【摘要】随着近些年石油化工及石油储运工程的快速发展，大型油罐的应用也越来越广泛。一个影响油罐制造质量的关键因素就是油罐的焊接变形，石油储罐的焊接工艺对于石油储罐的的制造质量又是至关重要。文章分析了石油储罐发生焊接变形的原因，并指出了防范的对策，着重阐述了石油储罐焊接工艺中需要注意的一些问题，以期对石油储罐的焊接实践提供一定的借鉴参考。
【关键词】石油储罐 焊接 变形 工艺
1 引言
石油储罐作为一种钢制储罐，主要运用于气体和液体的密闭储存，通常加工的要求都比较高，特别是焊接工艺对罐体能否达到储存要求至关重要。石油储罐变形是焊接过程中最常见的问题，产生石油储罐变形的原因也是多方面的，选择合理的石油储罐焊接工艺对减少变形至关重要。石油储罐的焊接工艺复杂，质量要求严格，合理的焊接工艺能保证石油储罐的质量和稳定性。
2 石油储罐焊接变形的原因
石油储罐属于薄壁的焊接容器，存在很多种焊接方法，很多问题都会在焊接过程中碰到，而最主要的一个问题就是焊接变形。尤其是储罐的底部，由于它的焊缝多、板薄，最容易产生明显的波浪变形。产生石油储罐变形的原因主要分以下四点：第一，焊缝的横向收缩对钢板产生的应力而导致的变形；第二，焊缝的径向收缩对钢板产生的应力而导致的变形；第三，底板与壁板角缝以及底边板与底中幅板间环焊缝的径向收缩引起底边板角变形和中幅板的应力而导致的变形；第三，上述三种应力的综合叠加作用使钢板失稳，造成严重的波浪变形。
3.3 选择性能好的焊接设备
选择性能好的焊接设备可以一定程度上预防石油储罐的变形。目前很多焊接设备的生产厂家都是专机专做，在选择设备的时候遵循的原则也是专机专用，考虑设备的综合性能指标，必须要择优选择。只有综合性能良好的焊接设备才能保证焊接质量的稳定性。
3.4 选择可焊性好的材料
选择焊接材料的木材和焊材，需要经过专业技术人员的计算，并通过反复的试验才能最终确定。选择的材料时必须把握一个原则，在保证各项技术数据的前提下，一定要选取可焊性更好的材料，并且采购起来比较方便的材料。
3.5 合适的焊接环境
在对石油储罐进行焊接操作的过程中，对于材料的存放环境、产品的制作环境都有一定的要求，有些材料不能在露天保存，要避免风吹日晒，甚至有部分材料还对干湿度有特定的要求，因此为了保证焊接的质量就必须要营造适宜的焊接环境。
3.6 选择合理的焊接工艺
由于焊接方法多种多样，技术人员在选择焊接工艺方法时，需要制定系统的工艺，从材料加工、焊前预热、焊材管理、装配定位、焊接规范参数、层道间温度控制、后热缓冷，到热处理等环节，都有详细规定。对于石油储罐来说，焊接工艺尤为重要。
4 合理的石油储罐焊接工艺
上文中提到了为了保证焊接的稳定和质量，选择合理的焊接工艺至关重要，下面将对储罐的焊接程序进行详细的介绍。
4.1 罐底板的焊接
石油储罐的罐底板是整个储罐最关键的部位，减少罐底的变形直接关系着储罐制作安装的成败，一旦石油储罐的罐底发生变形，那么储罐的承载力和稳定性就大大下降了，严重的话就会导致整个储罐的罐底底板报废。因此罐底板的焊接程序对于整个储罐的稳定性至关重要。
底板不同节点的焊接顺序尤为关键，罐底变形很多是由于没有规则性的焊接造成的。所以为了减少钢制储罐焊接的变形就必须对焊接的顺序进行合理的安排。通过实际的焊接操作中的实践经验，焊缝是极易发生变形的区域。由焊缝的不同而产生的应力大小不同，这样就会使底板发生变形。焊缝处的变形主要包括以下几个方面的：弓形板的变形；中幅板与弓形焊缝产生的变形；弓形版与周边出现的收缩变形；中幅板自身出现的收缩变形。
由此可知焊接处的变形与弓形版有着密切的联系，在焊接过程中必须要注意注意焊接顺序。具体对长短焊缝进行区分就可以一定程度上减少焊接的变形，一般来说先焊接短焊缝再焊接长焊缝。在进行短缝焊接的时候由于适用分段跳焊法，这样可以减少变形的发生。在进行焊接的过程中，可以通过小手锤进行锤击来释放一部分应力，也可以减少变形的发生。顺时针的退焊作业和对称施焊都一定程度上可以减少变形产生。
具体罐底板的焊接程序：一是先对底板中心两侧的横缝（短焊缝）进行焊接，与底板中心对称施焊；接着从中心向两侧对称焊接横缝，依次向边缘退焊，焊接完所有的横缝。需要注意的是中幅板与边缘板或中幅板与壁板的焊缝要留着不进行焊接。二是先对底板中心两侧的纵焊缝（长焊缝）进行焊接，由焊缝中心向两侧退焊。最好底板中心两侧对称的两条长焊缝同时同向施焊。然后由底板中心向两侧对称焊接长焊缝，焊接完所有的长焊缝焊，需要注意的是，中幅板与边缘板或中幅板与壁板的焊缝千万不要焊接。
4.2 边缘板焊接
边缘板的焊接要先对靠外边缘3厘米部位的焊缝进行施焊，采用隔缝对称施焊法，施焊时应从罐内向罐外施焊。剩余的边缘板对接焊缝的焊接是在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后，但是边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前，焊接过程中焊工要分布均匀并采用对称施焊的方法。其中收缩缝的第一层焊接应该采用分段退焊来减少变形的产生。
4.3 罐壁的焊接
罐壁的焊接要遵循先焊纵向焊缝再焊环向焊缝的顺序，焊工要分布均匀，并施焊时沿同一个方向。需要注意的是如果纵焊缝采用气电立焊时，自下向上焊接，对接环焊缝采用埋弧自动焊时，焊机一定要分布均匀，并且施焊时往同一个方向。
4.4 固定顶板的焊接
首先应该焊内侧焊缝再焊外侧焊缝。径向的长焊缝采用隔缝对称施焊法，并由中心向外分段退焊。在进行顶板与包边角钢焊接过程中，同样的焊工要对称分布且十分均匀，进行分段退焊。
5 结束语
钢制储罐作为石油化工企业十分重要的工业存储设备，它的安全性、封闭性和稳定性也有着很高的要求。焊接的工艺直接影响了罐体的稳定性和封闭性就，在焊接中要注意特别容易发生变形的几个位置，尤其是罐底，过量的焊接其变形部位会在罐内油位上升和下降的过程中不断地弯折罐底板焊缝及热影响区，极易造成这些部位的疲劳断裂，从而引发事故。在实际的焊接过程中，合理安排焊接顺序，加强焊接工艺的技术强度，就可以在一定程度上减少罐体发生变形的可能性。
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