大型儲罐底板焊接變形控制[1]

《大型儲罐底板焊接變形控制[1]》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、維普資訊http://www.cqvip.com2O02年第25卷第4期申建國：大型儲罐底板焊接變形控制25·焊接技術·大型儲罐底板焊接變形控制申建國(中國石化集團第十建設公司大連分公司，大連116600)摘要主要介紹了大型儲罐底板焊接變形產(chǎn)生的原因及殘余應力的計算，提出了防止焊接變形的技術措施。關鍵詞儲罐底板變形應力控制1前言屬于優(yōu)質碳素結構鋼。隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，我國大型油罐不斷增2．2底板的焊接型式多，在大型油罐的制作安裝過程中，遇到首要問題就是底板邊緣板為帶墊板的對焊接，中幅板之間的焊罐底板焊接變形及防止焊

2、接變形的技術措施。本文以縫為帶墊板的對接焊型式。其焊接坡口型式如圖2所大連港務局新港港務公司原油罐10萬m3油罐中幅板示。帶墊板對焊接型式為例，對罐底板焊接變形產(chǎn)生的原因及防止變形的技術措施進行討論。2簡介2．1油罐底板的結構1O萬m3油罐底板由邊緣板和中幅板組成，邊緣板由多塊板組成外圓內(nèi)多邊形的環(huán)狀結構，中幅板為由多塊板拼成的多邊形平板結構，邊緣板和中幅板之間通過龜甲縫焊接在一起，構成整個底板。底板和罐壁通過大角焊縫相連，底板的結構如圖1所示。圖2底板焊接的坡口型式2．3焊接使用的材料邊緣板焊接使用焊條：L一6o中幅

3、板焊接使用：手弧焊打底：使用焊條：J422中間填充碎絲：(YK—C)埋弧焊蓋面：使用焊絲(Y—C)龜甲縫焊接使用：手弧焊打底：使用焊條：L一6o中間填充碎絲：(YK—C)埋弧焊蓋面：使用焊絲(Y—C)2．4底板焊后變形情況：(以20。罐為例)(1)底反邊緣板共4o條焊縫，使用手弧焊進行焊接，焊接時，10名焊工同時對稱進行焊接；焊接順序為：先進行底板邊緣板外側400焊縫的焊接，待底板中幅板焊縫焊接完成以后再進行剩余焊縫的焊接，焊后變形很小。圈1油簟的排板結構圈(2)中幅板四周焊縫焊完后，在板的中間部分發(fā)生底板邊緣板材質為

4、日本產(chǎn)SPV490Q，板厚20mm，部分波浪變形，最高處高出基礎面1555ram，每張板屬于低合金結構鋼，中幅板為Q'235一A．F，板厚llmm，均出現(xiàn)2—4個最高點，最高點之間的距離在25mm維普資訊http://www.cqvip.com化工建設工程2OO2年第25卷第4期之間，從以上的焊接變形來看，底板中幅板的焊接變形同，兩焊縫處最短，板中心線最長。由于周圍板的約束，是屬于典型的薄板受壓失穩(wěn)變形，如圖3所示。單張板保持矩形投影，即構成板的假想線兩端點的直線距離相等，因而長度不同的線只有發(fā)生上下的彎曲。發(fā)生上下彎

5、曲的線聯(lián)在一起，底板就發(fā)生了波浪變形，波浪變形在板中心線處最大，且變形大小與焊縫收縮的大小有直接的關系。曲線波峰的高度隨著出現(xiàn)波數(shù)的增多而減小。3．2底板的焊接殘余應力的產(chǎn)生(下面以單張板為例)由于底板中幅板的厚度較小，厚度方向的焊接殘圖3底板的失穗亞彤余應力很小，可以不予以考慮。3焊接時產(chǎn)生的應力與變形3．2．1長度方向焊縫的殘余應力3．1焊縫的橫向、縱向收縮變形長度方向焊接縫引起的焊接殘余應力分為X軸3．1．1焊縫的橫向、縱向收縮變形的計算方向和Y軸方向應力兩部分。x方向的應力分布如圖單張板長度方向焊縫焊接收縮量可

6、按下式計算：4△L=K

7、FHL／F式中：△I廣—縱向收縮量，mm；F一構件截面積，刪；FH——焊縫截面積，；I構件長度，n'llno．K1為系數(shù)，與焊接方法和材料有關，對低碳鋼的Y軸方向的應力又可分為兩部分，一個是由于埋弧焊來說，K

8、=0．071。焊縫及其附近的塑性變形區(qū)縱向收縮所引起的，用o因板兩邊均有焊縫，可以考慮為從兩板中間切開，表示；另一個是由焊縫及其附近塑性變形區(qū)的橫向收取包含一條焊縫的構件，則：縮的不同時性引起的，用o表示。橫向應力的兩個組F：W：3OOO×ll=330(咖www.bzfxw.com成部分中

9、，的分布如圖5所示。FH=O．5×(6+16)×ll=121ram2oL=l8()0咖／△L=0．071×121×14800÷33000=3．85mm，寬度方向焊縫的焊接條件、焊接形式與長度方向相同，焊縫縱向收縮與焊縫長度是線性關系。因此，其縱向收縮量與長度方向焊縫收縮量的比值即為寬度與長度的比值。焊接縱向收縮在焊縫及附近區(qū)域主要是塑性變形，這個區(qū)域叫做塑性變形區(qū)，在塑性變形區(qū)以外板發(fā)圖5由縱向收縮引起的橫向應力。，的分布生的變形為彈性變形。3．1-2焊縫縱向收縮與底板波浪變形的關系由于一張板四周都有與其它板的拼接焊縫

10、，焊縫處l00．、一一一／＼，不會發(fā)生焊縫橫向的位移，即焊縫不會在水平方向發(fā)生／＼＼、～0，、彎曲。這樣對一張板來說，板在罐基礎表面上的投影仍一l00／Ⅲo070(I0是矩形。因為底板厚度較小，為了分析方便，將單張底-枷．L．姍1l板看作是由與長度方向平行的無數(shù)條線組成。在焊縫一300處，由于發(fā)生了縱向收縮，組成該處板的假想的線縮