CN109590580A - 一种厌氧罐底板焊接变形控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，包括步骤：A、罐体整体安装；B、将多块钢板拼接厌氧罐底板；C、对底板多块钢板的连接处按照先后顺序进行施焊；D、将底板与底部圆周壁板焊接,对背杠进行拆除；本发明厌氧罐底板的焊接变形得到有效控制，达到施工验收规范的要求且优于规范要求，从而确保厌氧罐整体施工质量得到有效提升，所焊接的厌氧罐底板具有整体焊接结构坚固，承重能力强，表面平滑的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型储罐罐体焊接变形控制方法，具体涉及一种厌氧罐底板焊接变形控制方法。
背景技术
在食品、生物、化工等行业中，排放大部分废水都属于高浓度有机废水，如，玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、土豆加工废水和酒精废水等。厌氧罐利用沉淀分离，厌氧微生物发酵，沼气收集等作用，可对有机高浓度废水进行处理，具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单的特点。
厌氧罐体积庞大，厌氧罐的底板主要承受上方液体的重力和下方基础的支撑力，底板直径几米甚至数十米，由几张或数十张不同规格的钢板拼接而成。焊接是工程施工中一个极为重要的环节，可以说工程施工质量的优劣很大程度上取决于底板工程焊接的工作，宽大的厌氧罐底板常采用多块钢板拼焊而成，由于焊接会产生较大的残余应力，并且要承受罐壁及边缘力的作用，以及受地基不均匀下沉的影响，受力状态比较复杂。底板安装施工中，拼焊大面积的平板会产生较大的波浪变形，这种变形对结构的制造和使用十分不利。
对现有资料和专利的查询，关于大型罐体的焊接底板的方法，得到以下查询结果：
1、一种消除金属油罐罐底焊接变形的新方法；申请号：CN201310050350.4；申请人：傅凤义；摘要：一种消除金属油罐罐底板焊接后产生严重变形的焊接新方法。本发明一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法包括如下步聚：1）排板步骤；2）罐底板与罐壁板焊接步骤将罐底板与罐壁板外侧角焊缝焊接，再将罐底板与罐壁板内侧角焊缝焊接；3）罐底板顺序焊接步骤。本发明一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法是施工前按罐底圆面积绘制好排板图，纵横焊缝按顺序先后进行施焊，并计算出收缩率，留足搭接余量，解决了施焊时板与板之间受热胀冷缩作用力所产生的滑移变量及应力集中的危害，可有效地消除累积应力。本发明一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法适用于500m3～10000m3金属储油罐的制造与加工。
2、大型平底储罐底板焊接方法；申请号：CN201010509441.6；申请人：林德工程(杭州)有限公司；摘要：一种大型平底储罐底板焊接方法，提供了一种加工过程简单，可有效减少大型平底储罐底板的焊接变形，提高底板的平整度，延长其使用寿命的大型平底储罐底板焊接方法，解决了现有技术中存在的底板变形量大，储罐强度及刚度差，降低其使用寿命等的技术问题，其过程大致包括，先由若干块钢板对接或搭接后形成圆形平底储罐底板，然后围绕平底储罐底板的圆周平铺若干块扇形钢板后形成环形边缘板，再由外向内部分焊接相邻扇形钢板，然后同轴放置圆筒形的壁板，并按照先点固再焊接、先外后内的焊接顺序进行焊接。
