关键词: 大型储罐倒装法 液压千斤顶专利 双向双作用自动控制系统 成套设备技术服务

    目前，最新产品型号、组合等，已经形成了不同系列，已经可以提供15吨--80吨等以上的吨位的系列新型升降器液压设备系统，最新完成的电厂等塔类倒装、龙门吊安装等施工案例，使其应用范围更加广阔。

    大型储罐倒装法施工等位移专利精品--昕龙自控双向助动式液压系统          

        具备首家液压千斤顶倒装法安装储罐研发应用（一直被列入建设部重点推广技术项目之一）经验的专业人员, 近年研制并应用的最新专用安装设备:千斤顶专利精品--昕龙N-LONG自控双向助动式液压系统 product.asp?bookid=610  

发明专利精品-储罐倒装自动焊等安装液压专用设备product.asp?bookid=775

  

另一组经济实用型专利储灌倒装或重物位移自动液压设备

(相对经济实用的系列设备)

    中建一局安装公司--首开储罐倒装法施工的先河（在北京东方化工厂），是完成具体实施的技术、首创施工技术与工艺研究的单位之一。 中建建筑一局安装公司为坚实后盾的专业承包队伍   业务联系 010-60134324

立式储罐倒装施工的埋弧自动焊

（附件：成熟工艺）

www.xlc.cn 网载 来源：中国焊接资源网 2006-11-26

刘立新　王志强　刘连增

　　摘　要　报道埋弧自动焊在倒装法施工的两台大型储罐横缝焊接中的成功应用，介绍了自行研制的专用焊接设备特点、焊材选用、焊接工艺以及与手工电弧焊接的成本对比。
　　主题词　罐　埋弧焊接　焊接设备　工艺参数　应用

Submerged Arc Auto-welding in Reversal Installation of Vertical Storage Tank 

　　The article reports the successful application of submerged arc welding technology in horizontal-position seam welding of two large storage tanks by reversal installation method,and introduces the character of domestic welding equipment,welding material selecting,welding process and contrast to cost of handing electric arc welding
　　Key words:Tank,Submerged arc welding,Weld inspection,Process parameter,Application

Liu Lixin,Wang Zhiqiang & Liu Lianzeng

1　工程概述
　　大庆油田安装公司在1997年承建的采油六厂喇360联合站续建工程中，对直径31m混凝沉降罐和直径36m一次除油罐采用倒装法横缝埋弧自动焊技术进行施工，焊接一次合格率达到了95%，两罐材质均为Q235-A，板厚从10mm到22mm不等，壁板层数分别为六层和八层，储罐横缝为对接，公称容积分别为7548m3和15000m3，罐体横焊缝工作量总计2480m，安装方法为倒装法。
　　针对大型储罐现场组焊质量要求高、技术难度大、质量稳定性易受干扰的特点，我们结合国内大型立式储罐自动焊实践经验，在我公司首次采用中国石油天然气总公司工程技术研究院研制的D-AGW1型立式储罐横缝埋弧自动焊设备，共组焊横缝470m，地角缝130m。该设备是倒装立式圆筒储罐横缝焊接的专用设备，在1997年通过中国石油天然气总公司专家鉴定。与设备配套的焊车轨道为自行加工，由轨道板、卡子及三角支架构成，施工前一次安装，与罐壁间距600mm，沿罐壁四周封闭布置，可重复利用，焊接板厚为6mm以上、板宽为0.8～2.4m的立式倒装储罐横缝。
　　工程技术研究院派出科技人员负责使用自动焊设备的焊工培训。我公司挑选一些参加工作时间短、基本无焊接操作经验，但文化程度较高、责任心强的同志，通过短时间的强化培训，掌握了操作方法和基础理论知识，并通过了大庆市劳动部门组织的焊工资格考试，取得焊工合格证(MZ2-7)。

2　焊接施工
2.1　焊材选择
　　喇360污水沉降罐的工作条件为常温、动载并接触腐蚀性介质，材质为Q235-A钢板，壁厚10～22mm，依据等强匹配原则，选用JW-2型焊丝，焊丝化学成分和强度如表1。匹配焊剂选用酸性铝钛烧结焊剂，牌号SJ501，这种焊剂抗气孔能力强，对少量的铁锈及高温氧化膜不敏感，配合适当焊丝可焊接低碳钢及低合金钢(16Mn等)。其主要成分如表2。

表1　焊丝化学成分和屈服强度

焊丝牌号 化　　学　　成　　分　(%) 屈服强度
(MPa)
 
