焊縫。

（3）邊緣板的對接焊縫焊接及變形控制。先只焊靠外側(cè)的焊縫300mm的部位，且在組裝罐壁之前焊接、探傷結(jié)束。其墊板于兩邊緣板緊貼，間隙小于1mm，保證焊縫焊透，既可提高探傷的合格率，也有利于變形的控制。且對接縫內(nèi)側(cè)的焊縫間隙比靠外側(cè)的焊縫間隙大2～3mm，避免由于罐壁與罐底角焊縫施焊完成后，邊緣板外部收縮較大，而對接縫內(nèi)部已無處收縮造成上拱變形。焊縫焊接時應(yīng)采用分層反向施焊，焊完后，用錘擊消除部分內(nèi)應(yīng)力。

（4）最后進(jìn)行中幅板與邊緣板搭接縫的焊接，可使壁板與罐底的角焊縫產(chǎn)生的收縮應(yīng)力得以釋放，減小罐底的整體變形。焊接時要多名焊工對稱均布，采用分段退步法同向施焊，焊后錘擊消應(yīng)處理。這樣焊接應(yīng)力較小且分布較均勻，使焊縫收縮變形較小、均勻，可克制局部變形過大的毛病。

2.#罐頂變形的控制

罐頂由多塊瓜皮板和加強(qiáng)筋組成，焊縫一般采用搭接形式，其變形一般是由于焊縫收縮不均勻產(chǎn)生局部較大下凹，瓜皮板數(shù)量太少會導(dǎo)致板與板形成尖角。防變形可采用以下五個措施：

（1）選擇合理的瓜皮數(shù)。根據(jù)罐頂球半徑、油罐直徑、設(shè)計圖紙、最少焊縫、施工經(jīng)驗、經(jīng)濟(jì)效益等幾方面來選擇罐頂瓜皮板的數(shù)量，以保證最小的變形量。

（2）瓜皮板拼接變形控制。為了節(jié)約成本，很多時候瓜皮板需要拼接，瓜皮板的拼接焊縫焊完后，應(yīng)錘擊焊縫作消應(yīng)處理，視實際情況來確定是否需要機(jī)械滾壓成形。

（3）重視頂板及加強(qiáng)筋的成型加工及堆放。需制作若干個與罐頂半徑相同的曲面胎具，用以分片組焊瓜皮板和加強(qiáng)筋，保證加強(qiáng)筋的弧度，且可用于帶龍骨瓜皮板的堆放，防止堆放時因自重而產(chǎn)生變形。

（4）調(diào)整瓜皮板組裝時的弧度。應(yīng)利用中心托盤和包邊角鋼上焊接角鋼段（開口方向朝罐中心），并利用角鋼割制而成的楔形鐵來調(diào)整罐頂曲面，用樣板尺檢查弧度。

（5）采用先點焊后跳焊、先外后內(nèi)再外的焊接順序。瓜皮板調(diào)整完畢后，應(yīng)先分段點焊瓜皮板外側(cè)，然后到罐內(nèi)將各瓜皮板之間的骨架焊接，跳焊完瓜皮板間搭接縫的內(nèi)側(cè)，再焊外側(cè)焊道，這樣在焊外側(cè)焊縫前整個罐頂已成為一個整體，剛性增強(qiáng)，可有效抵抗外側(cè)焊縫的收縮變形。外側(cè)搭接焊縫焊接應(yīng)使用多名焊工對稱均布從中心向外側(cè)分段反向施焊，且應(yīng)采用隔縫對稱施焊進(jìn)行，這樣使整個罐頂受熱均勻，局部受熱較小，可有效減小罐頂變形。

3.#罐壁變形的控制

儲罐罐壁一般采用對接焊縫，變形主要是罐壁局部內(nèi)凹、環(huán)縫部位掐腰較大，薄板部位和丁字縫處由于應(yīng)力集中焊縫變形比較嚴(yán)重。采用如下九個措施減小變形：

（1）壁板下料尺寸的控制。下料時使用專用切割小車，嚴(yán)格控制壁板寬度，使每圈壁板的寬度偏差在1mm的范圍內(nèi)，環(huán)縫間隙基本一致，整圈環(huán)縫收縮量盡可能一致，可減少局部變形過大的情況發(fā)生。且圈板的周長按照直徑的0.25‰進(jìn)行遞增，正好抵消焊接時縱縫和環(huán)縫產(chǎn)生的收縮量，否則油罐將成為頭大腳小的倒圓錐罐。

（2）壁板預(yù)制變形控制。壁板預(yù)制滾圓時，弧度要達(dá)到要求，且要減少板兩頭直邊存在量，做好壓頭工作，這樣可減少組裝時形成的內(nèi)應(yīng)力和局部變形，組裝時使用曲面胎具小車運至安裝現(xiàn)場。

（3）脹圈的制作。脹圈在滾圓時，對兩頭的直邊，采用割除的辦法，以保證脹圈的弧度。脹圈撐圓應(yīng)采用10t千斤頂，千斤頂過小撐力不夠，環(huán)縫收縮易出現(xiàn)掐腰現(xiàn)象，千斤頂過大易使裝圈變形較大，加大罐壁變形量。

（4）重視第一圈板的組裝，保證其垂直度。在底板上劃出罐內(nèi)壁直徑圓，并點焊限位鐵，間隔500～600mm，同時在外側(cè)30mm處點焊角鋼段，位置與限位鐵相對應(yīng)，以便利用打緊楔鐵保證罐壁的垂直。

（5）利用加強(qiáng)弧板，控制縱縫的變形?？v縫易產(chǎn)生內(nèi)凹變形，在焊接時應(yīng)在內(nèi)部焊縫處上下各加一加強(qiáng)弧板，且采用分段反向法施焊，打底層3～4根焊條為一段，填充層可分為4段（兩段先焊），蓋面層可由底端焊接到頂端，焊完后用錘擊消除應(yīng)力。這樣焊縫處剛性較大，且受熱均勻，可減小焊縫變形。

結(jié)論

文中所述立式儲罐采用合理的鉚工工藝等防變形措施，保證油罐的外觀成形良好。對油罐的罐壁進(jìn)行變形測量發(fā)現(xiàn)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1].GB 50128-2014《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工規(guī)范》

作者簡介：

錢媛，女，1980年生，工程師，畢業(yè)于中國石油大學(xué)，現(xiàn)從事化工設(shè)備設(shè)計工作。