ICS25.160.10

J33

團體標準

T/CWAN0049—2021

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立式儲罐無軌導爬壁焊接機器人焊接工藝規(guī)范

Weldingprocessspecificationoftracklessunguidedcrawlingrobotforverticalstoragetank

2021-01-08發(fā)布2021-03-01實施

中國焊接協(xié)會發(fā)布

T/CWAN0049—2021

立式儲罐無軌導爬壁焊接機器人焊接工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了無軌導爬壁焊接機器人在立式儲罐焊接中的人員要求、焊接設備、儲罐材料、焊接材

料、焊接要求和焊接工藝評定、儲罐下料、組對要求、焊縫的檢測和返修、安全要求。

本文件適用于無軌導爬壁焊接機器人焊接立式儲罐。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件對于本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改

單）適用于本文件。

GB50128立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工規(guī)范(GB50128—2014)

GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差(GB/T709—2019)

GB/T985.1氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高能束焊的推薦坡口(GB/T985.1—2008,ISO

9692-1:2008,MOD)

GB/T8110氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲(GB/T8110—2008)

GB/T19418鋼的弧焊接頭缺陷質量分級指南（GB/T19418—2003,ISO5817：1992，IDT）

NB/T47013承壓設備無損檢測(NB/T47013.1～NB/T47013.6—2015,NB/T47013.7～NB/T47013.9

—2012,NB/T47013.10～NB/T47013.13—2015)

NB/T47014承壓設備用焊接工藝評定(NB/T47014—2011)

NB/T47015壓力容器焊接規(guī)程(NB/T47015—2011)

NB/T47018.1～47018.5承壓設備用焊接材料訂貨技術條件(含編制說明、帶詳細書簽)(NB/T

47018.1～NB/T47018.5—2017,(NB/T47018.6～NB/T47018.7—2011)

JB/T3223焊接材料質量管理規(guī)程(JB/T3223—2017)

T/CWAN0006焊材可追溯信息化標識（T/CWAN0006—2018）

3定義和術語

下列術語和定義適用于本文件。

無軌導爬壁焊接機器人tracklessunguidedcrawlingweldingrobot

無軌導爬壁焊接機器人是利用磁吸附技術進行焊接作業(yè)的特種工業(yè)機器人，具備三維曲面爬行技術

及自主跟蹤焊縫進行焊接能力。

4技術要求

4.1人員要求

a)參加施焊的設備操作人員應經過培訓、考核并取得相應資格證書。

b)無損檢測人員應具有相應的等級資格證書。

1

4.2焊接設備

自動化焊接設備應滿足以下要求：

a)單獨一臺設備可以同時滿足全位置焊接；

b)設備要能適應直徑4m以上的立式儲罐；

c)采用激光跟蹤控制，精度要求控制在±0.2mm；

d)無需預先編程就可以實時跟蹤和焊接；

e)設備可以長時間工作并能保持控制系統(tǒng)靈敏；

f)應具備自檢功能，自檢異常時閉鎖全部操作，并發(fā)出報警信息；

g)具備監(jiān)視、設置和記錄功能。

裝置的顯示記錄功能應滿足以下要求：

a）裝置應具有設備服役環(huán)境工作狀態(tài)監(jiān)視功能；

b)裝置應具有系統(tǒng)運行參數(shù)記錄和系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能；