C Mn Si Cr Ni S P
JW－2 ＜0.1 0.3～0.55 ＜0.03 0.1 0.25 0.03 0.03 400

表2　焊剂主要成分

牌　号 类　型 组　　成　　成　　分　(%)
SiO2+TiO2 Al2O3+MnO CaF2 S P
SJ501 铝 钛 型 30 55 9 0.009 0.029

　　考虑横焊所需焊剂密度较大，而且为了回收方便以及吸潮性等综合要求，确定选用焊剂粒度为40目至60目。

2.2　工艺方案及参数
　　储罐采用自动焊技术，从理论上讲是成熟的，但缺少正确可行的焊接工艺，就可能造成各种各样的焊接缺陷。影响埋弧自动焊质量的因素很多，其中包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊剂烘干情况、焊丝对中位置、焊枪角度、坡口组对情况等。为了获得高质量的焊缝，通过进行焊接工艺试验而确定的工艺参数如下：
　　(1)双侧K型坡口，角度为55°±5°，接头间隙3±1mm，钝边2～4mm。
　　(2)环缝内侧先用手工电弧焊进行封底焊接，外侧用角向磨光机清根。
　　(3)将坡口两侧20mm范围内的表面锈蚀油污、氧化皮等用圆形钢丝刷清除干净。
　　(4)焊剂使用前250℃烘干，保温1～2h。
　　(5)为减少焊接变形，四台焊机均布，同向等速施焊。
　　(6)埋弧横焊填充，盖面焊接参数如表3。

表3　焊接工艺参数

焊接方法 焊丝直径(mm)  焊接电流 (A) 焊接电压 (V) 焊接速度(m/h) 备　　注
手弧焊 3.2 100～140 20～25 4～7 内侧打底焊道
埋弧焊 2.0 280～330 28～35 30～42 
300～350 30～35 30～38 焊丝指向下侧
280～300 35～40 35～45 焊丝指向下侧

2.3　现场施焊与检验
　　施工技术准备完成后，采用横焊设备分别进行直径31m罐的焊接(厚12～14mm、18～20mm壁板对接环缝)和直径36m罐的焊接(厚10～10mm、10～12mm、14～16mm、20～22mm壁板对接环缝)，共计焊接环缝470m。在施焊过程中，我们共同解决了气孔、焊穿、熔合不良等缺陷问题，对焊接工艺进行了相应补充，对规范参数相应调整。焊工的操作也由不熟练到熟练，逐渐适应了现场施焊与试板焊接条件的差别，经受了现场环境风大及雨后气温低的考验。
　　焊后检查外观余高在2～3mm间，局部接头处需打磨，焊缝无咬边、无焊瘤，射线探伤执行GBJ128-90标准，按JB4730-94标准Ⅲ级合格评定，焊接一次合格率达95%。不合格焊缝返修采用手工电弧焊，一次返修合格率为100%。

3　成本分析
　　将采用埋弧自动焊与采用手工焊的同样两台罐对比分析可知，埋弧焊具有高效率、高熔敷率，节约工时和焊接质量优良的特点，比手工电弧焊成本降低40%。
　　同其它自动焊方法比如与CO2气体保护焊相比，其最大的优点在于无需辅助防风装置。抗风能力强，更适宜于野外施工。
　　以1万m3立式储罐为例，成本的比较分析见表4。

表4　1万m3储罐成本对比分析

焊接
方法 焊接
材料 用量
(t) 单价
(元/t) 总价
(元) 焊速
(m/h) 熔敷效率
(kg/h) 焊机
型号 数量
(台) 烘箱
(台) 焊工
(人) 总计工日
手工电弧 焊条J422 1.04 6000 6240 9～7 1.62 2×5-400 32 2 32 480
埋弧横焊 焊丝 0.3 8000 3800 35～45 5.1 D-AGW1 4 1 8 120
焊剂 0.5 2800

4　结论
　　中国石油天然气总公司工程技术研究院研制的埋弧横焊设备具有较高的生产效率，尤其是在立式储罐倒装组焊横缝焊接方面，它的优越性可获得充分发挥。
　　(1)应用埋弧焊提高了焊接效率，与手工电弧焊相比，焊接速度提高4倍，综合效率提高50%。
　　(2)减少优秀焊工占用量，缩短培训周期，只需熟悉机械操作、维护、掌握参数即可施焊。
　　(3)提高焊接质量，提高劳动效率，降低成本，保证质量。当工艺规范选择适当时，一次合格率可达95%以上。
　　(4)抗风性能大大提高，在10m/s风速环境无需任何挡风设施可正常施焊。适合野外施工以及有风的焊接环境。
　　(5)劳动条件大为改善。焊接中无烟尘、无弧光、工艺参数适合时无飞溅。
　　(6)不足之处在于电弧为焊剂遮盖，焊工无法直接观察熔池情况，如果坡口加工组对质量不高，因不能随坡口情况调至最佳状态，可能产生焊接缺陷。

