大型立式储罐高效自动焊接技术

    一、概述

    大型立式储罐是石油化工行业非常重要的储运设备，越来越多地用于原油、成品油的储运工程。立式储罐是现场组装焊接的大型容器，焊接工作量非常大，焊接效率对储罐的建造速度和质量具有决定性意义。因此，储罐的高效焊接技术越来越受到重视，许多高效焊接技术在储罐施工中得到推广应用，储罐高效焊接设备和焊材国产化方面也有很大的进步。高效焊接技术是指与常规的焊条电弧焊相比，熔敷效率高、焊接速度快、操作方便且易于自动化的焊接技术，其特点是生产效率高、焊接质量好、节约能源。

    大型立式储罐的主要结构形式是拱顶型储罐和浮顶型储罐，其主体安装方法有正装法和倒装法。高效焊接方法的选择与储罐材质、厚度和安装方法密切相关，大型浮顶储罐直径大、钢板厚，罐体施工普遍采用正装法组装、自动焊焊接的工艺方法，技术已相当成熟；在拱顶储罐的施工中，主要采用倒装法组装，仍以焊条电弧焊为主，但自动焊也得到了推广应用。目前，储罐施工应用最多的高效焊接方法有：埋弧自动焊（包括横焊、平焊和角焊）、气电立焊和CO2气体保护焊等。本文就拱顶型储罐和浮顶型储罐的建造，介绍应用在大型储罐现场焊接施工中的高效焊接技术。

    二、埋弧自动横焊

    埋弧自动横焊是大型储罐建造中应用最早的高效自动焊方法，主要用于正装法施工的浮顶储罐的罐壁环焊缝。近年来， 在倒装法施工的拱顶储罐中也得到推广应用。

    1. 储罐正装法施工埋弧自动横焊装置

    大型浮顶储罐由于壁板较厚、直径大，环焊缝的焊接量相当大，因而应用高效自动焊技术意义重大，目前国内外普遍采用高效埋弧自动横焊方法。埋弧自动横焊机由机头、送丝机、焊剂托送机构、焊剂回收装置、焊接电源、焊接行走机架、驱动机构和控制系统组成，机架的行走速度即是埋弧自动横焊的焊接速度。焊接时，焊接行走机架吊挂在储罐壁板上，壁板上端作为焊接行走轨道，行走驱动机构安装在行走机架的上部，驱动焊接行走机架沿罐壁板上端行走，焊剂托送机构的传送带靠托轮与壁板紧贴被动转动，方向与焊接机架运行相反。为适应不同的板宽需要，机架一般制作成伸缩式。施焊时，先焊接焊缝外侧，外侧焊接结束后，即进行内侧焊前处理，然后采用同样的焊接方式焊接内侧。焊丝一般选用φ2～φ4mm，焊接效率高，成本低。

    由于焊接部位在机架的下部，焊剂回收桶安装在机架顶部，所以采用大功率负压式焊剂桶就可以实现焊剂的回收/送给自动循环。在这一点上，倒装储罐自动横焊装置就不易实现。

    为减少焊接机架的内外吊装次数，提高焊接效率，目前已有公司研制出了双面焊正装储罐环焊缝埋弧自动焊机。一套装置，内外各设置了一套焊接系统。

    2.储罐倒装法施工埋弧自动横焊装置

    近年来，国内一些公司在借鉴储罐正装埋弧自动横焊技术的基础上，开发应用了储罐倒装埋弧自动横焊设备与工艺，主要用于拱顶储罐罐壁的环焊缝，焊接效率高，是焊条电弧焊的4倍，但这种工艺方法适合10mm以上的中厚板。当壁板较薄时，一是焊缝收缩变形较大，储罐环焊缝形成比较明显的掐腰；二是焊缝采用焊条电弧焊或CO2半自动焊进行打底后，焊缝剩余焊接量较少，采用埋弧自动横焊不经济，效率没有明显的提高。因此，储罐倒装法施工埋弧自动横焊用于2万m3以上储罐的焊接比较经济。