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【摘 要】主要介绍中小型立式储罐中幅板、边缘板、壁板的组对方式，应用工装以及焊接变形控制措施。
【关键词】预制；焊接变形控制措施；工装；校正变形措施
立式储罐是一种广泛应用于石油、化工、储运等行业的常压容器，其体积大，刚性小，受力大。并且施工过程中极易产生焊接应力，导致焊接变形，而且经过焊接后没有过于有效的释放应力的措施。所以在施工过程中需要严格控制，为以后的安全生产打造坚实的基础。
1.预制
1.1罐底預制
（1）罐底的预制应该按照实际来料和设计图样要求，对罐底进行重新排版。罐底板板幅较大，更加有利于焊接变形的控制；对于钢板的选择，中厚板和开平板之间相比较，中厚板更加利于焊接变形的控制。
（2）罐底的排版直径宜按照图纸要求放大0.1%～0.2%。
（3）罐底板的各焊缝在条件允许的情况下，按照0°～180°，90°～270°镜像分布，其焊缝布置按照《GB50128-2005》中第3.3项执行。
1.2壁板预制
（1）壁板的预制采用净料来控制每圈的几何尺寸，每张壁板下料长度按下列式计算：π（内径+壁厚）/整圈壁板的张数-对口间隙+焊接收缩量。
（2）壁板用半自动切割下料，并磨好坡口及钝边，用滚板机滚弧，滚制好的壁板应立置在平台上用直线样板检查平直度，其间隙不得大于1毫米，在胎具上用弧形样板检查其弧度，其间隙不得大于4毫米。
2.安装
2.1底板组对
（1）基础验收合格后，即安装罐底，以罐底中心点为圆点，依据排版图，铺设中心带板，划出中心带板安装位置线。中心带板铺完后，按顺序由中心向两侧安装，边组对边进行点焊。
（2）安装中幅板圆周的小板时，小板端部的龟甲缝分两次切割，第一次切割为粗切，切割后小板外端均预留30mm的余量，第二次切割采用精切，精切的时间应在龟甲缝组对前，切割时用两台以上切割机，均匀分布，向同一方向旋转切割。
（3）搭接接头三层板重叠部分，应将上层底板切角，在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。
（4）底板定位焊后，所有搭接缝间隙，不应大于1㎜，从搭接缝过渡到对接缝，其错边量不应大于1mm。
（5）边缘板对接时，先铺设清扫孔处的特制边板，再以清扫孔为起点，向两个方向进行铺设，其垫板也可预先点焊在边板的一侧，安装时注意间隙外侧小而内侧大，安装调整边板时，按实际情况切掉多余部分，边板组对后进行点焊。
（6）搭接时，边缘板与罐壁板相焊接的部位，应为光滑支撑面，边缘板和对接缝下面的垫板应贴紧。
2.2底板焊接
（1）中幅板的焊接应先焊短缝，后焊长缝，初层焊道应采用分段退焊或跳焊法；焊短缝时，将长缝的定位焊铲开，用定位板固定长缝；焊长缝时，由中心开始向两侧分段退焊，焊至距边缘板300毫米停止焊接。
（2）边缘板焊接先焊靠外边缘板300毫米部位的焊缝，由罐内中心向外施焊，焊接时宜采用隔缝对称施焊法，焊工均匀分布。
（3）罐底的搭接接头至少焊两遍。
（4）罐底与罐壁连接的角缝焊接，应在全部壁板焊完后，由数名焊工从内外沿同一方向分段焊接，初层的焊道，采用分段退焊法。
（5）边缘板先焊外侧300mm，其余，部分留作收缩量，焊后原组对工卡具不拆除，直到边缘板所有焊缝全部焊完，中幅板小板端部预留300mm暂不焊，以利于龟甲缝组对时方便。
（6）龟甲缝切割后应及时定位焊，龟甲缝焊接前，应将边缘板和中幅板预留焊缝全部焊完，大脚缝焊完后，才能焊接龟甲缝。
