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[摘 要]大型原油储罐中，焊接变形是影响其质量的一个关键因素，直接关系到了储罐的使用性能和安全性。本文主要是从形成焊接变形的原因出发，探讨减少焊接变形的相关措施，并从各个部件出发探讨变形的控制。
[关键词]储罐；焊接；变形
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0386-01
在大型储罐施工中，焊接质量在很大程度上决定了油罐的使用状况和使用寿命。而焊接变形的控制对保证油罐的几何尺寸，防止应力集中，提高油罐的施工质量尤为重要。本文从焊接变形的原因出发，探讨防止焊接变形的途径。
一、焊接变形的原因分析
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
二、防止焊接变形的途徑探讨
1、选择合理的排版方式
为减少现场焊接收缩变形，在罐板前期预制排版过程中，在保证符合制造标准前提下应尽量选用板幅较大的材料，并且对焊缝分散布置、对称布置可以有效减少变形量。
2、选择性能好的焊接设备和材料
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。
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，那已过反复的减验才能最终确定。选择的材料时必须把握个原则，在保证各项技术数据的前提，一定要选取可焊胜更好的材半珊，并且采购起来比较行便的材料。
3、优化焊接工艺
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。
三、不同部位的焊接变形控制
1、罐底焊接变形的控制
边缘板的组对采用不等间隙，外侧先焊的部分较小，内侧较大，以便在先焊外侧的过程中，由于焊缝的热收缩使间隙归于一致，保证焊后边缘板的平整度，防止出现局部凸起；另外，边缘板对接缝采用垫板，在组对时除保证间隙的不等外，还应注意点焊时保证对接的两边缘板与垫板紧密接触，防止焊接时出现过瘤、未熔合等内部缺陷；在外侧靠近板头处还宜打一防变形板，焊接时用销子打紧，待焊接结束冷却后去除；焊工应均匀分布。
中幅板的焊接顺序与其排板形式有关，但总的原则是先焊短缝，后焊长缝，预留收缩缝，由中心向四周放射性焊接。编制焊接顺序的原则是，使罐底板先由单块焊成两块一组，再由两块一组焊成四块一组，以此类推。焊前预留的收缩缝点焊处应该分开，使每组罐底板彼此独立，自由收缩，以减少或预防由于温度变化及焊接收缩不均而导致罐底中心偏移。
罐底与罐壁连接的角缝焊接应在底圈壁板纵缝焊完后施焊，由数名焊工从罐内、外沿同一方向分段焊接，初层焊道采用分段退焊。根据储罐的受力条件，边缘板与壁板的角缝采用内大外小的焊接接头。在罐壁板吊装就位后，在罐内侧设置若于个斜撑，用以控制因内外角缝焊接造成的角变形对垂直度的影响。
中幅板与边缘板的接口作为环向预留收缩缝在组对时不点焊固定，而采用龙门卡具和斜铁固定。焊接时先焊边缘板的径向预留缝，再焊中幅板的预留缝，最后才焊环向收缩缝，在此过程中焊工应均匀分布，且每个焊工在自己的焊接范围内沿同一方向分段施焊。
2、浮顶焊接变形的控制
浮顶有两种：双盘和单盘。双盘式由于是双层，其间的相互约束造成的焊接变形较小也易于控制。单盘采用的钢板普遍较薄，因而极易产生较大的焊接变形，造成单盘表面凹凸变形过大。在施工中，单盘的铺设是在用角钢架设好的临时平台上进行的。船舱焊接时，先焊立缝及析架与底板连接处的间断焊部位，再焊其它间断焊部位，最后焊接满焊部位，目的是减少焊接变形，待浮顶船舱整体组装完毕后，将单盘板的所有连接点焊单盘排板型式一般有条形和人字形。其焊接顺序与罐底焊接类似，焊接时初层焊道采用分段退焊，长缝由中间向两端焊接，单盘与浮船的连接缝同样均匀布置焊工，沿同一方向施焊。
3、罐壁焊接变形的控制
造成罐壁变形的主要因素是罐板卷制过程中形成的直边以及焊接过程中造成的纵向及环向的焊接角变形，这类变形主要影响到储罐的椭圆度及垂自度，对于浮盘的起落造成影响。由于第一圈壁板壁厚最大，造成焊接变形后极难恢复，因而对第一圈罐壁焊接变形的控制是保证整个罐体几何尺寸的一个基础。预制滚弧后的罐壁板，应根据罐壁排板图的位置布置在罐基础周围，并目用支撑将罐壁板两端垫起，以免因放置时间过长而导致已滚好的弧度发生变化。目前大多数储罐均采用浮水正装法，在浮水过程中液压产生的环向力，对罐壁焊接过程中产生的变形起到一定的纠正作用采用倒装施工法安装壁板时，应在封口板处用手拉葫芦拉紧，使壁板紧贴上一圈板，可大大减少罐壁的不圆度和焊接时产生的变形。
4、其它部位焊接变形的控制
在储罐施工中，除去罐底、浮船以及罐壁的焊接外，其它部位的焊接同样可能出现焊接变形。如抗风圈、加强圈和包边角钢的焊接，作为环向焊缝，其原则是采用分段退焊、同向焊接，且先进行间断焊，然后再进行连续焊，以防止翘曲。值得指出的是，抗风圈本身的对接缝应保证焊透，必要时可加设垫板且抗风圈与罐壁间的上部应确保连续焊接，防止雨水由罐壁与抗风圈的间隙处流人保温层。
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，。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。
参考文献
[1]李建军 LNG储罐的建造技术[J] 焊接技术 2006.4