c)裝置應具有運行參數(shù)和保護定值設置功能；

d)裝置應具有事件顯示及其記錄功能。

4.3儲罐材料

應按照業(yè)主和監(jiān)理方的要求及有關標準、規(guī)范和鋼材質量質保書的規(guī)定，對儲罐母材進行驗收，經

驗收合格后方可投入使用。

4.4焊接材料

焊接材料的保管、烘干、發(fā)放程序應嚴格按照（JB/T3223、T/CWAN0006—2018）執(zhí)行，并認真

做好記錄，并確保其全程使用過程中可追溯。

焊絲在保管和使用時有下列要求：

a)室溫應控制在10℃~15℃，最大相對濕度為60%。焊絲應存放在干燥、通風良好的庫房中，不允

許露天存放或放在有有害氣體和腐蝕性介質（如SO2等）的室內。室內應保持整潔。堆放時不宜直接放

在地面上，應放在距離地面和墻壁不小于300mm的架子或墊板上，以保持空氣流通，防止受潮。

b)開包后焊絲應在48h內用完。開包后的焊絲要防止其表面被冷凝結露，或被銹、油脂及其他碳

氫化合物所污染，保持焊絲表面干凈、干燥。

c)當焊絲沒用完時，需放在送絲機內過夜時，要用帆布、塑料布或其他物品將送絲機（或焊絲盤）

罩住，以減少與空氣中的濕氣接觸。

d)對于72h以上時間不用的焊絲，要從送絲機內取下，放回原包裝內進行密封，儲存。

4.5焊接要求和焊接工藝評定

4.5.1焊接要求

a)焊前準備：焊接前應檢查電源正負極是否按照要求進行連接；檢查氣管是否連接、漏氣，氣瓶

氣壓是否足夠；檢查焊槍導電嘴是否熔化，氣體保護嘴是否有堵塞；焊槍不能有小曲率的彎曲。

b)焊接環(huán)境：當施焊環(huán)境出現(xiàn)下列情況之一時，應采取有效防護措施，否則不得施焊。①、空氣

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相對濕度≧90%；②、風速≧2m/s。

c)儲罐壁板焊接應該先焊接縱縫，再焊接環(huán)縫，縱縫和環(huán)縫組對時的定位焊在產品正式施焊時應

予以清除。在多層多道焊接時，層間接頭應該間隔50mm以上。環(huán)縫的焊接應該由多臺爬行機均勻分布

在儲罐的焊縫上，并且采用等速、同向、分段退焊的方法進行焊接?？v縫采用立向上焊接，起弧和收弧

的位置需要增加引弧板和收弧板，確保焊縫起弧和收弧缺陷不在焊縫處，在起弧處應加裝預留無軌導爬

壁機車身位置的空間。焊接完成后要求去除引弧板和收弧板。

d)針對不同的坡口形式焊縫背面優(yōu)先采用相應的焊縫強制成形工藝，焊縫背面避免使用碳弧氣刨

清根；如遇到需要返修的情況，使用機械打磨的方式清除。

e)在環(huán)縫和縱縫交匯處，即T型接頭位置，三個方向200mm范圍內均不允許起弧?；?。

f)對于上下不等板厚的環(huán)縫，焊接時要求焊縫面圓滑過渡，避免應力集中。

g)焊縫余高按照相關標準進行判定，對于余高過高的部位進行打磨處理，打磨時應該保證焊縫圓

滑過渡而避免產生應力集中。

4.5.2焊接工藝評定

工程施焊前，應具備按照相關規(guī)范（NB/T47014）評定合格的，能全面覆蓋該工程項目的焊接工藝

評定；并根據(jù)合格的工藝評定結果編制焊接工藝卡。推薦的焊接工藝卡形式見附錄A。

4.6儲罐下料

立式儲罐在組對方法上分為正裝和倒裝，對壁罐材料下料進行如下規(guī)定：

焊前清理：焊前對焊縫兩側20mm范圍內進行機械打磨處理，清除油、銹、水分、油漆等。

坡口加工：坡口加工采用等離子切割加工，去除氧化皮?？v縫、環(huán)縫推薦坡口角度按照表1選擇。

表1推薦坡口角度和根部間隙

板厚示意圖根部間隙角度

環(huán)縫α1=35°±2.5°

d=3mm~4mm

t≦20mmα2=10°±2.5°

3

環(huán)縫α1=35°±2.5°

d=3mm~4mm

t＞20mmα2=10°±2.5°

縱縫α1=22.5°±2.5°

d=4mm~6mm

t≦20mmα2=22.5°±2.5°

縱縫α1=22°±2.5°

d=4mm~6mm

t＞20mmα2=22°±2.5°

4.7組對

