【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体是一种球形压力储罐焊接方法和系统。
技术介绍
1、球形压力储罐（以下简称球罐）在能源化工行业应用广泛，球罐的外壳是球形而受力均匀；在壁厚相同的情况下，球罐的承载能力更高；在相同体积条件下，球形容器的表面积最小，因而球罐壁厚、表面积小而相较其他形状能节省大量钢材。球罐压力容器主要保存压力较高的气体或液化气体，多数是易燃、易爆介质，因此球罐施工难度大、质量要求高。球罐安装施工过程难度较大的是焊接环节，焊接后的球罐必须能够承受极端的压力和温度条件。焊接球罐的曲面壳板有若干，壳板厚度根据设计工作压力参数一般为25~50mm，除球罐主体的壳板之外还有支撑球罐主体的支柱、附属阀门等附件。按主体壳板的分片结构形式可分为桔瓣式、足球式和混合式，其中混合式球罐的罐体组成是赤道带和温带采用桔瓣式，而极板采用足球瓣式结构。由于这种结构取桔瓣式和足球瓣式两种结构的优点，材料利用率较高，焊缝长度缩短，壳板数量较少，特别适合大型球罐。混合式球罐将壳板根据组成球罐的区域分为赤道带、上下温带、上下寒带和上下极带，无论是赤道带、温带、寒带还是极带之间的壳板进行焊接连接，均有沿纬度方向的环缝和沿经度方向的纵缝来固定。球罐的焊接需要经验丰富的焊工完成，难点在于罐体焊缝长度多达数百米，并且焊接时需要大量焊工围绕球罐以对称方式配合同时焊接。
技术实现思路
1、（1）本专利技术的目的在于提供球形压力储罐焊接方法和系统，以解决球罐焊接过程环缝焊接进度同步的问题。
2、（2）为实现上述目的，一
3、将球罐的壳板按照拼接位置划分成不同位带，包括上极带、上寒带、上温带、赤道带、下温带、下寒带和下极带；同一位带由均分且相同形状的壳板组成，同一位带的壳板之间连接的焊缝记为纵缝，不同位带的壳板之间连接的焊缝记为环缝，不同位带的壳板之间连接的纵缝错开分布；
4、将赤道带对应的壳板拼接，壳板之间预留纵缝的接触间隙，取纵向定位块搭接在壳板之间，将纵向定位块通过焊点焊牢并固定相邻壳板，完成赤道带的壳板定位；架起支撑腿，支撑腿之间固定有连接筋，所述支撑腿上端之间形成的圆平面上开口设置为支撑赤道带外侧面；吊装赤道带到支撑腿之间形成的圆平面上开口，调节赤道带圆心摆放到和圆平面上开口圆心重合；焊接赤道带的壳板之间纵缝，将支撑腿和赤道带壳板焊牢固定；
5、将上温带对应的壳板拼接，壳板之间预留纵缝的接触间隙，取纵向定位块搭接在壳板之间，将纵向定位块通过焊点焊牢并固定相邻壳板，完成上温带的壳板定位；吊装上温带到赤道带上方进行拼接并预留环缝的接触间隙，维持吊装状态并取横向定位块沿环缝均匀分布且搭接在上温带和赤道带壳板之间通过焊点焊牢固定相邻壳板；焊接上温带的壳板之间纵缝，焊接上温带和赤道带壳板之间的环缝；
6、将上寒带对应的壳板拼接，壳板之间预留纵缝的接触间隙，取纵向定位块搭接在壳板之间，将纵向定位块通过焊点焊牢并固定相邻壳板，完成上寒带的壳板定位；吊装上寒带到上温带上方进行拼接并预留环缝的接触间隙，维持吊装状态并取横向定位块沿环缝均匀分布且搭接在上寒带和上温带壳板之间通过焊点焊牢固定相邻壳板；焊接上寒带的壳板之间纵缝，焊接上寒带和上温带壳板之间的环缝；
7、将上极带对应的壳板拼接，壳板之间预留纵缝的接触间隙，取纵向定位块搭接在壳板之间，将纵向定位块通过焊点焊牢并固定相邻壳板，完成上极带的壳板定位；吊装上极带到上寒带上方进行拼接并预留环缝的接触间隙，维持吊装状态并取横向定位块沿环缝均匀分布且搭接在上极带和上寒带壳板之间通过焊点焊牢固定相邻壳板；焊接上极带的壳板之间纵缝，焊接上极带和上寒带壳板之间的环缝；
8、依照上温带的焊接方法对称完成下温带和赤道带的焊接，依照上寒带的焊接方法对称完成下寒带和下温带的焊接，依照上极带的焊接方法对称完成下极带和下寒带的焊接；完成上述球罐外侧外坡口焊接后，将球罐内侧清根打磨且通过无损探伤后，焊接球罐内侧内坡口；
