摘 要：液化自然气(Liquefied Natural Gas,缩写为LNG)储罐是LNG接受站最关节的缔造，这种储罐最常用的步地是全容式储罐，由内、外罐构成，结构复杂，其中内罐为9%Ni钢制储罐，其壁板的焊合是LNG储罐施工的关节。环缝选择单面埋弧自动横焊，关联词焊缝后头清根使命量大，清根后坡口的步地也不规整。针对上述情况，对原有的焊机进行纠正，加多后头焊合机架和后头焊剂保护系统，使焊缝后头成步地况获得改善，减少了清根使命，焊合质料及效率获得了灵验晋升。

关节词：LNG储罐 环缝自动横焊 后头保护系统

从本世纪初运转，跟着我国石化工业的迅猛发展和国度对生态环境保护的日益艳羡，对绿色能源的需求日益加多。LNG被公觉得地球上最清洁的能源，在工业、民用等方面均有广宽的远景，大型LNG接受站款式运转多数建造。

近几年，大型LNG储罐内罐壁板环缝的焊合手艺也禁止发展，由传统的焊条电弧焊迟缓发展为当今深广选择的单面埋弧自动焊，大大减少了焊工东谈主数，晋升了焊合质料，加速了施工程度。关联词该焊合手艺在焊缝背部焊合时,对清根质料和清根后坡口的外形要求较高，而9%Ni钢不易打磨，为此需破耗大宗的时刻和元气心灵。

针对该问题，公司决定选择加多埋弧自动横焊机后头焊剂保护系统的步地来减少环缝后头清根使命，保证后头坡口成形的规整性，更好地晋升焊合质料。为此，参阅了大宗焊合而已，同期向国表里的焊合众人商酌和讨教，并与埋弧自动横焊机分娩厂家进行了多方面的换取，只怕公司中标某接受站3台LNG储罐安装工程，而该项贪图总承包商对这一课题也格外感兴趣，因此决策得以付诸实施。该系统波及埋弧自动横焊机焊合行走机架的制作、缔造纠正及焊合考据试验。本文敷陈了试制经过，供同业参考。

1 合生机象焊合行走机架

单面埋弧自动横焊机焊合行走机架以现存的单面埋弧自动横焊机焊合行走机架动作正面机架，后头结构参考正面想象和制作，主要包括顶平台、可伸缩立柱、底部平台、升降谐和机构和能源总成等。

1.1 后头机架便于行走和焊工操作

LNG储罐内罐每节罐壁板高3.5 m，正面机架高度可拉伸到4.5 m，后头机架与正面机架相对应，其高度确定为可拉伸到4.5 m，宽2.4 m；表里罐间距1.0 m，为确保焊机机架大要在表里罐环隙中凯旋行走，正面和后头焊合机架厚度均确定为0.7 m。后头机架结构与正面机架一样，4根立柱选择表里套管式结构，通过拆装定位销来竣事机架的伸长和缩小，不错顺应2 000～3 800 mm板幅的焊合需要。下部选择斑纹板制作平台，便于焊工焊合操作。机架一侧安装可伸缩式直爬梯，以便操作主谈主员高下顶部平台或添装焊剂。机架顶部安装护栏，保证操作主谈主员的安全。

1.2 合理流畅后头机架与正面机架

后头机架与正面机架在上部选择可拆卸式短立柱的流畅步地，通过螺栓或者定位销连成一体，环缝焊合时可同期行走，拆分后便于机架的吊装和运载。焊合机架结构如图1所示。

图1 焊合机架结构

2 缔造纠正

2.1 焊剂系统的安装

在后头机架下部与正面机架焊剂托轮相对应的高度和位置，安装1套焊剂托轮、托带和焊剂吸嘴，上部安装与正面型号一样的1台吸尘器(功率不小于3 kW)和焊剂桶(焊剂容量约45 kg)，再将吸尘器焊剂吸管流畅到焊剂回收吸嘴；在后头机架焊剂桶下方安装1台焊剂斗，从其下端口流畅送剂导管至焊剂托带上方合适位置，环缝焊合时在后头供给焊剂。焊剂回收系统见图2。

