浅谈光热发电高温熔盐储罐底板（TP347H)焊接变形的预防措施

摘要：随着全球气候变化和能源危机日益严峻，可再生能源的发展备受瞩目，光热发电作为其中的一种重要形式，正逐渐崭露头角，它利用大体积高温熔盐储罐来储存热量太阳能热，熔盐储罐因体积庞大需在现场制造焊接，给焊接工艺带来了更高的要求，在此提出了如何控制熔盐储罐底板（TP347H）的焊接变形量，并通过现场实践操作证实了其可行性和实用性。介绍了焊接变形控制措施在实际生产应用中产生的效果和效益。

关键词：光热发电；高温熔盐储罐底板（TP347H）；焊接变形量；可行性；实用性

引言

光热发电作为一种稳定、清洁、可再生、可调的能源形式，其市场需求也在不断提升，而熔盐储罐作为整个光热发电系统中最重要的设备，不容有失，是太阳能光热发电的重点，针对太阳能光热发电储热系统中熔盐储罐材质（TP347H）焊接的独特性，且该罐体在制造过程中具有直径大、焊缝数量多、焊接工作量大等特点。特别是罐体底板面积较大，底板对接焊缝纵、横交错特别多，同时该奥氏体不锈钢的线膨胀系数较大，受热膨胀的变形也较大，如何控制底板的焊接变形是整个底板，乃至整个储热设备的一个制造难点，我们针对该钢材的特殊性和现场安装焊接的技术难点进行分析，在克服以往习惯性思维的焊接基础上，采用氩弧焊打底、焊条电弧焊填充、埋弧焊盖面的焊接方法和相对应的防变形控制措施，克服了该钢材在焊接过程中容易变形的焊接技术难点，高质量、高标准、高效益的完成了熔盐储罐底板及整个设备的焊接施工。

1合理选择焊接方法和焊接规范

1.1焊接方法：根据熔盐储罐底板TP347H钢材的焊接特性，我们采用了手工氩弧焊打底，焊条电弧焊填充，自动埋弧焊盖面的焊接方法，采用该焊接方法既能有限的降低焊接过程中的热输入量提高焊缝的焊接合格率还能提高现场的施工效率。

1.2焊接规范参数：钨极氩弧焊 I=80A-120A，U=14V-18V，氩气流量8-12L/min，背面氩气保护流量10-12L/min，焊条电弧焊（Ø3.2）I=90A-120A，U=24V-26V，埋弧焊（Ø3.2）I=180A-220A，U=32V-38V，氩气纯度99.99%，氩弧焊焊接2层，然后采用焊条电弧焊填充至与钢材表面相平的位置，最后采用全自动埋弧焊盖面。

2.选择合理的焊接顺序

2.1选择合理的装配顺序：把底板按图纸尺寸分成部件编号， 分别装配焊接， 然后再拼焊成整体， 使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能比较自由地收缩而不影响整体结构，按这个原则组合完成的底板结构既有利于控制焊接变形， 又能扩大作业面， 缩短生产周期，储罐底板先纵向组对固定，调整底板齐平，后开始组对横向焊缝，在焊缝组对时，组对时防止产生对口应力，详见下图。

2.2选择合理的焊接顺序

储罐底板中幅板焊接时应采用分段退步施焊，先焊短缝，后焊长缝，最后施焊通长缝；通长缝的焊接由中心开始向两侧分段退步施焊，焊至距边缘板400mm处停止施焊，对较多平行排列的焊缝（长缝），由二台焊机从中心向外对称隔缝施焊，储罐底板的焊接还应采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序，中幅板焊接时，先焊短焊缝，后焊长焊缝，初层焊道和填充层焊道应采用分段退焊或跳焊法，边缘板与中幅板之间的收缩缝的初层焊道采用分段退焊或跳焊法进行。

3.反变形法

反变形法是生产实际中经常使用的方法 ，即施焊前预先估计好焊接变形的大小和方向 ，在装配时预加一个相反的变形 ，使其与焊接产生的变形相抵消，为了抵消焊接变形我们在进行底板装配时， 预先将底板对接焊缝向与焊接变形相反的方向进行人为的变形，中幅板组对完成后底板下方使用千斤顶，向反方向顶升50mm，防止焊道焊接过程下凹。如下图所示：

4.刚性固定法

刚性固定法是利用外加刚性拘束以减小焊接变形的方法称，我们在熔盐储罐底板施工时，中幅板铺设完成后，为了有效地减小焊接变形，在焊道两侧将200mm的工字型钢点焊固定在底板上，增加了钢板的刚性以此来达到防止变形的目的。

5.实施效果

通过选择合理的焊接方法及焊接规范，采取合理的装配焊接顺序以及采取反变形法和刚性固定法的措施，使熔盐储罐底板焊接变形问题得到了解决，提高了现场施工效率，为施工单位节省了人力和物力的投入，降低了现场人力资源的消耗，减少了返工现象的发生，确保了项目建设的安全、质量与进度，确保了熔盐储罐能按时预热化盐的节点任务，为后续机组整套启动奠定基础。

6结束语

通过在本论文焊接变形预防措施的成功应用，将逐步在其他工程中推广，该方法对光热发电熔盐储罐不锈钢底板及化工石油罐体焊接有极强的适用性和推广性，对其他的焊接防变形工艺具有参考价值。

参考文献：

《火力发电厂金属焊接手册》［S］

API650-2018《焊接石油储罐》

NB/T47015-2023《压力容器焊接规程》

GB50128-2014立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范

作者简介：史俊文、男、出生于1987/07/23，工程师，现在山东电力工程咨询院有限公司从事焊接管理工作。