李丽
中石化中原油建工程有限公司 河南省濮阳市 457001
摘要：本文以3000m3液化气球罐为例阐述了球罐焊接过程中的防变形措施；简述了球罐焊接施工过程中对焊工管理、焊接工艺、焊接顺序及焊接环境的要求。保证了球罐防变形焊接顺利进行。
关键词：焊接；防变形；自动化
焊接在球罐安装制造中占有重要地位。焊接质量对工程建设中的安装质量和使用安全可靠性有直接影响，大量的工程质量事故都来源于焊接质量。因此，焊接质量的优劣，是决定工程成败的关键之一，也是我们工程质量管理和控制的重点。
1.工程概况
以施工的华宇橡胶有限责任公司3000m3液化气球罐为例。液化气球罐本体组焊，单台球壳板54块，支柱10根；单台焊缝约528.4米。球壳板的材质Q370R厚度46mm。焊接在承压类特种设备和常压设备的安装制造中占有重要地位。焊接质量对工程建设中的安装质量和使用安全可靠性有直接影响，大量的工程质量事故都来源于焊接质量。因此，焊接质量的优劣，是决定工程成败的关键之一，也是我们工程质量管理和控制的重点。
2工艺措施
2.1定位块焊接
Q370R属于国产焊接性较好的低合金钢，由于该球罐的规格相对较大，焊接时的防变形措施显得尤为重要，为保证焊接时由于应力集中产生的变形，增加球罐板定位块的数量，基本控制在每张板500mm～900mm焊接一个定位块，通过每张板卡具的连接时球壳板之间刚性固定，再进行点固焊，随后再进行球罐的正式焊接。
2.2焊接方法
球罐的焊接方法采用全位置手工焊焊接，焊机选用ZX7-400焊机，焊条选用E5515-G；焊接工艺依据焊接工艺评定报告编制焊接工艺指导书(或焊接工艺卡)指导焊接的实施和操作。
2.2.1焊条型号及规格如下表:
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烘干后的焊条应存放在100～150℃的恒温箱中随用随取，焊条表面药皮应无脱落和明显裂纹。施焊时,焊条应存放在保温筒内,保温筒内保存时间不应超过4小时。超过时，应重新烘干,烘干次数不宜超过两次。
2.3焊接施工要求
2.3.1防风棚设置，施焊防风防火棚搭设为正多边形的样式，采用架杆搭设骨架，采用架杆搭设，上面采用防火帆布做墙面。施焊防风防火棚搭设在距离球罐外1m处，搭设高度为20米左右保证焊接时的防风及防雨效果。
2.3.2加强对施焊现场环境的监测，当出现大风、大雨天气，风速超过8m/s，环境温度在-5℃以下，相对湿度大于90%，且无有效的防护措施时，禁止施焊。焊接环境条件，在距离球罐表面500-300mm处测量，每隔4小时测量记录一次。
2.3.3球壳板对接焊缝（包括所有直接与球壳板相连的焊缝）应在施焊处100mm范围内预热至175oC后进行施焊。宜在当天所要焊接的焊缝上，局部进行预热，温度≥175oC后方可进行焊接，并在焊接结束后对焊缝进行后热处理，后热温度200～250℃，后热时间0.5～1h。
2.3.4 焊接线能量应按照焊接工艺评定确定，不得超过45KJ/cm，在焊接过程中，严格控制焊接线能量，在焊接作业指导书规定的范围内宜选用小的焊接线能量，并采用多层多道施焊。
2.4焊接顺序
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按照GB50094《球形储罐施工规范》[1]规定的焊接顺序。
2.4.1赤道带及上温带纵缝的焊接
2.4.1.1 3000m3球罐赤道带纵缝焊接由10名焊工组成一个施焊组同时开焊，保持同样的焊接线能量和焊接速度，均匀对称焊。
2.4.1.2采用由上向下分段退焊法进行焊接。每段焊缝长3.5m左右，以每天焊完为宜。
2.4.1.3上、下极侧板纵缝焊接
上、下极侧板纵缝焊接分别由多名焊工组成一个施焊组从下向上同时施焊，保持同样的焊接线能量和焊接速度。
2.4.1.4上、中、下环缝及中间环缝的焊接
（1）环缝由10名焊工沿圆周方向对称分布，焊接时采用相同的焊接热线能量沿同一方向同时施焊。
(2) 环缝焊接均采用多层多道排焊，排焊时应避免出现层间、道间未熔合缺陷。每层焊道的排列应均匀、平滑过渡。
2.5焊接工艺
2.5.1按设计单位提供制造安装、验收技术条件及NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》[5]的要求，进行焊接工艺评定。据此编制焊接作业指导书（措施）。焊接时应先焊大坡口侧后焊小坡口侧，应采取对称同步均匀焊接，先焊纵缝，再焊环缝，先焊短焊缝，再焊长焊缝，施焊焊工应均布，按同一方向同时施焊。
2.5.2焊后热处理温度按照相关标准和焊接工艺评定参考确定。
2.5.3焊后尺寸检查
2.5.3.1球壳板几何尺寸检查，对接焊缝成形后，用弦长不小于2000mm的样板检查角变形，其值不大于10mm；焊后球壳两极间的净距与球壳设计直径之差和赤道截面最大内直径与最小内直径之差均应小于80mm。
2.5.3.2焊缝表面形状尺寸及外观检查
焊缝表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得保留有熔渣与飞溅物；对接焊缝内、外表面应打磨平滑，打磨后外表面焊缝余高为0～3mm，内表面焊缝余高为0～2.5mm；所用被打磨的表面均不得低于母材，对接焊缝在焊接接头每边的覆盖宽度为2±1mm。
2.5.4修补管理
焊缝内部的缺陷返修流程应为：缺陷定位气刨打磨MT补焊再RT。
2.6焊缝质量检测
2.6.1试件焊接工艺与球壳焊接工艺相同，试件焊缝经外观检查合格后，进行 100% 射线探伤，合格标准为NB/T 47013承压设备无损检测[2]。规定Ⅱ级，并随同球罐同时进行热处理，然后按GB150压力容器[3]第9节试件与试样及NB/T47016《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》[4]的要求进行机械性能检验。
2.6.2 试件焊缝应进行100％射线检测，100％超声检测及100%的磁粉检测，合格标准与球壳对接焊缝合格标准一致。
2.6.3 焊接试件的试样的截取、试样的检验与评定应按NB/T47016《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》[4]的规定。
2.6.4产品焊接试件焊接接头夏比摆锤冲击试验及合格指标应为：符合国标的要求。
3结束语
在石化工程施工过程中，球罐的焊接质量是在施工过程中形成的，而不是靠最终检验出来的。焊接的施工过程，是由一系列相互关联、相互制约的工序所构成的，每一道工序的质量都会对下一道工序，甚至对整个工程质量构成影响。
参考文献：
[1] GB50094-2010,钢制球形储罐 [S]
[2] NB/T 47013-2015承压设备无损检测
[3]GB150-2011，压力容器
[4] NB/T47016-2011承压设备产品焊接试件的力学性能检验
[5] NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定