图2 焊剂回收系统

焊剂托轮依靠机架本人的质料紧贴罐壁板，焊剂自机架顶部的焊剂桶依靠重力下跌至焊剂斗；焊合经过中焊剂斗开放，焊剂顺导管运送到焊剂托带上，从而粉饰焊谈后头的根部，以防电弧击穿，保证了根部焊谈成形好意思不雅。跟着焊合机架的行走，吸尘器将焊剂托带上剩余的焊剂回收到焊剂桶中，轮回运用，减少挥霍。

2.2 升降谐和机构的安装

升降谐和机构通过滚轴系统安装于一侧的伸缩立柱上，阻隔升降谐和机构的U形固定螺栓，既可带动焊剂托轮围绕立柱90°旋转、更换焊剂托带(托带张力要合适，2个托轮的轴线要平行)，又可通过涡轮、蜗杆竣事托轮的升降谐和，以顺应不同的板幅。高度更正步地是：先减弱立柱上的U形卡和定位销(包括使命台后侧的2根扶植立柱上的定位销、直爬梯固定螺栓)，然后借助吊装机械的力量将焊合机架拉伸或缩小至低能的高度(每节伸缩量为300 mm),并从头固定U形卡和定位销；再微调涡轮、蜗杆，使托轮升降至焊缝位置，一般要求焊剂托带名义距焊缝坡口下侧15～20 mm为宜。

2.3 能源总成的安装

能源总成包含主动轮、从动轮及驱动变速系统，位于机架悬臂梁两头，与悬臂梁以行为步地流畅，以顺应不同曲率的储罐壁板，更正到顺应施工的直径限制锁紧主动轮、从动轮即可。该能源总成与顶平台总成装置后，即可竣事机架行走和进行焊合。

2.4 正、后头机架的电路和扫尾系统想象

焊合机架的电路和扫尾系统主要由驱动马达、变速箱及变速扫尾器构成，可竣事正反双向行走，在0～2 700 mm/min限制内无级更正。将后头机架的焊剂系统裸露流畅到正面机架扫尾面板，这么1个焊机操作手即可在正面操作的同期操控后头焊机机架的行走、送剂、焊剂回收等。

2.5 纠正后的埋弧横焊焊合系统

运用原有的单面埋弧自动横焊机进行缔造纠正，纠正后的焊合系统什物如图3所示。

3 系统的焊合试验

系统的焊合试验分3个阶段进行。第1阶段是焊机结构和行走同步扫尾的调试,即考据正面和后头焊合机架能否同走路走、机架行走是否平顺，同期侦察扫尾系统的适用性和可靠性。因本次LNG储罐内罐壁板的高度为3.5 m掌握，因此对机架深刻性的要求更为严格。第2阶段是试板焊合，即先用碳钢板制作试板进行焊合试验，主要检会焊合经过中后头焊剂保护系统焊剂运送的供给和回收、横缝焊谈根部后头的保护扫尾及后头成形等。第3阶段是9%Ni钢横焊焊合工艺试验，即用9%Ni钢试板、ERNiCrMo-4焊丝+焊剂，在不同的条目下进行多项焊合试验，包括试板坡口尺寸、组对缺欠、焊合电流、电弧电压、行走速率、送丝速率、送丝角度、焊剂运送软管的角度、焊剂的运送速率等。

焊合试验如图4所示。

图3 纠正后的焊合系统什物

图4 焊合试验

焊合质料是料到储罐安装质料好坏的关节。9%Ni钢环缝使用埋弧自动焊机进行焊合，其非常性如下：

1) 9%Ni钢为淬火+回火热处理，所以回火板条状马氏体为主的组织，属强磁性材料，用直流电源焊合时易产生磁偏吹，须使用交流电源，且应辨别磁场和有磁性的物资；

2) 9%Ni钢的焊合性讲究，板厚小于30 mm时，焊前不需要预热，焊后也不需要进行热处理；

3) 应选择多层多谈焊焊合工艺，严格扫尾层间温度(不卓著100 ℃)，尽可能选择较小的焊合热输入，保证焊合商酌的力学性能；

4) 由于选择Ni含量约60%的Ni基焊材进行焊合，焊缝属奥氏体组织，具有异种钢焊合的特质。

对焊合试板的射线底片进行统计发现，未熔合占瑕疵总额的73.26%，圆形气孔占17.47%、夹渣占9.27%。由于低碳马氏体具有自回火本性，不易产生淬硬组织，因此未出现冷裂纹。可见未熔合是9%Ni钢焊合时出现频率最高的瑕疵，原因分析如下：

