一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构，包括焊口、焊接装备和焊接工装，焊口为单面U型窄焊口，设置在边缘板的正面，底部圆角R为1.5～2mm，钝边为1～1.5mm，根部钝边宽度为1.3～1.5mm，坡口角度为8

【技术实现步骤摘要】
一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构


[0001]本技术涉及LNG低温储罐焊接
，特别是一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构。

技术介绍

[0002]随着国内LNG(液化天然气)事业的迅速发展，LNG低温储罐建造迅速发展，国内已建造多个LNG储罐罐群，容积以16万m3、22万m3、27万m3为主。储罐的结构形式一般为自承式拱顶储罐，属于全包容储罐，通常由预应力混凝土外层罐、碳钢外层罐衬里和9％Ni钢内罐组成。LNG储罐内罐底部由边缘板、中幅板构成，罐底边缘板内半径为38000mm，外半径为40085mm，材质9％Ni钢，厚度一般为22mm、25mm和27mm等，整个罐底边缘板共计34道焊口。
[0003]目前边缘板常用的焊接方法为手工焊条电弧焊，采用此焊接方法焊接存在如下问题：一)手工焊接，焊接生产效率低；二)焊接接头形式为对接焊缝，要求全焊透，正面平焊，反面仰脸焊接，熔敷金属容易下淌，焊道成型不好，仰脸焊接时气体不容易从焊缝溢出，容易产生气孔，是现场焊接一大难题；三)焊接道间需要打磨清理，反面仰脸焊接也需清根处理，打磨工作量大，烟尘大，不利于焊工在罐内密闭空间作业。
[0004]目前国内各大工程公司都在开发罐底边缘板机动焊技术，但都存在技术瓶颈，具体如下：第一种自动焊技术方向：采用埋弧焊，还是需要边缘板反面清根，反面再次进行填充焊，由于离地高度只400～500mm，不利于布置自动焊设备。第二种采用药芯焊丝电弧焊(FCAW)，目前在
‑
196℃使用工况下，规范不允许采用药芯焊材，故此种方法不被接受。第三种采用熔化极气体保护焊GMAW(实芯)，由于9％Ni钢采用镍基焊材，故保护气体需氩气加氦气的混合气，氦气成本特别高昂。第四种热丝氩弧焊技术，此方向是目前LNG储罐机动焊技术研发的主攻方向，但也存在技术瓶颈，一是效率低；二是需正面及反面充氩防止氧化；三是打底技术的攻关，热丝氩弧焊理论可以实现单面焊双面成型，不需要背面清根，但自动热丝氩弧焊焊接边缘板无法实现单面焊双面成型，主要原因是自动焊技术对组对间隙、错边量等组对精度要求较高，22万立、27万立储罐边缘板及壁板焊缝长度为2500mm～3800mm，组对精度很难保证，如果组对间隙大，自动焊接过程特别容易焊穿，如果组对要求不留间隙，整条焊缝不能保证间隙为0，会出现断续未焊透。