2.3罐壁组焊
（1）在边缘板上划出罐壁板的安装基准圆线。
（2）按图纸和罐壁排版图从一固定点开始以次围顶圈壁板，相邻两块壁板间用组对卡具固定，每道纵缝用2个组对卡具，对卡具的方铁宜在围板之前点焊好。
（3）点焊壁板的纵缝间隙宜为2mm，检查壁板的间隙、错边量、角变形、垂直度、椭圆度等符合要求后，在纵缝的内侧安装3块圆弧板，以防止焊接角变形，外侧点焊防波浪变形竖背杠，然后交付点焊焊接。
（4）点焊壁板的预留缝之前，应用盘尺测量壁板上下口的周长，保持严格相等，误差不得大于2mm。
（5）壁板纵缝焊完以后应对壁板进行找圆及找正。保证壁板凹凸度、垂直度、上下口水平度等符合要求。凹凸度≤13mm，垂直度≤3mm，上下口水平度≤6mm。
（6）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和环向的焊接角变形。这类变形主要影响到储罐的椭圆度及垂直度。因立焊缝焊接方向为上向焊，壁板立缝越向上收缩量越大，应选用小直径的焊条并采用分段焊接的方法。立缝的焊接应由几名焊工沿圆周均匀分配对称焊接，以使焊缝内的应力均匀，从而提高罐体的稳定性。立缝的两端应各留出200mm不焊，等到环缝组对完成后与丁字焊缝一起焊接，因为在纵焊缝施焊时，极易在焊缝两端出现150mm左右的外翘变形，给环缝组对造成困难，使丁字焊缝的应力增加。
（7）罐壁板的焊接，应先焊纵缝，后焊环缝，先焊外侧，后焊内侧，在施焊内侧前，应清根，焊工应沿圆周对称分布，同一方向施焊。
（8）焊缝布置原则按照《GB50128-2005》中第3.2项执行。
3.工装
（1）施焊前应在罐壁开孔位置安装防变形工装，选用不小于10#的工字钢，安装位置在补强圈直径的85%～90%处，进行四边全封闭固定，工装和壁板的间隙不得大于3mm，待焊接结束12小时后，方可拆除。
（2）在铺设好的底板上画出壁板圆周线，在圆周线内外侧焊接限位挡块，用以保证壁板的圆周椭圆度，然后逐块围第一圈壁板，在内侧进行支撑固定，外侧用塞块固定，整圈壁板围好并找好垂直度后进行纵缝焊接。
（3）壁板立缝焊接时，除产生角变形外，还会产生旋转变形和纵向的收缩变形，为防止各种变形，在焊接立缝前，可在壁板内侧焊接龙门板和安装对口卡，对口卡的主要作用是调整焊缝间隙，但它也可起到防止壁板变形的作用。
4.变形校正
（1）校正的方法多采用火焰加热，同时辅以水冷或千斤顶的顶胀。需要特别指出的是，在校正变形的同时，要防止变形区域的延伸，所以超过400mm*400mm区域变形，在进行校正前，需进行全封闭的刚性固定。
（2）校正过程中应避免使用锤击，因为储罐刚性较小，弹性较大，猛烈的锤击产生的大部分能量都会被罐体的弹性变形所吸收，起不到塑性变形校正焊接变形的目的，而且还在罐体上留下较深的锤痕。另外，如果其他部位已经存在较大的焊接应力，但该应力与罐体的刚性保持了相对平衡，那么锤击引起的罐体震动，会破坏这种平衡，导致产生新的变形。
（3）对于变形比较严重的部位，可将相关的焊缝剖开，以释放应力。对于更加严重的焊接变形，可以考虑更换钢板。
5.结束语
在各种体积储罐的施工过程中，只要采用的工艺合理，预防措施得当，处理问题方法正确，就能有效的控制好各种焊接变形。
【参考文献】
[1]立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范.GB50128-2005.
