摘 要：液化自然气(Liquefied Natural Gas,缩写为LNG)储罐是LNG接纳站最环节的建树，这种储罐最常用的形势是全容式储罐，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储罐施工的环节。环缝选拔单面埋弧自动横焊，关联词焊缝后面清根责任量大，清根后坡口的样子也不规整。针对上述情况，对原有的焊机进行矫正，加多后面焊合机架和后面焊剂保护系统，使焊缝后面成样子况获得改善，减少了清根责任，焊合质地及效力获得了有用擢升。

环节词：LNG储罐 环缝自动横焊 后面保护系统

从本世纪初开动，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醉心，对绿色能源的需求日益加多。LNG被公以为地球上最清洁的能源，在工业、民用等方面均有盛大的出路，大型LNG接纳站名堂开动普遍建造。

近几年，大型LNG储罐内罐壁板环缝的焊合时刻也无间发展，由传统的焊条电弧焊逐渐发展为当今普遍选拔的单面埋弧自动焊，大大减少了焊工东谈主数，擢升了焊合质地，加速了施工进程。关联词该焊合时刻在焊缝背部焊合时,对清根质地和清根后坡口的外形要求较高，而9%Ni钢不易打磨，为此需破耗巨额的时间和元气心灵。

针对该问题，公司决定选拔加多埋弧自动横焊机后面焊剂保护系统的要道来减少环缝后面清根责任，保证后面坡口成形的规整性，更好地擢升焊合质地。为此，参阅了巨额焊合贵府，同期向国表里的焊合大众接洽和指示，并与埋弧自动横焊机分娩厂家进行了多方面的调换，偶合公司中标某接纳站3台LNG储罐安装工程，而该名堂标总承包商对这一课题也畸形感有趣，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、建树矫正及焊合考阐述验。本文论说了试制经由，供同业参考。

1 合理野心焊合行走机架

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手脚正面机架，后面结构参考正面野心和制作，主要包括顶平台、可伸缩立柱、底部平台、升降调整机构和能源总成等。

1.1 后面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，后面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，为确保焊机机架概况在表里罐环隙中胜仗行走，正面和后面焊合机架厚度均确定为0.7 m。后面机架结构与正面机架一样，4根立柱选拔表里套管式结构，通过拆装定位销来竣事机架的伸长和镌汰，不错适合2 000～3 800 mm板幅的焊合需要。下部选拔斑纹板制作平台，便于焊工焊合操作。机架一侧安装可伸缩式直爬梯，以便操作主谈主员凹凸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 合理集合后面机架与正面机架

后面机架与正面机架在上部选拔可拆卸式短立柱的集合形势，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 建树矫正

2.1 焊剂系统的安装

在后面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集合到焊剂回收吸嘴；在后面机架焊剂桶下方安装1台焊剂斗，从其下端口集合送剂导管至焊剂托带上方合适位置，环缝焊合时在后面供给焊剂。焊剂回收系统见图2。

图2 焊剂回收系统

焊剂托轮依靠机架自己的质地紧贴罐壁板，焊剂自机架顶部的焊剂桶依靠重力下降至焊剂斗；焊合经由中焊剂斗灵通，焊剂顺导管运送到焊剂托带上，从而遮蔽焊谈后面的根部，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，轮回利用，减少铺张。

2.2 升降调整机构的安装

升降调整机构通过滚轴系统安装于一侧的伸缩立柱上，断绝升降调整机构的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调整，以适合不同的板幅。高度调整要道是：先消弱立柱上的U形卡和定位销(包括责任台后侧的2根补助立柱上的定位销、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镌汰至低能的高度(每节伸缩量为300 mm),并再行固定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，与悬臂梁以活动款式集合，以适合不同曲率的储罐壁板，调整到适合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安装后，即可竣事机架行走和进行焊合。

2.4 正、后面机架的电路和轨则系统野心

焊合机架的电路和轨则系统主要由驱动马达、变速箱及变速轨则器构成，可竣事正反双向行走，在0～2 700 mm/min限制内无级调整。将后面机架的焊剂系统清澈集合到正面机架轨则面板，这么1个焊机操作手即可在正面操作的同期操控后面焊机机架的行走、送剂、焊剂回收等。