3、倒装法安装储罐底板变形的控制方法；申请号：CN201610585071.1；申请人：四川电力建设三公司；摘要： 一种能够避免罐体在自身重力造成底板变形，保证底板安装完成后底板平整度的倒装法安装储罐底板变形的控制方法。该底板变形的控制方法包括以下步骤：1)底板的预制；2)储罐基础复验；3)底板组对；4)底板的组装焊；5)底板下沥青砂的填充；6)在罐体底部将底板的边缘板与罐壁的角焊缝进行焊接，完成底板的安装。采用该倒装法安装储罐底板变形的控制方法能够保证施工质量，避免反复施工，提高施工效率降，降低施工成本。
4、一种大型储罐底板焊接施工方法；申请号：CN201510788897.3；申请人：中国三冶集团有限公司; 摘要：一种大型储罐底板焊接施工方法，包括:1)底板外圈采用边缘板拼接,底板内圈采用中幅板拼接；2)先点焊边缘板；3)中幅板点焊；4)边缘板与罐壁板角焊缝先外后内，采用先断续焊后满焊的方法施焊；5)将边缘板余下的长度焊满；6)中幅板与边缘板的固定焊缝也采用先断续焊后满焊的方法，每个T字焊缝处至少完成100mm焊缝长度；7)中幅板之间的拼接焊顺序是先完成间隔焊，且每个接板焊缝与拼接焊缝交汇处至少完成100mm焊缝长度，再焊满；8)采用锤击的方法降低焊缝残余应力和变形。本发明能够有效地防止直接满焊造成的底板变形，焊接后底板平整度与常规焊接方法相比提高30％以上，提高了底板的整体成型及焊接质量，从而保证储罐的使用寿命。
5、一种槽罐制作焊接方法；申请号：CN201110180943.3；申请人：五冶集团上海有限公司；摘要：一种槽罐制作焊接方法，其特征在于包括以下步骤：a、槽罐底板制作焊接，包含：（1）、底板铺设，（2）、底板焊接；b、槽罐壁板制作焊接（1）、壁板铺设（2）、壁板焊接，包含：1）纵向焊缝的下边缘300mm暂时不焊接，等与下一弦壁板组对后与环缝一起进行焊接；2）环缝焊接时使焊工围绕槽罐一周均匀分布，并沿同一方向施焊；3）环缝焊接前根据壁板厚度选择防变形卡具的设置间距，δ=6mm的壁板卡具间隔为300mm；4）壁板焊接时选择偶数倍焊工，且焊工水平接近，采用相同的立缝和环缝焊接参数进行焊接。本发明的槽罐制作焊接方法具有操作简单方便，可操作性强和有效控制槽罐的焊接变形的优点。
根据查询的结果，现有的大型罐体的焊接底板方法，其中公开了一些防止焊接施工中防止底面发生波浪的技术方案，但公开的技术方案任然存在罐体底板表面不平整，整体强度还不够高，消除波浪的效果不够显著，不易变形等缺点。
发明内容
本发明提供一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，厌氧罐底板的焊接变形得到有效控制，达到施工验收规范的要求且优于规范要求，从而确保厌氧罐整体施工质量得到有效提升。所焊接的厌氧罐底板具有整体焊接结构坚固，承重能力强，表面平滑的优点。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，包括以下步骤：
A、罐体整体安装，利用罐体自重压住底板边缘板；使该焊缝在施焊过程中产生的向底板圆心收缩的应力得到有效控制，从而减小该焊缝的焊接变形；
B、将多块钢板拼接厌氧罐底板，多块钢板之间Y方向边沿错位布置，X方向边沿首尾相接布置，形成多条沿X方向贯穿厌氧罐底板的平行长焊缝，钢板之间连接采用钢板B边沿弯折成阶梯状，与相邻钢板A边沿上下搭接拼焊，焊道沿钢板A的边缘敷设；
C、对底板多块钢板的连接处按照附图3的先后顺序进行施焊：先施焊Y向焊缝；再在若干条X方向焊缝的一侧钢板B上方分别点焊背杠；再施焊X方向焊缝；背杠可以防止钢板焊接受热收缩，变形减少焊接过程中的波浪变形，待焊接工作完成并且完全冷却后再拆除背杠；
