CN109079281A - 球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，包括以下步骤：将两个人孔凸缘和两个人孔法兰分别组对对接，形成两组凸缘法兰，在每组凸缘法兰中将人孔凸缘与人孔法兰之间对接形成的环形对接缝外侧进行点焊连接；将两组凸缘法兰中的人孔法兰之间通过螺栓连接，使两套凸缘法兰相互连接，形成一个整体的构件；将构件横向放置，使两个人孔凸缘侧立，使环形对接缝所在的平面与水平面垂直；边转动构件，边从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊，直至完成整个环形对接缝的焊接；松开螺栓，完成人孔凸缘和人孔法兰之间的焊接。有利于减少焊接变形，有利于提高了焊接质量和焊接效率。

Description

球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法。

背景技术

球形储罐是用来储存各种介质的压力容器，球罐的上下极壳板上需要开设方便人进出的人孔以及连接外部设备或管道的各种管孔。球罐开孔后处需要在开孔处采取补强措施，才能满足压力容器壳体的受力安全。球罐开孔补强形式主要有厚壁管补强、补强圈补强、凸缘补强等方式。其中，人孔的开孔尺寸通常较大，直径在1000mm左右。

随着科技进步和社会的发展，球形储罐向高参数发展，容积日益大型化，人孔开孔处传统的补强圈补强形式不能满足设计安全，球罐人孔处的开孔补强更多的采用钢锻件(人孔凸缘)整体补强形式。随着球罐压力和容积的增大，球罐锻件人孔凸缘的公称厚度越来越大，因此，人孔凸缘与球壳板、人孔凸缘与法兰的焊接难度增大，主要体现在焊接过程中防变形的控制上，过大的焊接变形量，会直接影响人孔法兰的密封性。传统方法是单件人孔凸缘与人孔法兰置于水平位置，在横焊位置进行焊接，如图3。

本发明是采用一种新的方式，将人孔凸缘和人孔法兰组对并点焊固定，将另一套人孔凸缘和人孔法兰同样的方式组对并点焊固定，利用人孔兰法的对称性，将两对人孔法兰通过高强螺栓临时连接成一体，实现焊接过程中可转动，将传统方法中的横焊接位置变为转动水平位置，方便了焊接；同时，利用一对人孔法兰连接一起增加构件自身的刚性，在焊接过程起到防变形的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，有利于减少焊接变形，有利于提高了焊接质量和焊接效率。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，包括以下步骤：

1)将两个人孔凸缘和两个人孔法兰分别组对对接，形成两组凸缘法兰，在每组凸缘法兰中将人孔凸缘与人孔法兰之间对接形成的环形对接缝外侧进行点焊连接；

2)将两组凸缘法兰中的人孔法兰之间通过螺栓连接，使两套凸缘法兰相互连接，形成一个整体的构件；

3)将构件横向放置，使两个人孔凸缘侧立，使环形对接缝所在的平面与水平面垂直；

4)边转动构件，边从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊，直至完成整个环形对接缝的焊接；

5)松开螺栓，完成人孔凸缘和人孔法兰之间的焊接。

按照上述技术方案，在所述的步骤2)中，在两套人孔法兰通过螺栓连接之前，两个人孔法兰之间设置挡光隔板，使两个人孔法兰从两侧夹紧挡光隔板。

按照上述技术方案，挡光隔板为薄钢板或不易燃烧的板材。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，边转动构件边从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊的具体过程包括以下步骤：

A)从构件的两侧同时对两条环形对接缝的水平位置段进行对称焊接；

B)转动构件，将环形对接缝上未焊接的一段调整成为环形对接缝的水平位置段；

C)重复步骤A)～B)，直至完成两条环形对接缝的焊接。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊过程时，先对环形对接缝的内侧焊接完成后，再对环形对接缝的外侧焊接。

按照上述技术方案，在对环形对接缝的内侧焊接的步骤和环形对接缝的外侧焊接的步骤之间还包括以下步骤：对两条环形对接缝的外侧进行气刨清根。

按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊过程时，对两条环形对接缝沿同一方向焊接。

本发明具有以下有益效果：

本发明方法中将两对人孔凸缘和人孔法兰通过螺栓临时连接，形成一整体的构件，将传统的环焊缝横焊位置变为可转动水平位置，有利于焊接操作，并实现对称施焊；将两对人孔凸缘和人孔法兰通过螺栓临时连接，形成一整体构件，增强了构件的刚性并固定，有利于减少焊接变形，有利于提高了焊接质量和焊接效率。