9、所述位带之间的环缝焊接方法包括：将焊工围绕形成环缝的壳板外侧均匀分布进行焊接施工，设定焊接初始电压和焊接初始电流，所有焊工从对称位置的壳板起弧，当所有焊工焊接到相邻的壳板且需要拆除横向定位块或者将已完成焊接的壳板的吊装条件撤除时收弧，统计焊工焊接过程的焊条消耗数量，根据焊条消耗数量得到有效焊接时间；根据焊工按序统计的有效焊接时间序列映射到接触间隙在焊接过程中平均的宽度序列，根据宽度序列拟合生成接触间隙两侧位带所在的接触平面；根据宽度序列和接触平面求出两侧位带之间的空间距离曲线得到接触间隙尺寸曲线，在接触间隙尺寸曲线上找到最小间隙值；当拆除当前横向定位块并焊接下一段接触间隙时，根据接触间隙尺寸曲线预测焊工当前接触间隙，根据当前接触间隙与最小间隙值的倍数修正焊接初始电流得到焊接修正电流。
10、进一步地，根据宽度序列拟合生成接触间隙两侧位带所在的接触平面的方法包括：
11、设定固定的第一平面作为接触间隙一侧的接触平面，另一接触平面记为第二平面，第一平面上的位带环形投影记为第一环形，第二平面上的位带环形投影记为第二环形，第一环形和第二环形不平行且其圆心不具有同心关系；以第一环形圆心为坐标原点，且第一环形在平面，设第二环形圆心相对第一环形圆心的夹角向量为 ，其中、和分别是第二圆环相对第一圆环的轴、轴和轴旋转的欧拉角，第二环形圆心相对第一环形圆心的平移向量为；将接触间隙对应的宽度序列公式设为：
12、；
13、其中为第二圆环上任意点的向量，是对应的点在第一圆环上的垂直投影点的向量；所述宽度序列是第二圆环上的焊接位置到第一圆环的垂直距离，设宽度序列的误差函数为：
14、；
15、其中为宽度序列中第个元素，为宽度序列中元素个数，为宽度序列中第个元素在第一圆环上的点对应的向量；将宽度序列带入误差函数并使用梯度下降算法拟合得到夹角向量 和平移向量，从而得到第二圆环的空间位置；通过第二圆环的空间位置求得其到第一圆环之间形成的接触间隙尺寸曲线。
16、进一步地，所述方法还包括：
17、当焊接修正电流超过设定的焊接最大电流时，将焊接修正电流调整为焊接最大电流，将焊接初始电流调整为；当焊接修正电流超过设定的焊接最大电流且低于设定的焊接最小电流时，将焊接初始电流调整为焊接最小电流且焊接修正电流调整为焊接最大电流。
18、进一步地，所述方法还包括：
19、当焊接修正电流计算并生效后，统计焊接下一段壳板期间焊工消耗的焊条数量得到实际焊接时间，通过z分数法得到出现实际焊接时间存在异常期间对应的焊缝，对实际焊接时间存在异常期间对应的焊缝提前进行无损探伤。
20、进一步地，所述方法还包括：
21、所述焊工围绕形成环缝的壳板外侧均匀分布进行焊接施工时，将每个壳板对应的焊缝分为等长焊本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，根据宽度序列拟合生成接触间隙两侧位带所在的接触平面的方法包括：
3.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.如权利要求3所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.如权利要求4所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，将球罐内侧清根打磨的方法包括：
10.球形压力储罐焊接系统，应用于权利要求1~9任一所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述系统包括：
【技术特征摘要】
1.球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，根据宽度序列拟合生成接触间隙两侧位带所在的接触平面的方法包括：
3.如权利要求1所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.如权利要求3所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.如权利要求4所述的球形压力储罐焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：白晓婷，马庆生，张多智，郭亮，李栋，宋扬，沈冬旭，候远大，
申请(专利权)人：鞍山华信重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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