不锈钢料仓自动焊技术开发及应用

冷辉

我公司在大连某PTA装置不锈钢料仓施工中，成功开发出不锈钢料仓自动焊技术，极大降低了对焊工的需求，提高了焊接效率，降低了施工成本，对今后料仓的焊接施工有较好的指导和借鉴作用。

1.工程简介

大连某PTA装置共有料仓16台，材质为不锈钢304L，其中CTA加料仓2台，CTA班料仓4台，PTA成品料仓10台，料仓参数如表1所示。料仓全部实行现场预制，分段吊装，料仓结构如图1所示。

2.焊接工艺

（1）焊接方法选择 304L不锈钢材质热导率较低，约为碳钢的1/3，电阻率约为碳钢的5倍，线膨胀系数比碳钢约大50%，密度大于碳钢，在焊接过程中会产生大量的收缩、变形和残余应力，并易产生晶间腐蚀问题。因此焊接必须要采取小电流、快速焊，且宜采用多层多道焊。鉴于此，料仓纵缝焊接采用药芯焊丝气体保护自动焊技术，横缝焊接采用埋弧焊技术。

（2）焊接设备选择 纵缝焊接选用南京某机电公司生产的熔化极气体保护自动焊（MAGW）机型，该焊机配有美国米勒进口DC800多功能直流焊接电源+22A送丝机系统，采用的焊接波形为锯齿波，即摆动停留和爬行停留同步控制。

埋弧横焊采用大型储罐自动焊设备进行改造，重点是为了满足不锈钢料仓防渗碳污染。为此，将碳钢行走轮更换为4Cr13不锈钢材质的行走轮，采用椭圆形焊剂托盘，安装上椭圆形橡胶托带，完全将焊剂顶轮与板材隔离，防止了渗碳情况的发生。

（3）焊接材料选择 纵缝选用E 308 LT 1—1，保护气体为C O2，背面加设水冷滑块。横缝选用F 308 L—H 00 C r 21 N i 10，焊剂选用F308L—H03Cr21Ni10Si。

表1 料仓参数

图1 料仓结构示意

（4）坡口形式及焊道分布根据低温储罐壁板厚度，选用12mm厚试板进行立焊和横焊位置工艺评定，坡口及焊道分布如图2所示。

（5）焊接参数 立焊、横焊主要焊接参数如表2、表3所示。

（6）焊缝力学性能 焊缝力学性能如表4所示。

（7）不锈钢料仓施焊 焊接顺序为先焊纵缝后焊横缝。纵缝焊接采用由下而上分段退步焊接，横缝焊接由两台埋弧焊设备焊接，焊机对称分布，同时同向进行焊接。

不锈钢料仓立缝焊接采取定位焊组对方式，隔300mm点焊80m m，能有效地防止焊接过程中的收缩。组对间隙控制在（2±0.5）mm，坡口角度为50°±5°。厚度12mm及以下钢板，采用单面焊双面成形，厚度12mm以上，采用双面焊接，纵缝焊接如图3所示。

横缝坡口角度外口为40°±5°，里口为60°±5°，焊接完毕后角变形可控，组对间隙以2mm为最佳，横缝焊接如图4所示。

（8）注意事项 ①严禁在焊件上随意引弧，以免损伤焊件表面。②严格按照焊接参数操作，并尽可能采用快速焊，使每层焊道层间温度≤100℃，以减少过热，提高抗裂能力。③与介质接触的焊缝，为防止因过热而产生晶间腐蚀，应最后焊接。④焊缝清根应使用专用不锈钢砂轮片，焊后清理应采用不锈钢刷清理焊缝周围的熔渣和飞溅。

（9）实施效果 施焊的纵缝焊接一次合格率99.4%，横缝焊接一次合格率为98.8%，焊道外观质量良好，成形美观。

（10）工作效率分析 自动焊接提高工效的优势是很明显的，与手工焊接相比，同等条件下，纵缝气体保护自动焊提高2～3倍工效，横缝埋弧焊提高工效6～8倍，焊接综合施工成本平均降低23%。

图2 坡口及焊道分布

表2 立焊焊接参数

表3 横焊焊接参数

表4 焊缝力学性能

图3 纵缝焊接

图4 横缝焊接

3.结语

料仓筒体的自动焊技术，只需要三个筒体循环施工，就能体现自动焊接效率高、成本低的优势。该技术同样可以应用到不锈钢储罐乃至大口径不锈钢管道施工中，能进一步提高施工效率，降低施工成本，增强市场竞争能力，具有极大的推广价值。20140218