[2]王冰 陈学东 王国平 大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展[J] 天然气工业 2010.5
[关键词]储罐；焊接；变形
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0386-01
在大型储罐施工中，焊接质量在很大程度上决定了油罐的使用状况和使用寿命。而焊接变形的控制对保证油罐的几何尺寸，防止应力集中，提高油罐的施工质量尤为重要。本文从焊接变形的原因出发，探讨防止焊接变形的途径。
一、焊接变形的原因分析
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
二、防止焊接变形的途徑探讨
1、选择合理的排版方式
为减少现场焊接收缩变形，在罐板前期预制排版过程中，在保证符合制造标准前提下应尽量选用板幅较大的材料，并且对焊缝分散布置、对称布置可以有效减少变形量。
2、选择性能好的焊接设备和材料
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。
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，那已过反复的减验才能最终确定。选择的材料时必须把握个原则，在保证各项技术数据的前提，一定要选取可焊胜更好的材半珊，并且采购起来比较行便的材料。
3、优化焊接工艺
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。
三、不同部位的焊接变形控制
1、罐底焊接变形的控制
边缘板的组对采用不等间隙，外侧先焊的部分较小，内侧较大，以便在先焊外侧的过程中，由于焊缝的热收缩使间隙归于一致，保证焊后边缘板的平整度，防止出现局部凸起；另外，边缘板对接缝采用垫板，在组对时除保证间隙的不等外，还应注意点焊时保证对接的两边缘板与垫板紧密接触，防止焊接时出现过瘤、未熔合等内部缺陷；在外侧靠近板头处还宜打一防变形板，焊接时用销子打紧，待焊接结束冷却后去除；焊工应均匀分布。
中幅板的焊接顺序与其排板形式有关，但总的原则是先焊短缝，后焊长缝，预留收缩缝，由中心向四周放射性焊接。编制焊接顺序的原则是，使罐底板先由单块焊成两块一组，再由两块一组焊成四块一组，以此类推。焊前预留的收缩缝点焊处应该分开，使每组罐底板彼此独立，自由收缩，以减少或预防由于温度变化及焊接收缩不均而导致罐底中心偏移。
罐底与罐壁连接的角缝焊接应在底圈壁板纵缝焊完后施焊，由数名焊工从罐内、外沿同一方向分段焊接，初层焊道采用分段退焊。根据储罐的受力条件，边缘板与壁板的角缝采用内大外小的焊接接头。在罐壁板吊装就位后，在罐内侧设置若于个斜撑，用以控制因内外角缝焊接造成的角变形对垂直度的影响。
中幅板与边缘板的接口作为环向预留收缩缝在组对时不点焊固定，而采用龙门卡具和斜铁固定。焊接时先焊边缘板的径向预留缝，再焊中幅板的预留缝，最后才焊环向收缩缝，在此过程中焊工应均匀分布，且每个焊工在自己的焊接范围内沿同一方向分段施焊。
2、浮顶焊接变形的控制
浮顶有两种：双盘和单盘。双盘式由于是双层，其间的相互约束造成的焊接变形较小也易于控制。单盘采用的钢板普遍较薄，因而极易产生较大的焊接变形，造成单盘表面凹凸变形过大。在施工中，单盘的铺设是在用角钢架设好的临时平台上进行的。船舱焊接时，先焊立缝及析架与底板连接处的间断焊部位，再焊其它间断焊部位，最后焊接满焊部位，目的是减少焊接变形，待浮顶船舱整体组装完毕后，将单盘板的所有连接点焊单盘排板型式一般有条形和人字形。其焊接顺序与罐底焊接类似，焊接时初层焊道采用分段退焊，长缝由中间向两端焊接，单盘与浮船的连接缝同样均匀布置焊工，沿同一方向施焊。
3、罐壁焊接变形的控制
造成罐壁变形的主要因素是罐板卷制过程中形成的直边以及焊接过程中造成的纵向及环向的焊接角变形，这类变形主要影响到储罐的椭圆度及垂自度，对于浮盘的起落造成影响。由于第一圈壁板壁厚最大，造成焊接变形后极难恢复，因而对第一圈罐壁焊接变形的控制是保证整个罐体几何尺寸的一个基础。预制滚弧后的罐壁板，应根据罐壁排板图的位置布置在罐基础周围，并目用支撑将罐壁板两端垫起，以免因放置时间过长而导致已滚好的弧度发生变化。目前大多数储罐均采用浮水正装法，在浮水过程中液压产生的环向力，对罐壁焊接过程中产生的变形起到一定的纠正作用采用倒装施工法安装壁板时，应在封口板处用手拉葫芦拉紧，使壁板紧贴上一圈板，可大大减少罐壁的不圆度和焊接时产生的变形。
4、其它部位焊接变形的控制
在储罐施工中，除去罐底、浮船以及罐壁的焊接外，其它部位的焊接同样可能出现焊接变形。如抗风圈、加强圈和包边角钢的焊接，作为环向焊缝，其原则是采用分段退焊、同向焊接，且先进行间断焊，然后再进行连续焊，以防止翘曲。值得指出的是，抗风圈本身的对接缝应保证焊透，必要时可加设垫板且抗风圈与罐壁间的上部应确保连续焊接，防止雨水由罐壁与抗风圈的间隙处流人保温层。
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，。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。
参考文献
[1]李建军 LNG储罐的建造技术[J] 焊接技术 2006.4
[2]王冰 陈学东 王国平 大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展[J] 天然气工业 2010.5