a)組對：組對采用氬弧焊或氣保焊進行定位焊，所用焊接材料、工藝及對焊工的要求與正式施焊

相同；定位焊長度保持在50mm~80mm、焊點間隔保持在300mm~500mm為宜，在使用工裝夾具進行

固定時，焊點應該牢固，夾具間隔范圍保持在400mm以內；定位焊應焊透并應在坡口內引弧和熄弧，

不得劃傷母材表面。

b)根部間隙：對接焊縫在組裝時要求內壁應平齊，在考慮焊接收縮和變形量后，縱向對接焊縫根

部間隙保持在4mm~6mm，環(huán)向對接焊縫根部間隙保持在3mm~4mm，所有板厚相等的焊縫錯邊量控

制在≦2mm以內。

c)垂直度要求：各圈壁板的垂直度不能超過該圈板厚的0.3%。

5焊縫的檢驗和返修

5.1焊縫的檢驗

a)焊縫的外觀檢驗

在進行焊縫檢驗前，需要將焊縫周邊的熔渣，飛濺等清理干凈；焊縫的表面質量應符合GB/T19418

的要求。

1、焊縫表面及熱影響區(qū)，不得有裂紋、氣孔、夾渣、弧坑和未焊滿等缺陷。

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2、對接焊縫咬邊深度不能超過0.5mm，咬邊的連續(xù)長度，不應大于100mm；焊縫兩側咬邊的總長

度，不能超過整個焊縫長度的10%；對于強度＞390MPa或者厚度＞25mm的焊接接頭，不允許有咬邊缺

陷存在。

3、邊緣板厚度≧10mm時，底圈壁板與邊緣板的T型接頭罐內角焊縫靠罐底一側的邊緣應平滑過渡，

且不應有咬邊缺陷，T型接頭角焊縫尺寸應符合設計要求。

4、焊縫高度不能低于母材，焊縫的余高應滿足表2要求。

表2對接焊縫的余高

罐壁焊縫的余高(mm)

板厚δ(mm)罐底焊縫的余高（mm）

縱向環(huán)向

≦12≦1.5≦2.0≦2.0

12＜δ≦25≦2.5≦3.0≦3.0

δ＞25≦3.0≦3.0-

b）焊縫的無損檢測

焊縫應進行超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測等，檢測要求和合格等級應符合GB50128

和GB/T47013相關標準的要求。

“T”字焊縫檢測位置應包含縱向和環(huán)向焊縫各300mm區(qū)域。

5.2焊縫的返修

當射線檢測或者超聲檢測不合格時，需要對照射線底片或超聲位置進行缺陷位置確定。采用機械打

磨的辦法清除缺陷，不允許使用碳弧氣刨的方式清除焊縫缺陷，清除部位應超出缺陷位置，如有需要可

以再打磨清除缺陷后進行滲透探傷，確保缺陷位置完全清除，再進行返修焊，返修焊接應嚴格按照返修

流程和返修工藝進行返修。返修完成后使用機械打磨直至圓滑。

同一位置的焊縫返修不能超過兩次，超過兩次后必須經項目總工程師批準并通知監(jiān)理方。

6安全要求

a)無軌導爬壁焊接機器人使用場所應滿足本文件規(guī)定的范圍；

b)無軌導爬壁焊接機器人使用場所不應有火災、爆炸危險的介質、不應有腐蝕、破壞絕緣氣體及

導電介質、不應充滿蒸汽及有嚴重的霉菌；

c)戶外使用須有防御雨、雪、風、沙的設施；

d)工作人員須正確佩戴勞動保護品；

e)焊機、烘干機等應一機、一閘、一保護。小型機具應裝有漏電保護器；

f)罐內焊接應設通風設備；

g)高空焊接時，要清理垂直下方10m2之內易燃物，焊接完后及時清理焊接現(xiàn)場，防止發(fā)生火災；

h)射線探傷時應在50m2范圍內設警示標志，并設專人監(jiān)護。

5

附錄A

（資料性）

立式儲罐無軌導爬壁焊接機器人焊接工藝卡

單位名稱工藝卡編號

項目名稱部件名稱

環(huán)境參數(shù)及焊機、焊槍、輔材熱處理參數(shù)接頭特性

溫度/℃相對濕度%預熱方式母材材質

氣壓/KPa風速m/s預熱溫度/℃材質厚度/mm

焊機品牌焊機型號層間溫度/℃坡口形式

焊槍類型接口坡口角度/°

正面氣體流量接頭形式

背面氣體L/min間隙R/mm

焊接位置焊劑類型背面保護鈍邊N/mm坡口示意圖

焊機參數(shù)機器人參數(shù)

焊接材料V送絲(m/min)L弧長調節(jié)焊槍角度/°擺動參數(shù)

焊接方焊機程序電弧焊速線能量干伸焊接焊接操作

焊層道號電特性