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摘 要:在大型的储罐建设中,焊接自动化技术是应用极为广泛的,管道、立式储罐、球型储罐和炼化装置的制造都与焊接自动化技术息息相关。在全球经济飞速发展的今天,石油依然是世界经济发展的重要能源基础,所以储备有限的石油资源是全世界各国谋求经济发展,应对经济和能源危机的重要战略措施。文章从我国焊接自动化几乎发展的现状着手,阐述焊接自动化技术的发展历史,以及自动化系统的分类和应用,思考焊接自动化技术的未来,着重于未来焊接自动化技术的发展和在大型储罐建设中的应用。
关键词:焊接自动化 大型储罐 石油
一个国家综合经济实力的重要基石是制造业的发展情况,随着科学技术的不断更新,焊接自动化技术逐渐登上制造业的舞台。迄今,中国俨然已是世界上最大的焊接材料消耗国。不过需要指出的是,从中国在自动化焊接技术应用方面来看,原创性科研成果的数量偏低,大型复杂焊接系统的自主开发能力不足,焊接自动化率较低等,这些都说明中国还不是一个焊接自动化技术强国。因此,研究焊接自动化技术在大型储罐建设中的应用有着十分重要的作用。
一、焊接自动化技术
1.焊接自动化技术的概念
焊接自动化技术指的是在没有人直接参与焊接的情况下,使用具有自动控制、自动调节、检测和加工的设备、仪表等,按照规定的指令或者程序自动的进行焊接工作,通过加压和加热的方式,促使两个不同工件的原子互相结合。
2.焊接自动化技术的发展历程
美国人C.I.Coffin在1989年,第一次使用光焊丝为载体来进行电弧焊接。两年之后,美国人Meredith发明了钨极惰性气体保护焊,使得有色金属的焊接效率和质量都大大提高。同年前苏联电焊研究所发明了埋弧自动焊,使得二战出现大批的坦克和装甲车。到如今,智能化、自动化是提高焊接效率、焊接质量的重要因素。
3.焊接自动化技术的分类
因为焊接对象的不同,焊接也分为两大类,一个是“刚性”焊接自动化,另一个是“柔性”焊接自动化。“刚性”焊接自动化定位的对象是大批定型产品,其特点是成本低廉且效率极高,缺点是适应的产品单一。“柔性”焊接自动化是在编程的基础上来实现的,操作者只需改变相应的程序来实现适应不同的产品。
二、大型储罐建设的现状以及发展趋势
1.中国大型储罐建设的现状
石油资源是限制中国经济快速发展的原因之一,近些年中国每年大约要进口1.6亿t石油,目的是满足国民经济的高速健康发展。1975年,中国石化北京设计院(BDI)设计了国内第一台5万m3浮顶油灌,到了1980初,大庆和秦皇岛两地建设了4座10万m3的浮顶油灌,但是这4座大型油罐都是从日本引进的。直到2003年,我国第一座自主研发和建设的10万m3大型油罐才建成。2000年之前,我国大型储罐建设从材料、工艺、设备和技术都全部来自日本,在2000年之后,经过多年的探索和时间,我国在储罐建设方面的技术才全面提高,并且完全掌握了大型储罐的设计方法,设计并建设出了容量高达20万m3的储罐。
2.中国大型储罐建设的发展趋势
石油是全球经济飞速发展的助推器,没有石油作为保障,国家的经济就很难实现高速且长久的发展。在全球经济一体化和国际局势的影响下,石油价格的波动幅度太大,且频率太快。为了应对经济危机、政治危机,世界各国争相开采和储备石油资源,中国也不例外。而大型石油储备实施能够有效的快速降低石油的储存成本,所以,中国建设大型油罐是大势所趋。
三、大型儲罐的结构特点及其安装方法
1.大型储罐的结构特点
一般来说,大型立式圆筒型钢制储罐都是直接建在地面上,分别由灌顶、灌壁、罐底和附件组成。拱顶储罐顶是球冠形状,储罐主体部分是圆柱形,在油田应用方面十分广泛。
2.大型储罐的安装方法
大型立式储罐的主体是安装过程中最主要的步骤,安装方法分为两种,分别是正装法和倒装法。正装法是以罐底为基准参考,灌壁板从最后一节开始,一块一块的向上安装。倒装法也是以罐底为基准参考,首先安装灌顶和顶圈壁板,然后从上而下,一步一步的将壁板与组装焊接顶期,如此交替操作,指导底部壁板安装完。