1) 埋弧焊为非明弧焊合，看不到熔池，也无法舞动焊合；

2) 层间易出现利害夹角和沟槽，形成焊合“死角”；

3) ERNiCrMo-4焊丝属于Ni基焊材，对焊合参数和焊枪角度的组合很敏锐；

4) Ni基焊材Ni含量高，铁水流动性较差，其熔点比9%Ni钢约低150 ℃。

因此，为推辞产生未熔合，选择如下针对性门径：

1) 对焊合操作手进行正规培训和严格考试，焊合前进行详备的手艺交底，焊合时应服从有关的WPS；

2) 安排专科手艺和质检东谈主员对焊合经过进行严格的监督稽查；

3) 需对焊合层间进行仔细的清算，尤其是利害的沟槽和夹角，要用砂轮机修整平滑。

另外，还选择了如下扶植门径：

1) 焊剂一定要按要求烘焙后才能使用，尤其在每天地班时，要实时回收焊机上剩余的焊剂，二次烘焙后再使用，这么不错灵验地减少气孔；

2) 罐壁板立缝和环缝打底焊清根后要进行着色稽查，虽然，若是时刻和条目允许，不错在每一遍焊完后均对其进行着色稽查。

经过近3个月的摸索，完成了缔造纠正和前期的焊合试验使命。进展的焊合试验选择9%Ni钢板，坡口两侧钢板厚度分离为24.5 mm和22.5 mm，坡口步地为对接的“X”形，焊合眉目见图5，焊合工艺参数见表1。试板焊合后按手艺条目及尺度要求进行了力学性能及鬈曲性能试验，扫尾讲究。

4 实质应用

该系统在第1台LNG储罐壁板焊合时进行了实质应用(见图6)。在保证壁板预制质料和环缝组对缺欠2～3 mm的前提下，通过2圈环缝的实质焊合，扫尾骄慢，单面焊合后后头穿透讲究，焊谈后头成形好意思不雅，基本莫得气孔、夹渣等焊合瑕疵，后头只需用砂轮机稍作念打磨清根，即可进行焊合，达到了预期扫尾。而后在该接受站3台LNG储罐环缝焊合上大面积履行使用，横焊机操作手一致反馈，该步地的操作与单面埋弧自动横焊机基本一样，毛糙易行，能肃穆操作，但后头需有1东谈主协助主机手向焊缝运送焊剂。3台LNG储罐壁板环缝的焊合一次及格率均达到了98%以上。

图5 焊合商酌及焊合眉目

表1 焊合试验的焊合工艺参数

图6 实质应用

加多后头焊剂保护系统的步地在国内还莫得其他企业开导和应用，富足创造性。该步地保证了正面打底焊后，焊谈后头成形讲究，焊合瑕疵少量，大大减少了气刨清根或者砂轮机打磨清根的使命量，训斥了处事强度，晋升了焊合质料。该焊合工艺不仅适用于9%Ni钢制大型储罐壁板环缝的焊合，也适用于2万m3以上的12MnNiVR、Q345R、Q235R等钢制大型储罐的正装法环缝的焊合。

该系统单台横焊机纠正资金参加约10万元，而选择该系统后,单台储罐可缩小工期约10 d，训斥资本约11万元。后头焊剂保护系统在大型储罐壁板环缝焊合上的应用也为今后双面埋弧自动横焊焊合手艺的开导打下了讲究的手艺基础，其应用的经济效益十分可不雅。

5 结语

1) 将传统的单面埋弧自动横焊机改形成带焊剂后头保护系统的单面埋弧自动横焊机，并得胜应用于9%Ni钢制储罐的环缝的焊合；

2) 打底焊后头焊谈成形讲究，瑕疵较少，大大减少了焊谈清根的使命量，晋升了使命效率；

3) 由于后头不需气刨清根，机加工的后头坡口简直不被松弛，更易于埋弧自动横焊机的焊合，保证了焊合质料；

4) 1个横焊机操作手在正面操作的同期，也可操控后头焊机机架的行走、送剂、焊剂回收等，操作浅易；

5) 通过3台LNG储罐施工的考据，该步地一次焊合及格率达98%以上，为同类家具的焊合蓄积了珍重训戒。

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