技术实现思路

[0005]本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构，该结构能够实现打底单面焊双面成型，可以避免清根打磨，绿色环保，焊接生产效率高，能够提高焊接质量，降低施工成本。
[0006]本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构，该结构包括焊口、焊接装备和焊接工装，所述焊口是由边缘板组对而成的单面U型窄焊口，所述单面U型窄焊口设置在边缘板的正面，底部圆角R为1.5～2mm，钝边C为1～1.5mm，根部钝边宽度W为1.3～1.5mm，坡口角度β为8
°
，组对
间隙b为1～2mm；所述焊接装备包括轨道、焊接爬行小车、焊机和供气系统，所述轨道安装在所述单面U型窄焊口的一侧，通过真空吸盘吸附在边缘板上，所述焊接爬行小车安装在所述轨道上，所述焊机的焊枪搭载在所述焊接爬行小车；所述供气系统和所述焊机的主体设置在所述单面U型窄焊口的旁侧；所述焊接工装包括陶瓷衬垫、引弧板和熄弧板，所述引弧板和所述熄弧板分别固定在所述单面U型窄焊口的两端，所述陶瓷衬垫粘贴在所述单面U型窄焊口下方。
[0007]所述焊机的焊枪设有角摆结构和平摆结构，所述角摆结构和所述平摆结构设置在所述焊机的主机上。
[0008]在所述焊接爬行小车的前端搭载有高清摄像头，所述高清摄像头与显示屏连接，所述显示屏设置在控制室内。
[0009]所述焊机设有遥控器。
[0010]本技术具有的优点和积极效果是：
[0011]一)焊口设置在边缘板正面，焊接在边缘板正面进行，没有反面焊接作业，无需背面充氩，避免了仰脸焊接，避免了气孔缺陷的产生，同时因背面充氩降低了成本。
[0012]二)陶瓷衬垫粘贴在单面U型窄焊口下方，在采用自动热丝氩弧焊打底焊时，陶瓷衬垫使焊接过程的熔敷金属及热影响与空气隔离，避免了焊口氧化，同时衬垫焊槽使自动热丝氩弧焊打底焊时，熔池金属能通过间隙流入焊槽，避免间隙过大烧穿或间隙过小未焊透产生，从而实现了单面焊双面成型，避免了反面清根，生产环境好，无烟尘、粉尘，绿色、环保，有利于作业人员的身体健康。
[0013]三)采用U形窄焊口，减少了焊接道数，由原来的每层多道焊变成单道焊，不但提高了焊接生产效率，并且提升了焊接质量，经过试验证实焊接热影响区比焊条电弧焊相比较窄，大大提高热影响区质量，经各类试验及工程应用前的焊接工艺评定测试，焊缝及热影响区的冲击韧性是焊条电弧焊的3倍。
[0014]四)U形窄坡口，根部钝边宽度1.3～1.5mm，底部圆角R为1.5～2mm，可以保证组对后的坡口底部宽度至少为6mm，在自动氩弧焊时，焊枪在底部进行角摆动，确保坡口底部两侧的熔合良好，避免由于坡口窄造成根部两侧未熔合，特别采用倒角R设计，保证底部圆弧过渡，避免底部尖端形成，造成焊接死角。
[0015]五)通过增加引弧板及熄弧板，起弧在引弧板，收弧在熄弧板，保证边缘板焊道的焊接质量，无需手工焊补焊。
[0016]六)在实施打底和填充焊接时，使焊枪做角摆动，避免了窄焊口焊接，侧壁未熔合的产生。
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术的引弧板和熄弧板安装示意图；
[0019]图3为本技术的焊口结构示意图。
[0020]图中：1、2、边缘板；3、焊口；4、引弧板；5、熄弧板；6、轨道；7、焊接爬行小车；8、供气系统；9、真空吸盘；10、焊枪。
具体实施方式
[0021]为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0022]请参阅图1～图3，一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构，该结构包括焊口3、焊接装备和焊接工装。
[0023]所述焊口3是由边缘板1和2组对而成的单面U型窄焊口，所述单面U型窄焊口设置在边缘板1和2的正面，底部圆角R为1.5～2mm，钝边C为1～1.5mm，根部钝边宽度W为1.3～1.5mm，坡口角度β为8
°
，组对间隙b为1～2mm。
[0024]所述焊接装备包括轨道6、焊接爬行小车7、焊机和供气系统8，所述轨道6安装在所述单面U型窄焊口的一侧，通过真空吸盘9吸附在边缘板1或2上，所述焊接爬行小车7安装在所述轨道6上，所述焊机的焊枪10搭载在所述焊接爬行小车7；所述供气系统8和所述焊机的主体设置在所述单面U型窄焊口的旁侧。
[0025]所述焊接工装包括陶瓷衬垫、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于LNG低温储罐罐底边缘板的焊接施工结构，其特征在于，该结构包括焊口、焊接装备和焊接工装，所述焊口是由两片边缘板组对而成的单面U型窄焊口，所述单面U型窄焊口设置在边缘板的正面，底部圆角R为1.5～2mm，钝边C为1～1.5mm，根部钝边宽度W为1.3～1.5mm，焊口角度β为8
°
，组对间隙b为1～2mm；所述焊接装备包括轨道、焊接爬行小车、焊机和供气系统，所述轨道安装在所述单面U型窄焊口的一侧，通过真空吸盘吸附在边缘板上，所述焊接爬行小车安装在所述轨道上，所述焊机的焊枪搭载在所述焊接爬行小车；所述供气系统和所述焊机的主体设置在所述单面U型窄焊口的旁侧；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪梅，连文博，李俊，张振连，明宇，
申请(专利权)人：中石化第四建设有限公司，
类型：新型
国别省市：