【关键词】预制；焊接变形控制措施；工装；校正变形措施
立式储罐是一种广泛应用于石油、化工、储运等行业的常压容器，其体积大，刚性小，受力大。并且施工过程中极易产生焊接应力，导致焊接变形，而且经过焊接后没有过于有效的释放应力的措施。所以在施工过程中需要严格控制，为以后的安全生产打造坚实的基础。
1.预制
1.1罐底預制
（1）罐底的预制应该按照实际来料和设计图样要求，对罐底进行重新排版。罐底板板幅较大，更加有利于焊接变形的控制；对于钢板的选择，中厚板和开平板之间相比较，中厚板更加利于焊接变形的控制。
（2）罐底的排版直径宜按照图纸要求放大0.1%～0.2%。
（3）罐底板的各焊缝在条件允许的情况下，按照0°～180°，90°～270°镜像分布，其焊缝布置按照《GB50128-2005》中第3.3项执行。
1.2壁板预制
（1）壁板的预制采用净料来控制每圈的几何尺寸，每张壁板下料长度按下列式计算：π（内径+壁厚）/整圈壁板的张数-对口间隙+焊接收缩量。
（2）壁板用半自动切割下料，并磨好坡口及钝边，用滚板机滚弧，滚制好的壁板应立置在平台上用直线样板检查平直度，其间隙不得大于1毫米，在胎具上用弧形样板检查其弧度，其间隙不得大于4毫米。
2.安装
2.1底板组对
（1）基础验收合格后，即安装罐底，以罐底中心点为圆点，依据排版图，铺设中心带板，划出中心带板安装位置线。中心带板铺完后，按顺序由中心向两侧安装，边组对边进行点焊。
（2）安装中幅板圆周的小板时，小板端部的龟甲缝分两次切割，第一次切割为粗切，切割后小板外端均预留30mm的余量，第二次切割采用精切，精切的时间应在龟甲缝组对前，切割时用两台以上切割机，均匀分布，向同一方向旋转切割。
（3）搭接接头三层板重叠部分，应将上层底板切角，在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。
（4）底板定位焊后，所有搭接缝间隙，不应大于1㎜，从搭接缝过渡到对接缝，其错边量不应大于1mm。
（5）边缘板对接时，先铺设清扫孔处的特制边板，再以清扫孔为起点，向两个方向进行铺设，其垫板也可预先点焊在边板的一侧，安装时注意间隙外侧小而内侧大，安装调整边板时，按实际情况切掉多余部分，边板组对后进行点焊。
（6）搭接时，边缘板与罐壁板相焊接的部位，应为光滑支撑面，边缘板和对接缝下面的垫板应贴紧。
2.2底板焊接
（1）中幅板的焊接应先焊短缝，后焊长缝，初层焊道应采用分段退焊或跳焊法；焊短缝时，将长缝的定位焊铲开，用定位板固定长缝；焊长缝时，由中心开始向两侧分段退焊，焊至距边缘板300毫米停止焊接。
（2）边缘板焊接先焊靠外边缘板300毫米部位的焊缝，由罐内中心向外施焊，焊接时宜采用隔缝对称施焊法，焊工均匀分布。
（3）罐底的搭接接头至少焊两遍。
（4）罐底与罐壁连接的角缝焊接，应在全部壁板焊完后，由数名焊工从内外沿同一方向分段焊接，初层的焊道，采用分段退焊法。
（5）边缘板先焊外侧300mm，其余，部分留作收缩量，焊后原组对工卡具不拆除，直到边缘板所有焊缝全部焊完，中幅板小板端部预留300mm暂不焊，以利于龟甲缝组对时方便。
（6）龟甲缝切割后应及时定位焊，龟甲缝焊接前，应将边缘板和中幅板预留焊缝全部焊完，大脚缝焊完后，才能焊接龟甲缝。
2.3罐壁组焊
（1）在边缘板上划出罐壁板的安装基准圆线。