附图说明

图1是本发明实施例中人孔凸缘的结构示意图；

图2是本发明实施例中人孔法兰的结构示意图；

图3是本发明实施例中人孔凸缘与人孔法兰的点焊示意图；

图4是本发明实施例中将两套凸缘法兰的对接示意图；

图5是本发明实施例中两套凸缘法兰的的连接示意图；

图中，1-人孔凸缘，2-人孔法兰，3-环形对接缝，4-螺栓，5-螺母，6-挡光隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图5所示，本发明提供的一个实施例中的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，包括以下步骤：

1)将两个人孔凸缘1和两个人孔法兰2分别组对对接，形成两组凸缘法兰，在每组凸缘法兰中将人孔凸缘1与人孔法兰2之间对接形成的环形对接缝3外侧进行点焊连接；

2)将两组凸缘法兰中的人孔法兰2之间通过螺栓4连接，使两套凸缘法兰相互连接，形成一个整体的构件；

3)将构件横向放置，使两个人孔凸缘1侧立，使环形对接缝3所在的平面与水平面垂直；

4)边转动构件，边从构件的两侧对两条环形对接缝3的水平位置进行对称施焊，环形对接缝3施焊后形成环焊缝，直至完成整个环形对接缝3的焊接；

5)松开螺栓4，完成人孔凸缘1和人孔法兰2之间的焊接。

进一步地，在所述的步骤2)中，在两套人孔法兰2通过螺栓4连接之前，两个人孔法兰2之间设置挡光隔板6，使两个人孔法兰2从两侧夹紧挡光隔板6。

进一步地，挡光隔板6为薄钢板或不易燃烧的板材。

进一步地，在所述的步骤4)中，边转动构件边从构件的两侧对两条环形对接缝3的水平位置进行对称施焊的具体过程包括以下步骤：

A)从构件的两侧同时对两条环形对接缝3的水平位置段进行对称焊接；

B)转动构件，将环形对接缝3上未焊接的一段调整成为环形对接缝3的水平位置段；

C)重复步骤A)～B)，直至完成两条环形对接缝3的焊接。

进一步地，在所述的步骤4)中，从构件的两侧对两条环形对接缝3的水平位置进行对称施焊过程时，先对环形对接缝3的内侧焊接完成后，再对环形对接缝3的外侧焊接。

进一步地，在对环形对接缝3的内侧焊接的步骤和环形对接缝3的外侧焊接的步骤之间还包括以下步骤：对两条环形对接缝3的外侧进行气刨清根。

进一步地，在所述的步骤4)中，从构件的两侧对两条环形对接缝3的水平位置进行对称施焊过程时，对两条环形对接缝3沿同一方向焊接，焊接速度一致。

本发明的工作原理：

球形储罐通常在上极中板和下级中板对称设置人孔，将两套人孔凸缘1与人孔法兰2分别组对点焊固定后，采用高强螺栓4将法兰临时连接固定，使两套人孔凸缘1与人孔法兰2形成一整体构件。两人孔法兰2中间夹一薄钢板或不易燃烧的板材，用于遮挡弧光。将人孔凸缘1的凸缘置于侧立，此时两条环形对接缝3处于竖直面上，环形对接缝3的水平位置可转动，焊接时，两名电焊工同时对两条环焊缝对称施焊，先内缝后外缝，直至焊接全部焊完，借助人孔凸缘1的凸缘的转动，使焊接始终处于水平位置；利用螺栓4连接两人孔法兰2增加了构件刚性，有效减少了焊接过程的变形。

本发明的一个实施例中，将人孔凸缘1，如图1所示，和人孔法兰2，如图2所示，组对后，在环焊缝外侧点焊固定，如图3所示，同样的方法完成另一套人孔凸缘1和人孔法兰2的组对。采用高强螺栓4将两人孔法兰2临时连接固定，如图5所示，两人孔法兰2中间夹一薄钢板或不易燃烧的板材，将人孔凸缘1置于侧立可转动，此时焊缝处于水平转动位置，如图5所示。

焊接时，采用两名电焊工同时在左右两侧对两条环焊缝进行焊接，焊接方向保持一个方向。两焊工速度基本一致，每焊完一段，沿焊接方向转动人孔凸缘1，继续焊接一下段，实现整体构件的对称焊接。两法兰中间夹的薄钢板或不易燃烧的板材主要起挡弧光的作用，避免两电焊工的电弧光互相影响。