D、将底板与底部圆周壁板焊接，焊接工作完成后，等待底板完全冷却，对背杠进行拆除。
所述步骤C中施焊中使用CO2气体保护焊, 相对其他焊接方式，CO2气体保护焊，速度快，线能量小，对地板变形的影响更小；所述CO2气体保护焊所用的焊接电流为90-130A，焊接电压为20-23V，焊接速度为5-15 cm/min，焊接时采用横向摆动焊操作；施焊过程中采用小电流、快速焊，以减小焊接线能量，从而减小罐底板总体焊接变形；
所述步骤C中施焊过程中边焊接边采用锤击焊道两侧；锤击可使热影响区金属受力产生塑性变形，释放部分焊接应力，从而减小变形。
所述步骤C中施焊焊缝的焊道为分段跳焊的多段短焊道，每段焊道的长度为250-350mm；采用“分段跳焊”的焊接方法，以减小一次焊接连续热输入减小应力，会起到减小焊接收缩和防止开裂的作用，分段跳焊焊接时，焊缝有多个起点和终点，降低了应力达到屈服极限的长度，焊缝总长范围内应力平均值降低，发生塑性变形的区域减小，焊接收缩量变小；附图3中按1-1、1-2……、2-1、2-2……编号顺序安排施焊，焊工人数不宜过多，以两人为宜，防止受热面过大造成焊接变形不易控制。
所述步骤C中的背杠为槽钢或工字钢；型钢具有较好的刚性，可以保持底板整体的形态不变形。
本发明具有如下优点：
1、本发明的焊接方法使厌氧罐底板的焊接变形得到有效控制，达到施工验收规范的要求且优于规范要求，从而确保厌氧罐整体施工质量得到有效提升。
2、本发明的焊接方法所焊接的厌氧罐底板具有整体焊接结构坚固，承重能力强，表面平滑的优点。
附图说明
图1是本发明厌氧罐底板结构的俯视平面图；
图2是图1的A向剖视图；
图3是本发明厌氧罐底板焊接变形控制方法的焊接顺序图；
附图标号及名称如下 ：
1、罐体底边；2、背杠；3、钢板A；4、钢板B；5、焊道。
具体实施方式
实施例1
一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，包括以下步骤：
A、罐体整体安装，利用罐体自重压住底板边缘板；
B、将多块钢板拼接厌氧罐底板，多块钢板之间Y方向边沿错位布置，X方向边沿首尾相接布置，形成多条沿X方向贯穿厌氧罐底板的平行长焊缝，钢板之间连接采用钢板B边沿弯折成阶梯状，与相邻钢板A边沿上下搭接拼焊，焊道沿钢板A的边缘敷设；
C、对底板多块钢板的连接处按照先后顺序进行施焊：先施焊Y向焊缝；再在X方向焊缝一侧钢板B上方点焊槽钢背杠2，沿X方向背杠2有若干条；再施焊X方向焊缝；施焊中使用CO2气体保护焊, 所用的焊接电流为90A，焊接电压为20V，焊接速度为5 cm/min，CO2气体纯度99.5%，气体流量20 L/min，导电嘴至工件距离为20㎜，采用φ1.2的H08Mn2SiA焊丝；施焊过程中边焊接边采用锤击焊道两侧；施焊的焊道为分段跳焊的多段短焊道，每段焊道的长度为250mm；使用砂轮机进行焊前清理或层间清理。
D、将底板与底部圆周壁板焊接，焊接工作完成后，等待底板完全冷却，对背杠进行拆除。
实施例2
一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，包括以下步骤：
A、罐体整体安装，利用罐体自重压住底板边缘板；
B、将多块钢板拼接厌氧罐底板，多块钢板之间Y方向边沿错位布置，X方向边沿首尾相接布置，形成多条沿X方向贯穿厌氧罐底板的平行长焊缝，钢板之间连接采用钢板B边沿弯折成阶梯状，与相邻钢板A边沿上下搭接拼焊，焊道沿钢板A的边缘敷设；
