摘要：立式储罐是焦化厂普遍应用的设备之一，其稳定运行是焦化厂安全生产的保证。储罐底板是整个储罐的关键部位，罐底板通常铺在沥青砂基础上，由数块薄钢板焊接而成。如果罐底的焊接变形过大，不仅影响罐底外观，而且在罐内介质液位不断变动时产生的应力集中和附加应力有可能造成底板断裂，使储存介质泄漏，其变形部位是影响储罐质量的重要因素。基于此，本文对立式储罐变形进行研究，以供参考。
关键词：立式储罐；；变形分析
引言
按照立式储罐罐顶的结构将立式储罐分为固定顶储罐和浮顶储罐。对于浮顶储罐又可以按照其储罐浮顶的形式分为内内浮顶储罐和外浮顶储罐。立式储罐过程很容易受到各方面因素的影响，比如，焊接工人的技术失误、焊接过程的工作环境等，从而使焊接质量得不到有效的保障，焊接变形常有发生，造成极大的安全隐患。所以，立式储罐底板的变形控制应该引起足够的重视，研究焊接造成的变形形式，探讨变形产生的原因，找到有效的解决措施，从而提高立式储罐底板的焊接质量。
1焊接变形概述
常见的焊接变形主要分为线性缩短、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪失稳变形。线性缩短大致规律是线性膨胀系数大的材料焊接后焊缝收缩量也大，焊缝的纵向缩短随着焊缝长度的增加而增加，焊缝的横向收缩量随着焊缝宽度的增加而增加。角变形大致规律是开V型坡口的对接接头焊后产生的变形为2°～3°;开X型坡口的对接接头时，虽然厚度方向上焊缝截面是对称的，但如果焊接顺序选择安排不当，也会使焊缝正反两面的横向收缩不相等而产生角变形;焊脚高度等于板厚的角接接头焊接后，角变形量也为2°～3°。弯曲变形是纵向收缩和横向收缩综合作用的结果，其主要原因是焊缝布置不在构件截面的中轴线上，弯曲变形总是向着焊缝的方向，焊缝离截面中轴线的距离越大，则弯曲变形越严重。扭曲变形主要是由于装配质量不好、工件搁置不当以及焊接顺序和焊接方向安排不当等原因造成的。波浪变形是由于焊缝的纵向缩短对钢板边缘造成的压应力和焊缝的横向收缩造成角变形积累造成的。
2立式储罐底板焊接变形原因分析
立式储罐过程中，对底板进行局部加热，产生了不均匀的温度场，在底板中产生内应力，造成底板变形。焊接变形的分布和大小与被焊材料的线性膨胀系数、弹性模量、屈服点、焊件的尺寸和形状以及温度场等因素有关。
3提升立式储罐底板焊接变形控制的有效措施
3.1选取适宜焊接工艺
首先是环节，需结合具体焊接位置与构件进行焊接工艺的把控：其一是中幅板，可选取焊条电弧焊搭接焊接接头，依照先短、后长的原则完成焊缝焊接，并采用分段退焊法进行初层焊道的焊接处理；其二是边缘板，需选取对称施焊法进行对接焊缝的初层焊处理，采用分段退焊法进行边缘板与中幅板间收缩缝的焊接；其三是罐底板与壁板间的角焊缝，对此应安排多对焊工呈对称状均匀分布，沿罐内、外沿同向进行分段焊接，并采用分段退焊法进行初层焊道的焊接处理。其次是罐壁焊接环节，需依照先纵向、后环向的顺序完成焊缝的焊接处理，在完成相邻圈壁板纵向焊缝焊接处理的基础上，再完成壁板间环向焊缝的焊接，并保障多名焊工呈均匀分布，沿同向完成焊接处理。最后是运用自动焊接工艺时的工艺要点，通常在选用气电立焊工艺时，应依照由下而上的顺序进行焊缝焊接；在选用埋弧自动焊进行对接环焊缝的焊接处理时，需保障焊机呈均匀分布状态、沿同向施焊。
3.2选好材料
选择制作材料时应综合考虑储罐的设计温度、介质腐蚀特性、材料使用部位、材料的化学成分及力学性能、焊接性能等，并符合安全可靠和经济合理的原则，所选材料符合国家现行标准规定。在刚度或结构设计为主的情况下尽量选择普通碳素钢，底板边缘板的材质应与底圈壁板材质相同。