当人孔凸缘1与人孔法兰2的内缝焊完后，在外侧进行气刨清根，然后两电焊工采用同样的方法续继进行对称施焊，直至焊接全部焊完。最后松开连接螺栓4，完成两对人孔凸缘1与人孔法兰2的对接焊。

实例一：16Mn钢锻件ф500mm人孔凸缘1法兰与人孔法兰2对接焊

(1)组对点固焊：将人孔凸缘1置于水平平台上，将人孔法与人孔凸缘1组对，检查尺寸合格后，在环焊缝外侧进行采用E5015电焊条进行点固焊，如图3所示。同样的方式完成另一套人孔凸缘1与人孔法兰2的组对。

(2)螺栓4连接：采用高强螺栓4将两人孔配对临时连接，并使人孔凸缘1立起，如图5所示。将两套人孔凸缘1和人孔法兰2连接成一整体构件，两人孔法兰2中间夹一薄钢板或不易燃烧材质的挡板。

(3)对称焊接：两电焊工布置在整体构件左右两侧的环焊缝同时对称进行施焊，先焊内缝。两焊工焊接速度基本保持一致，沿同一方向进行焊接，每焊完一段，转动人孔凸缘1，使环焊缝始终处水平位置。如图5所示，焊接时，两人孔法兰2的法兰中间夹挡板主要起遮挡弧光的作用，避免两电焊工在施焊时的电弧光互相影响。

(4)外缝焊接：人孔凸缘1与人孔法兰2的环焊缝内缝焊完后，在焊缝外侧进行气刨清根，外侧焊缝打磨干净检测合后，采用焊接的方法继续进行对称施焊，外侧的焊接方法可与内侧相同，也可采用其它的焊接方法。两条环缝的焊接速度相当，焊接方向一致，直至焊接全部焊完。

(5)最后松开连接螺栓4，完成两对人孔凸缘1与人孔法兰2的对接焊。该方法将传统的人孔凸缘1与人孔法兰2焊接，如图3所示方法相比，将传统方法中的横焊位置，变为可转动的水平位置，同时采用两名焊工实现对称焊接。利用两人孔法兰2的连接增加构件的整体刚性，有效减少了焊接过程的变形。该方法可推广应用到管孔凸缘和管孔法兰的焊接、以及大尺寸厚板法兰与接管的焊接。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将两个人孔凸缘和两个人孔法兰分别组对对接，形成两组凸缘法兰，在每组凸缘法兰中将人孔凸缘与人孔法兰之间对接形成的环形对接缝外侧进行点焊连接；

2)将两组凸缘法兰中的人孔法兰之间通过螺栓连接，使两套凸缘法兰相互连接，形成一个整体的构件；

3)将构件横向放置，使两个人孔凸缘侧立，使环形对接缝所在的平面与水平面垂直；

4)边转动构件，边从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊，直至完成整个环形对接缝的焊接；

5)松开螺栓，完成人孔凸缘和人孔法兰之间的焊接。

2.根据权利要求1所述的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，在所述的步骤2)中，在两套人孔法兰通过螺栓连接之前，两个人孔法兰之间设置挡光隔板，使两个人孔法兰从两侧夹紧挡光隔板。

3.根据权利要求2所述的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，挡光隔板为薄钢板或不易燃烧的板材。

4.根据权利要求1所述的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，在所述的步骤4)中，边转动构件边从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊的具体过程包括以下步骤：

A)从构件的两侧同时对两条环形对接缝的水平位置段进行对称焊接；

B)转动构件，将环形对接缝上未焊接的一段调整成为环形对接缝的水平位置段；

C)重复步骤A)～B)，直至完成两条环形对接缝的焊接。

5.根据权利要求1所述的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，在所述的步骤4)中，从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊过程时，先对环形对接缝的内侧焊接完成后，再对环形对接缝的外侧焊接。

6.根据权利要求5所述的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，在对环形对接缝的内侧焊接的步骤和环形对接缝的外侧焊接的步骤之间还包括以下步骤：对两条环形对接缝的外侧进行气刨清根。

7.根据权利要求1所述的球罐人孔凸缘与人孔法兰的焊接方法，其特征在于，在所述的步骤4)中，从构件的两侧对两条环形对接缝的水平位置进行对称施焊过程时，对两条环形对接缝沿同一方向焊接。