C、对底板多块钢板的连接处按照先后顺序进行施焊：先施焊Y向焊缝；再在X方向焊缝一侧钢板B上方点焊槽钢背杠2，沿X方向背杠2有若干条；再施焊X方向焊缝；施焊中使用CO2气体保护焊, 所用的焊接电流为130A，焊接电压为23V，焊接速度为15 cm/min，CO2气体纯度99.5%，气体流量25 L/min，导电嘴至工件距离为30㎜，采用φ1.2的H08Mn2SiA焊丝；施焊过程中边焊接边采用锤击焊道两侧；施焊的焊道为分段跳焊的多段短焊道，每段焊道的长度为350mm；使用砂轮机进行焊前清理或层间清理。
D、将底板与底部圆周壁板焊接，焊接工作完成后，等待底板完全冷却，对背杠进行拆除。
实施例3
一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，包括以下步骤：
A、罐体整体安装，利用罐体自重压住底板边缘板；
B、将多块钢板拼接厌氧罐底板，多块钢板之间Y方向边沿错位布置，X方向边沿首尾相接布置，形成多条沿X方向贯穿厌氧罐底板的平行长焊缝，钢板之间连接采用钢板B边沿弯折成阶梯状，与相邻钢板A边沿上下搭接拼焊，焊道沿钢板A的边缘敷设；
C、对底板多块钢板的连接处按照先后顺序进行施焊：先施焊Y向焊缝；再在X方向焊缝一侧钢板B上方点焊槽钢背杠2，沿X方向背杠2有若干条；再施焊X方向焊缝；施焊中使用CO2气体保护焊, 所用的焊接电流为110A，焊接电压为21V，焊接速度为10cm/min，CO2气体纯度99.5%，气体流量25 L/min，导电嘴至工件距离为25㎜，采用φ1.2的H08Mn2SiA焊丝；施焊过程中边焊接边采用锤击焊道两侧；施焊的焊道为分段跳焊的多段短焊道，每段焊道的长度为300mm；使用砂轮机进行焊前清理或层间清理。
D、将底板与底部圆周壁板焊接，焊接工作完成后，等待底板完全冷却，对背杠进行拆除。
常规施工底板焊接变形检查数据
采用本方案施工底板焊接变形检查数据
Claims (6)
1.一种厌氧罐底板焊接变形控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、罐体整体安装，利用罐体自重压住底板边缘板；
B、将多块钢板拼接厌氧罐底板，多块钢板之间Y方向边沿错位布置，X方向边沿首尾相接布置，形成多条沿X方向贯穿厌氧罐底板的平行长焊缝，钢板之间连接采用钢板B（3）边沿弯折成阶梯状，与相邻钢板A（4）边沿上下搭接拼焊，焊道（5）沿钢板A（4）的边缘敷设；
C、对底板多块钢板的连接处按照先后顺序进行施焊：先施焊Y向焊缝；再在若干条X方向焊缝的一侧钢板B（3）上方分别点焊背杠（2）；再施焊X方向焊缝；
D、将底板与底部圆周壁板焊接，焊接工作完成后，等待底板完全冷却，对背杠进行拆除。
2.根据权利要求1所述的厌氧罐底板焊接变形控制方法，其特征在于：所述步骤C中施焊中使用CO2气体保护焊。
3.根据权利要求2所述的厌氧罐底板焊接变形控制方法，其特征在于：所述CO2气体保护焊所用的焊接电流为90-130A，焊接电压为20-23V，焊接速度为5-15 cm/min。
4.根据权利要求1所述的厌氧罐底板焊接变形控制方法，其特征在于：所述步骤C中施焊过程中边焊接边采用锤击焊道两侧。
5.根据权利要求1所述的厌氧罐底板焊接变形控制方法，其特征在于：所述步骤C中施焊焊缝的焊道（5）为分段跳焊的多段短焊道，每段焊道的长度为250-350mm。
6.根据权利要求1所述的厌氧罐底板焊接变形控制方法，其特征在于：所述步骤C中的背杠（2）为槽钢或工字钢。
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- 2018-12-24 CN CN201811580172.5A patent/CN109590580A/zh active Pending
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