四、焊接自动化技术在大型储罐建设中的应用
1.焊接灌底板
在大型储罐建设中,应用最早的自动焊接法是埋弧自动焊。对接接头与灌底板的焊接工艺分为两种:一,普通埋弧自动平焊;二,碎丝填充埋弧自动平焊。在焊接前,碎丝填充埋弧自动平焊必须要先坡口内放有一定厚度的碎焊焊丝,目的是提高焊接速度。通常情况下,为了预防大热输入的埋弧自动焊焊接穿透灌底板,必须进行手工焊封底。
2.焊接壁板对接焊缝
为了更加高效的焊接壁板对接焊缝,采用气电立焊技术,气电立焊技术是融合电渣焊和普通熔化气体保护焊而形成的一种电焊方法。焊接方向是从下到上,竖缝上段加息弧板。这种焊接方法可以一次焊接成型,提高焊接生产的效率,并且质量好成本低。焊接过程中,罐壁板的反面需衬垫水冷铜,表面采用滑动水冷铜块。
3.焊接壁板环缝
面对环形的细缝,采用埋弧自动横焊技术。采用改技术之前,在细缝内侧用焊条电弧进行封底焊接。需要指出的是,在正装法和倒装法施工中,埋弧自动横焊技术的操作过程也有所不同。在实际使用过程中会存在两个主要问题:第一,焊接对中易跑偏不易控制,原因有两点,一是施工过程中所焊环缝很难与轨道保持平行,二是焊工画线存在误差。第二,在焊接过程当中,焊剂没有回收和送给之间的循环,造成焊剂大量浪费,操作麻烦。
4.焊接罐底大角裂缝
需要焊接罐底大角裂缝时,采用的是埋弧自动焊,多台焊机岩缝圆周均匀布置,向同一方向焊接的方法。依托行车走灌底板边缘班上的三个支撑轮,焊接小车才能一口并且紧贴灌壁的两队磁吸附轮,从而定位并驱动行走来进行焊接。另外,此方法还可以搭接接头的罐底。
五、结语
目前,我国大型储罐建设仍处于起步的初始状态,焊接自动化技术在大型储罐建设当中将应用广泛,特别是在当下立式储罐建设总量不断增加,石油储备库建设项目不断增多的背景趋势下,焊接自动化技术将会得到更好的发展和创新,从而更高效的完成大型储罐建设工作。随着我国大型储罐建设事业的快速发展,焊接自动化技术的应用领域也将拓宽,焊接自动化技术水平势必迈上新的高度。
参考文献
[1]张海其.在大型储罐建设中焊接自动化技术的应用[J].科技创新与应用,2012,,04,18(1):84-84
[2]陈德志,米广生,张继军,瞿帆,中国石化集团第十建设公司.中国大型储罐建设现状及发展趋势[J].石油化工建设,2009,02,20(3):28-32
关键词:焊接自动化 大型储罐 石油
一个国家综合经济实力的重要基石是制造业的发展情况,随着科学技术的不断更新,焊接自动化技术逐渐登上制造业的舞台。迄今,中国俨然已是世界上最大的焊接材料消耗国。不过需要指出的是,从中国在自动化焊接技术应用方面来看,原创性科研成果的数量偏低,大型复杂焊接系统的自主开发能力不足,焊接自动化率较低等,这些都说明中国还不是一个焊接自动化技术强国。因此,研究焊接自动化技术在大型储罐建设中的应用有着十分重要的作用。
一、焊接自动化技术
1.焊接自动化技术的概念
焊接自动化技术指的是在没有人直接参与焊接的情况下,使用具有自动控制、自动调节、检测和加工的设备、仪表等,按照规定的指令或者程序自动的进行焊接工作,通过加压和加热的方式,促使两个不同工件的原子互相结合。
2.焊接自动化技术的发展历程
美国人C.I.Coffin在1989年,第一次使用光焊丝为载体来进行电弧焊接。两年之后,美国人Meredith发明了钨极惰性气体保护焊,使得有色金属的焊接效率和质量都大大提高。同年前苏联电焊研究所发明了埋弧自动焊,使得二战出现大批的坦克和装甲车。到如今,智能化、自动化是提高焊接效率、焊接质量的重要因素。
3.焊接自动化技术的分类
因为焊接对象的不同,焊接也分为两大类,一个是“刚性”焊接自动化,另一个是“柔性”焊接自动化。“刚性”焊接自动化定位的对象是大批定型产品,其特点是成本低廉且效率极高,缺点是适应的产品单一。“柔性”焊接自动化是在编程的基础上来实现的,操作者只需改变相应的程序来实现适应不同的产品。
二、大型储罐建设的现状以及发展趋势
1.中国大型储罐建设的现状
