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立式储罐倒装法横缝埋弧自动焊接新技术
作者:吉林化建特种结构公司 孙景荣
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焊接设备/切割机展厅
交流电焊机, 直流电焊机, 气体保护焊机, 埋弧焊机, 高频焊接机, ...
埋弧自动焊适用于中厚板对接、角接、搭接等腰三角形各种接头形式的科位置焊接,它是一种众所周知的常用焊接方法。具有焊缝成形美观、质量可靠、探伤合格率高、劳动强度低和生产效率高等优点,可对板厚8-18mm以下的接头实现不开坡口一次焊透成形,因此在焊接工程中得到广泛应用。

但是,埋弧自动焊用于其他位置时,由于熔池要用焊剂敷埋,焊接熔池温度高,铁水容易下垂等因素的限制,所以应用极少。

目前,国内研制成功的横缝埋弧自动焊机,已在胜利油田二建、大庆油建等施工单位应用,经两年多在立式储罐“倒装法”施工中使用,效果很好。故推荐给广大读者,以利于该技术的推广应用。

1、“倒装法”简介

立式大型储罐,一般指在φ5m以上,最大时可达φ40-φ50m,最大高度要有几十米。对于这类大型储罐的制造、安装,由于运输困难,所以大都要在现场安装制造。其制造方法有正装法、倒装法和现场预制后整体吊装等几种。正装法是在储罐的地上基础开始制造,每组装一节,由于罐增高,就要塔上一层脚手架,登高作业,危险性较大;而倒装法(见图1)则是在地面上施工,先罐顶开始,每装好一节,用吊车(或其他方法)将罐吊起到下一节的高度,再装配下一节。这种装配方法具有施工方便、进度快、生产安全等优点,因此,被广大施工单位所采用。

2、横缝埋弧自动焊设备

在大型立式储罐类倒装法施工中,焊接量较大的就是每节筒体的环向横焊缝。由于是在野外施工,很难实现自动化生产,因此多年来一直是利用手工电弧焊法焊接。目前,由中国石油天然气集团公司工程技术研究院研制成功的AGW-Ⅱ型横缝埋弧自动焊机,实现了横向环焊缝的埋弧自动焊接。这种设备由焊接整流电源、控制箱、导轨、焊接主机及联接电缆等组成,其结构见图2。

这种焊机特别适用于倒装法施工的圆筒型储罐横缝焊接,罐体直径一般应大于5m,板幅(筒体每节高度)可在1.0-2.2范围内调节,板厚要大于6mm。焊机的最大特点是操作简单、容易掌握,焊接质量好,效率高,焊机全部采用国产元件和材料,制造成本低,维修容易。由于埋弧自动焊接时抗风能力较强,因此适合野外作业。焊机的主要技术数据列于表1。

3、焊接工艺

横向焊接由于焊缝位置与平焊不同,其焊接坡口、焊缝层次等规范参数,都要按其特定的条件做相应的变动,以适应焊接过程的需要。
(1)坡口形式横向焊缝埋弧自动焊接,筒体上侧的坡口要求刨成30°-40°的单边V形。由于首层焊缝需要采用手工电弧焊封底,坡口的钝边要留得小一些,有利于第一层焊透。其坡口形式参见图3。

(2)坡口的制备最好采用机械法刨削,如现场加工有困难,也可以用火焰切割法加工,但要求采用半自动割机,以保证坡口的形状和尺寸准确。
(3)焊缝层次横缝埋弧自动焊宜采用多层多道焊法施焊。首先,焊接打底层,一般要先用手工电弧焊封底。对不要求X射线探伤的,可从环缝的内侧封底,外侧稍加清理,就可进行埋弧焊接。对于重要设备,要求100%X射线探伤时,最好在外侧封底,并在罐体内侧清根封焊,然后再用埋弧自动焊焊接。焊前可通过送丝机头的旋转,调正焊枪角度,一般应为20°-25°的轴向下倾角,纵向倾角为5°-8°,这样以配合焊缝的坡口角度,有利于焊缝的成形。其焊枪位置如图4所示。

焊枪调整好后,还需要调整焊剂托带,一般托带距离焊缝以下在10-15mm的位置 上为宜。应避免托带距焊缝太远,给焊剂的输送和回收造成负担。焊接时,焊丝的伸出长度应在20mm左右,焊缝的层次可参考图5,其焊接规范见表2。

4、焊接质量检验

(1)外观焊缝经外观检验均符合GB150-2000标准规定,没有咬边下垂现象,外观质量很好。
(2)X射线探伤焊缝按JB-4730标准,进行100%X射线探伤Ⅰ级片占60%,其余为Ⅱ级片。焊缝的内部质量优良。
(3)焊接产品试板做力学性能检查,其结果强度、韧性及塑性均优于手工电弧焊缝。

5、结语

大型立式储罐横向环焊颖,采用AGW-Ⅱ型埋弧焊机实现埋弧自动焊接,是焊接技术的一项重大革命。该机全部采用了国产元器件制造,成本低,实用性强,值得在焊接施工中推广应用。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (12/24/2004)
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