    附件--大型储罐液压提升成套设备及倒装工艺研究

完成单位：中建一局集团有限公司直属单位

获奖等级：中建总公司科技进步三等奖(1994年)

组织鉴定单位：中建总公司

1995年列为国家级科技成果重点推广项目

倒装法施工是国内大型储罐安装常用的方法，其工艺方法及配套设备有多种。大型储罐液压提升成套设备及倒装工艺是利用液压传动原理与建筑滑模用提升设备相结合，形成的一种新的储罐倒装工艺方法。

大型储罐液压提升成套设备主要由BYl60型、BY200型步进式液压提升机、液压控制柜、高压油管组成。使用时将适当数量的液压提升机均布于储罐内壁圆周处，用高压油管将液压控制柜与各提升机油缸相连组成液压回路；操作液压控制柜的按钮开关即可集中控制提升机的提升动作。其工作原理为：通过提升器(千斤顶)的往复运动，利用两个具有单向卡紧性能的卡紧装置的交替工作，带动提升杆、活动托架、插板上升；由插板与临时固定在罐壁上的涨圈连接，带动罐体上升，实现步进式液压提升。

该液压提升设备及工艺具有以下特点：

1．液压提升机的关键部件提升器(即千斤顶)采用分离式结构及球面(或凸台)卡块专利技术可确保液压提升施工。

2．由于采用液压控制，提升机具有微降功能，可准确地控制提升高度，调整焊缝间隙，能够提高焊接质量和焊接速度，节省焊接材料。

3．提升机的导向机构采用导轨式，具有良好的导向性能。导轨滑块采用特殊耐磨材料，摩擦系数小，不须用润滑油，无污染。

4．提升机采用步进式提升方法。设备的体积小、重量轻，便于运输，而且成本低。

大型储罐液压提升成套设备及倒装工艺与原有的几种倒装法相比，成本低、效益高、安全可靠，更易保证施工质量。其液压提升装置构思新颖、设计合理，与目前较先进的机械式顶升机相比，节电68％、减轻自重80％、效率提高80％、制造成本降低51％、提升速度提高2％。1993年12月7日，该项目通过了中建总公司组织的技术鉴定。鉴定会认定：储罐步进式液压提升装置为国内首创，大型储罐倒装用液压提升装置及工艺具有国际先进水平。

大型储罐液压提升成套设备及倒装工艺，已先后在北京东方化工厂乙烯工程4台1万m³储罐以及上海、天津、南京、大连、兰州、深圳、海南等全国各地的几百台大型储罐安装施工中应用，证明具有很好的实用价值。该提升方法不仅适用于不同容积的大型储罐、大型水塔水柜的液压提升施工，还可用于低空间(厂房、车间内)大吨位设备的安装以及高层建筑的钢桅杆等其它类似情况的起重工作，有广泛的用途。该项目1994年被列为建设部科技成果重点推广计划项目；1995年与松卡式千斤顶一起被列为国家级科技成果重点推广计划项目。

“大型储罐液压提升成套设备及倒装工艺研究”1994年获中建总公司科技进步三等奖，获奖人员：杨学谦、王建国、时慧珍等。

北京昕龙春XLC提供成品或技术转让(目前，最新产品型号、组合等，已经形成不同系列，已经可提供30吨、80吨等以上的更大吨位的升降器系统)。

昕龙春XLC注: 关键的千斤顶升降器早期设计研制具体实施人为已故的王建国先生。

其中，泵站电器控制系统也早已经由昕龙春XLC主页创办人改进，可靠性与性能价格比优势明显（推出的半自动控制泵站也经过五、六年以上的实用性考验），与原单位（已脱离单位自行生产）同事合作推广的最新主控泵站系统已经成为可实现安装自动化水平良好的实用化的液压自动控制系统。

最新改进型千斤顶既为昕龙春XLC主推的“昕龙自控双向助动式液压系统---千斤顶精品液压系统” 点看product.asp?bookid=610

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北京热线：010-60134324