焊接材料应与所焊钢材相匹配，且应具有良好的焊接性能，焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值或满足图样规定的技术要求。
3.3合理调节焊接顺序
通常储罐底板与壁板的角焊缝处为最大承力位置，应着重选取罐底边缘板靠近边缘的300mm部位加强对焊接工艺的把控，配合RT检测提高焊接质量[1]。为实现对焊缝收缩变形问题的有效补偿，需在底板下料环节依照设计直径的0.1%-0.15%进行底板尺寸的放大处理，并将边缘板与中幅板的收缩缝留待最后进行焊接，借此有效克服焊接变形问题。在焊接顺序的设计上，需先焊接中幅板，再焊接罐底边缘板对接焊缝靠近边缘的300mm的部位，随后焊接底板与壁板连接处的角焊缝，接下来完成边缘板其他对接焊缝的焊接处理，最后进行边缘板与中幅板间收缩缝的焊接。
3.4做好施工准备
施工准备工作是指在进行立式储罐施工前，施工人员应结合施工需求进行焊接工艺的评估，并按照设计完成的大型立式储罐制造技术手段编制完成相对应的施工作业指导书，完成施工作业指导书后，设计人员应对施工人员进行施工交底。施工人员应对运输至施工现场所使用的钢板等原材料进行检查，检查钢板表面质量是否满足设计标准中的规定，对于立式储罐安装过程中所使用的材料以及附件应检查其质量证明书等材料是否齐全。
3.5控制焊接过程环境
储罐焊接现场环境也是影响焊接质量的关键因素之一。首先，焊接作业的现场环境温度对焊接热循环有着决定性的影响。操作人员必须将焊接施工的温度控制在20℃以上，如果温度过低，就会导致金属冷却过快影响焊接接头的质量。其次，空气湿度与焊接质量之间存在着密不可分的联系。一般情况下，操作人员在储罐焊接过程中，必须采取积极有效的措施，将焊接施工现场的湿度控制在90%以下，才能确保储罐结构焊接质量。
3.6焊缝位置
底板焊接的焊接工作，主要是通过局部加热的方式对不同部分的构件进行衔接。由于不同焊接位置的构件焊接所需温度不同，很容易造成受热不均匀或冷却程度不一致的情况，从而导致出现焊接局部变形。因此，在焊接过程中，底圈罐壁板与底板之间的焊缝非常重要，角焊缝的尺寸过大过小都不好，尺寸过小焊缝接头强度不够，尺寸过大会造成接头刚性过大，接头处所受的应力会加大。应力分析和应力测试证明内侧应力较大，适当加大焊脚尺寸是有利的，但焊缝太大也不好，焊接工作量大，容易出现变形。现行标准规定，底圈罐壁板与边缘板之间的T形接头应采用连续焊。罐壁外侧焊脚尺寸及罐壁内侧竖向焊脚尺寸应等于底圈壁板和边缘板两者中较薄件的厚度，且不应大于13mm;罐壁内侧的焊缝沿径向的尺寸宜取1．0～1．35倍的边缘板厚度。当边缘板厚度大于13mm时，罐壁内侧可开坡口。
结束语
影响焊接变形的因素较多，为了提高结构焊接的质量，操作人员必须在现有技术条件下，针对结构制造过程中可能出现的焊接变形问题，采取积极有效的应对措施，才能在有效控制焊接变形问题的同时，有效提升结构焊接质量。
参考文献
[1]李娟娟.立式圆筒形储罐设计中需注意的几个问题[J].安徽化工,2019,45(06):101-103.
[2]韩嘉文.立式储罐安装中的焊接变形控制探讨[J].全面腐蚀控制,2019,33(11):86-87+92.
[3]王亮,聂仑,岳春英,张叶,孙艺博,李剑平.立式储罐安装焊接变形控制[J].油气田地面工程,2017,36(02):68-71.
[4]刘成亮.大型立式圆筒形储罐的变形纠偏措施[J].石油化工建设,2017,39(01):76-79+82.
[5]葛华.浅谈立式钢制储油罐焊接变形与其控制分析[J].科技展望,2016,26(08):196.