某直徑7.2m的大型鋼岔管,分岔結(jié)構(gòu)為“卜”型不久前,岔管壁厚32mm用上了,是由Q345C鋼焊接而成。由于岔管結(jié)構(gòu)復(fù)雜能力建設、管壁較厚關註,焊接工藝復(fù)雜研究進展,在正產(chǎn)裝配過程中容易產(chǎn)生嚴(yán)重的殘余應(yīng)力,需要采用合理的工藝消除鋼岔管卷焊殘余應(yīng)力連日來。根據(jù)工程實(shí)際情況快速融入,受現(xiàn)場制作工藝條件限制,岔管只能成型后分段吊裝系統、現(xiàn)場組裝焊接增強,因此采用熱時效工藝非常困難。所以廠家找到南京聚航科技有限公司交流等,希望我們能夠提供好的解決方法更加廣闊。
經(jīng)多次研究探討后,決定采用振動時效方法消除鋼岔管的焊接殘余應(yīng)力提高。其原理就是工件在某有特定頻率的周期激振力的作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象可以使用,振動應(yīng)力會與工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力疊加,當(dāng)疊加應(yīng)力超過屈服極限而產(chǎn)生微小的塑性變形時各領域,構(gòu)件內(nèi)殘余應(yīng)力重新分布應用領域,并實(shí)現(xiàn)降低殘余應(yīng)力、強(qiáng)化金屬基體的時效作用進行培訓。
振動時效工藝方案
鋼岔管振動時效在水電站安裝工地引水隧洞的現(xiàn)場進(jìn)行發展機遇。岔管連同椎管、與岔管連接的部分主管及支管的管節(jié)物聯與互聯,采用“多點(diǎn)連續(xù)彈性支撐”穩定,間隔在節(jié)點(diǎn)處放置橡膠墊,鋼岔管的支撐以平穩(wěn)為準(zhǔn)供給。結(jié)合工程實(shí)際情況優勢與挑戰,對鋼岔管進(jìn)行整體振動時效消除應(yīng)力試驗,采用“單點(diǎn)異頻”3次激振的工藝處理方案解決方案,在岔管支管內(nèi)底部分岔處架設(shè)“激振器”進(jìn)行不同激振頻率的振動時效工藝處理趨勢。鋼岔管支撐穩(wěn)定后,分別把激振器和拾振器固定在合適的位置上高質量,調(diào)整激振器的偏心位置一站式服務,對鋼岔管進(jìn)行全程掃頻,得到鋼岔管的固有頻率深入交流。
時效工藝參數(shù)選擇
通過掃頻試振引領作用,確定激振器固定于分岔點(diǎn)底部內(nèi)管壁上,拾振點(diǎn)位于岔支管內(nèi)壁之上臺上與臺下;確定激振器偏心號數(shù)8-9檔用的舒心;施振頻率6672rpm-6872rpm。
振動時效處理
采用振前掃描獲取時效工藝參數(shù)集聚效應,分別進(jìn)行8分鐘集成、8分鐘重要手段、7分鐘的3次振動時效處理。
從3次時效處理的振前技術的開發、振后振幅頻率A-n曲線對比分析可以得出研究與應用,A-n曲線振后共振峰發(fā)生了組合特征的變化,根據(jù)GB/T25713-2010標(biāo)準(zhǔn)判定振動時效工藝處理是有效的
岔管焊接殘余應(yīng)力檢測
在鋼岔管分叉組合焊縫更高效、環(huán)縫全面協議、縱縫及T字焊縫等處布置13個測點(diǎn),對岔管振動時效前后焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行測量具體而言。焊接應(yīng)力為平面應(yīng)力狀態(tài)工具,故采用120Ω三軸應(yīng)變片。首先用顯微鏡對準(zhǔn)三軸應(yīng)變花后將殘余應(yīng)力裝置磁盤固定喜愛,儀器調(diào)零重要的角色,然后用直徑1.5mm的鉆頭鉆孔,鉆孔深3mm高質量,應(yīng)變儀采集記錄也逐步提升。利用公式計算出殘余應(yīng)力主應(yīng)力。
測點(diǎn)編號 | 時效前焊接應(yīng)力(MPa) | 時效前焊接應(yīng)力(MPa) | 消除率(%) | ||
σ1 | σ2 | σ1 | σ2 | ||
1 | 109.7 | 88.9 | 62.7 | 24.8 | 44.0% |
2 | 105.2 | 50.7 | 63.4 | -31.0 | 39.7% |
3 | 21.6 | 12.8 | -11.4 | -33.0 | 正負(fù)異向 |
4 | 141.6 | -25.1 | 69.0 | 20.5 | 51.1% |
5 | 69.2 | 8.6 | 5.4 | -22.3 | 正負(fù)異向 |
6 | 148.1 | 124.0 | 68.0 | 54.1 | 54.1% |
7 | 33.8 | 13.7 | 13.5 | -30.5 | 正負(fù)異向 |
8 | -47.9 | 64.6 | 62.1 | 39.3 | |
9 | 26.8 | 32.5 | -10.0 | -30.1 | |
10 | -87.4 | -60.4 | 51.5 | 40.7 | |
11 | -23.3 | -14.9 | 43.8 | 6.1 | |
12 | -151.3 | -50.0 | -93.8 | -66.4 | 38.1% |
13 | 138.9 | 99.1 | 56.4 | 35.5 | 59.6% |
由上表數(shù)據(jù)可知
1.金屬殘余應(yīng)力狀態(tài)呈“雙向拉應(yīng)力”分布的區(qū)域易發(fā)生脆性斷裂註入了新的力量。經(jīng)振動時效工藝處理后重要的作用,岔管焊接殘余應(yīng)力得到充分釋放,發(fā)生脆性斷裂的風(fēng)險解除去創新。
2.經(jīng)過振動時效處理后足夠的實力,各測點(diǎn)焊接殘余應(yīng)力消除率均在38%以上,時效后部分測點(diǎn)的主應(yīng)力基本呈“正負(fù)異向”改變結構,說明焊接部位的分子排列位錯顯著改善更適合、殘余應(yīng)力得到充分釋放,振動時效達(dá)到了良好的消應(yīng)力效果溝通協調。
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