石油资源是限制中国经济快速发展的原因之一,近些年中国每年大约要进口1.6亿t石油,目的是满足国民经济的高速健康发展。1975年,中国石化北京设计院(BDI)设计了国内第一台5万m3浮顶油灌,到了1980初,大庆和秦皇岛两地建设了4座10万m3的浮顶油灌,但是这4座大型油罐都是从日本引进的。直到2003年,我国第一座自主研发和建设的10万m3大型油罐才建成。2000年之前,我国大型储罐建设从材料、工艺、设备和技术都全部来自日本,在2000年之后,经过多年的探索和时间,我国在储罐建设方面的技术才全面提高,并且完全掌握了大型储罐的设计方法,设计并建设出了容量高达20万m3的储罐。
2.中国大型储罐建设的发展趋势
石油是全球经济飞速发展的助推器,没有石油作为保障,国家的经济就很难实现高速且长久的发展。在全球经济一体化和国际局势的影响下,石油价格的波动幅度太大,且频率太快。为了应对经济危机、政治危机,世界各国争相开采和储备石油资源,中国也不例外。而大型石油储备实施能够有效的快速降低石油的储存成本,所以,中国建设大型油罐是大势所趋。
三、大型儲罐的结构特点及其安装方法
1.大型储罐的结构特点
一般来说,大型立式圆筒型钢制储罐都是直接建在地面上,分别由灌顶、灌壁、罐底和附件组成。拱顶储罐顶是球冠形状,储罐主体部分是圆柱形,在油田应用方面十分广泛。
2.大型储罐的安装方法
大型立式储罐的主体是安装过程中最主要的步骤,安装方法分为两种,分别是正装法和倒装法。正装法是以罐底为基准参考,灌壁板从最后一节开始,一块一块的向上安装。倒装法也是以罐底为基准参考,首先安装灌顶和顶圈壁板,然后从上而下,一步一步的将壁板与组装焊接顶期,如此交替操作,指导底部壁板安装完。
四、焊接自动化技术在大型储罐建设中的应用
1.焊接灌底板
在大型储罐建设中,应用最早的自动焊接法是埋弧自动焊。对接接头与灌底板的焊接工艺分为两种:一,普通埋弧自动平焊;二,碎丝填充埋弧自动平焊。在焊接前,碎丝填充埋弧自动平焊必须要先坡口内放有一定厚度的碎焊焊丝,目的是提高焊接速度。通常情况下,为了预防大热输入的埋弧自动焊焊接穿透灌底板,必须进行手工焊封底。
2.焊接壁板对接焊缝
为了更加高效的焊接壁板对接焊缝,采用气电立焊技术,气电立焊技术是融合电渣焊和普通熔化气体保护焊而形成的一种电焊方法。焊接方向是从下到上,竖缝上段加息弧板。这种焊接方法可以一次焊接成型,提高焊接生产的效率,并且质量好成本低。焊接过程中,罐壁板的反面需衬垫水冷铜,表面采用滑动水冷铜块。
3.焊接壁板环缝
面对环形的细缝,采用埋弧自动横焊技术。采用改技术之前,在细缝内侧用焊条电弧进行封底焊接。需要指出的是,在正装法和倒装法施工中,埋弧自动横焊技术的操作过程也有所不同。在实际使用过程中会存在两个主要问题:第一,焊接对中易跑偏不易控制,原因有两点,一是施工过程中所焊环缝很难与轨道保持平行,二是焊工画线存在误差。第二,在焊接过程当中,焊剂没有回收和送给之间的循环,造成焊剂大量浪费,操作麻烦。
4.焊接罐底大角裂缝
需要焊接罐底大角裂缝时,采用的是埋弧自动焊,多台焊机岩缝圆周均匀布置,向同一方向焊接的方法。依托行车走灌底板边缘班上的三个支撑轮,焊接小车才能一口并且紧贴灌壁的两队磁吸附轮,从而定位并驱动行走来进行焊接。另外,此方法还可以搭接接头的罐底。
五、结语
目前,我国大型储罐建设仍处于起步的初始状态,焊接自动化技术在大型储罐建设当中将应用广泛,特别是在当下立式储罐建设总量不断增加,石油储备库建设项目不断增多的背景趋势下,焊接自动化技术将会得到更好的发展和创新,从而更高效的完成大型储罐建设工作。随着我国大型储罐建设事业的快速发展,焊接自动化技术的应用领域也将拓宽,焊接自动化技术水平势必迈上新的高度。
参考文献
[1]张海其.在大型储罐建设中焊接自动化技术的应用[J].科技创新与应用,2012,,04,18(1):84-84
[2]陈德志,米广生,张继军,瞿帆,中国石化集团第十建设公司.中国大型储罐建设现状及发展趋势[J].石油化工建设,2009,02,20(3):28-32