（2）按图纸和罐壁排版图从一固定点开始以次围顶圈壁板，相邻两块壁板间用组对卡具固定，每道纵缝用2个组对卡具，对卡具的方铁宜在围板之前点焊好。
（3）点焊壁板的纵缝间隙宜为2mm，检查壁板的间隙、错边量、角变形、垂直度、椭圆度等符合要求后，在纵缝的内侧安装3块圆弧板，以防止焊接角变形，外侧点焊防波浪变形竖背杠，然后交付点焊焊接。
（4）点焊壁板的预留缝之前，应用盘尺测量壁板上下口的周长，保持严格相等，误差不得大于2mm。
（5）壁板纵缝焊完以后应对壁板进行找圆及找正。保证壁板凹凸度、垂直度、上下口水平度等符合要求。凹凸度≤13mm，垂直度≤3mm，上下口水平度≤6mm。
（6）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和环向的焊接角变形。这类变形主要影响到储罐的椭圆度及垂直度。因立焊缝焊接方向为上向焊，壁板立缝越向上收缩量越大，应选用小直径的焊条并采用分段焊接的方法。立缝的焊接应由几名焊工沿圆周均匀分配对称焊接，以使焊缝内的应力均匀，从而提高罐体的稳定性。立缝的两端应各留出200mm不焊，等到环缝组对完成后与丁字焊缝一起焊接，因为在纵焊缝施焊时，极易在焊缝两端出现150mm左右的外翘变形，给环缝组对造成困难，使丁字焊缝的应力增加。
（7）罐壁板的焊接，应先焊纵缝，后焊环缝，先焊外侧，后焊内侧，在施焊内侧前，应清根，焊工应沿圆周对称分布，同一方向施焊。
（8）焊缝布置原则按照《GB50128-2005》中第3.2项执行。
3.工装
（1）施焊前应在罐壁开孔位置安装防变形工装，选用不小于10#的工字钢，安装位置在补强圈直径的85%～90%处，进行四边全封闭固定，工装和壁板的间隙不得大于3mm，待焊接结束12小时后，方可拆除。
（2）在铺设好的底板上画出壁板圆周线，在圆周线内外侧焊接限位挡块，用以保证壁板的圆周椭圆度，然后逐块围第一圈壁板，在内侧进行支撑固定，外侧用塞块固定，整圈壁板围好并找好垂直度后进行纵缝焊接。
（3）壁板立缝焊接时，除产生角变形外，还会产生旋转变形和纵向的收缩变形，为防止各种变形，在焊接立缝前，可在壁板内侧焊接龙门板和安装对口卡，对口卡的主要作用是调整焊缝间隙，但它也可起到防止壁板变形的作用。
4.变形校正
（1）校正的方法多采用火焰加热，同时辅以水冷或千斤顶的顶胀。需要特别指出的是，在校正变形的同时，要防止变形区域的延伸，所以超过400mm*400mm区域变形，在进行校正前，需进行全封闭的刚性固定。
（2）校正过程中应避免使用锤击，因为储罐刚性较小，弹性较大，猛烈的锤击产生的大部分能量都会被罐体的弹性变形所吸收，起不到塑性变形校正焊接变形的目的，而且还在罐体上留下较深的锤痕。另外，如果其他部位已经存在较大的焊接应力，但该应力与罐体的刚性保持了相对平衡，那么锤击引起的罐体震动，会破坏这种平衡，导致产生新的变形。
（3）对于变形比较严重的部位，可将相关的焊缝剖开，以释放应力。对于更加严重的焊接变形，可以考虑更换钢板。
5.结束语
在各种体积储罐的施工过程中，只要采用的工艺合理，预防措施得当，处理问题方法正确，就能有效的控制好各种焊接变形。
【参考文献】
[1]立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范.GB50128-2005.