2.5 矫正后的埋弧横焊焊合系统

利用原有的单面埋弧自动横焊机进行建树矫正，矫正后的焊合系统什物如图3所示。

3 系统的焊合实验

系统的焊合实验分3个阶段进行。第1阶段是焊机结构和行走同步轨则的调试,即考证正面和后面焊合机架能否同走路走、机架行走是否平顺，同期考核轨则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傍边，因此对机架沉稳性的要求更为严格。第2阶段是试板焊合，即先用碳钢板制作试板进行焊合实验，主要侦探焊合经由中后面焊剂保护系统焊剂运送的供给和回收、横缝焊谈根部后面的保护恶果及后面成形等。第3阶段是9%Ni钢横焊焊合工艺实验，即用9%Ni钢试板、ERNiCrMo-4焊丝+焊剂，在不同的条款下进行多项焊合实验，包括试板坡口尺寸、组对破绽、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。

焊合实验如图4所示。

图3 矫正后的焊合系统什物

图4 焊合实验

焊合质地是算计储罐安装质地是非的环节。9%Ni钢环缝使用埋弧自动焊机进行焊合，其非凡性如下：

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，且应鉴别磁场和有磁性的物资；

2) 9%Ni钢的焊合性细腻，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) 应选拔多层多谈焊焊合工艺，严格轨则层间温度(不逾越100 ℃)，尽可能选拔较小的焊合热输入，保证焊合接头的力学性能；

4) 由于选拔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色。

对焊合试板的射线底片进行统计发现，未熔合占颓势总额的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脾性，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颓势，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) 层间易出现敏锐夹角和沟槽，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明锐；

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，为细心产生未熔合，选拔如下针对性设施：

1) 对焊合操作手进行正规培训和严格考试，焊合前进行详备的时刻交底，焊合时应盲从关连的WPS；

2) 安排专科时刻和质检东谈主员对焊合经由进行严格的监督放哨；

3) 需对焊合层间进行仔细的计帐，尤其是敏锐的沟槽和夹角，要用砂轮机修整平滑。

另外，还选拔了如下补助设施：

1) 焊剂一定要按要求烘焙后材干使用，尤其在每天放工时，要实时回收焊机上剩余的焊剂，二次烘焙后再使用，这么不错有用地减少气孔；

2) 罐壁板立缝和环缝打底焊清根后要进行着色查验，虽然，要是时间和条款允许，不错在每一遍焊完后均对其进行着色查验。

经过近3个月的摸索，完成了建树矫正和前期的焊合实验责任。讲求的焊合实验选拔9%Ni钢板，坡口两侧钢板厚度区别为24.5 mm和22.5 mm，坡口形势为对接的“X”形，焊合档次见图5，焊合工艺参数见表1。试板焊合后按时刻条款及轨范要求进行了力学性能及转折性能实验，收尾细腻。

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)。在保证壁板预制质地和环缝组对破绽2～3 mm的前提下，通过2圈环缝的实质焊合，收尾默契，单面焊合后后面穿透细腻，焊谈后面成形好意思不雅，基本莫得气孔、夹渣等焊合颓势，后面只需用砂轮机稍作念打磨清根，即可进行焊合，达到了预期恶果。而后在该接纳站3台LNG储罐环缝焊合上大面积抓支配用，横焊机操作手一致响应，该要道的操作与单面埋弧自动横焊机基本一样，轻佻易行，能老练操作，但后面需有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 焊合接头及焊合档次

表1 焊合实验的焊合工艺参数

图6 实质应用

加多后面焊剂保护系统的要道在国内还莫得其他企业斥地和应用，裕如创造性。该要道保证了正面打底焊后，焊谈后面成形细腻，焊合颓势少许，大大减少了气刨清根或者砂轮机打磨清根的责任量，申斥了事业强度，擢升了焊合质地。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。

该系统单台横焊机矫正资金参预约10万元，而选拔该系统后,单台储罐可镌汰工期约10 d，申斥资本约11万元。后面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时刻的斥地打下了细腻的时刻基础，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酿成带焊剂后面保护系统的单面埋弧自动横焊机，并奏效应用于9%Ni钢制储罐的环缝的焊合；

2) 打底焊后面焊谈成形细腻，颓势较少，大大减少了焊谈清根的责任量，擢升了责任效力；

3) 由于后面不需气刨清根，机加工的后面坡口真是不被禁绝，更易于埋弧自动横焊机的焊合，保证了焊合质地；

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

5) 通过3台LNG储罐施工的考证，该要道一次焊合及格率达98%以上，为同类产物的焊合蕴蓄了珍贵训导。

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