吸附塔和预处理塔******焊接应力的振动时效处理

发布人：发布时间：2014-06-24

前  言
      本钢燃气厂在维修施工中，根据设计部门的要求，需对吸附塔（5件）和预处理塔（2件）进行时效处理，用以******焊接应力。但因结构过大，加上现场条件的限制，无法采用热处理法来******应力，故根据以往焊接件振动时效******应力的经验，确定采用振动时效来处理上述结构。经与大连理工大学有关人员共同探讨，认为是可行的，并确定如下实施方案：
      1．对吸附塔（5件）分别采用地面上的振动时效处理；
      2．对预处理塔（2件）分别采用地面上的振动时效处理；
      3．对吸附塔和预处理塔分别进行处理前和处理后的残余应力抽样检测，以确定振动时效处理的效果。
      经过厂校双方有关人员的共同努力，现已完成上述工作，现报告如下：

一、吸附塔振动时效处理
      1．振动时效处理对金属构件的作用
      振动时效是对具有残余应力的金属构件进行振动处理，使构件在共振频率下振动。由于在共振状态下构件按一定的振型产生弹性变形而产生动应力，当这个动应力与构件上各点的残余应力相叠加后，大于材料的屈服极限，则在该点出现局部的塑性变形，因而应力得到释放。所以振动时效从原理上来说，就是降低构件内的残余应力。应力降低的水平与构件内的动应力大小有关，动应力大则******应力的效果高，动应力小，******应力的效果也低。
      振动时效既然可以降低应力，则必然可以******或降低残余应力对构件的影响。其作用有如下几方面：
      ①降低和均化应力，******应力集中，防止裂纹
      因为振动过程中残余应力大的点首先进入屈服，所以高应力点下降的比例大，使应力均化程度高，从而降低应力集中而防止裂纹。
      ②减少或防止构件变形
      构件的变形是由于残余应力特点造成的，因为残余应力的分布和量值具有很大的随机性，分布不均且量值差别太大，所以容易产生变化，即可变性。残余应力的变化，必然使构件产生变形，因此在使用前或安装前，通过振动时效使应力降低和均化，必然防止或减少变形。
      ③提高焊接构件的疲劳寿命，增加使用周期
      通过大量的实验和实践证明，振动时效可提高焊件的疲劳寿命50%以上，提高使用寿命0.5~1倍。
      由于振动时效的上述作用，使该项技术得到厂矿企业和国家的重视和认可，1991年制定了国家行业标准JB/T5926.91，并在1993年被国家科委批准为“*********科技成果重点推广计划”项目，在全国普遍推广。在冶金行业，本钢和鞍钢在转炉壳体和托圈上应用***早，******次振动时效处理的壳体至今还在应用，为企业节省大量资金。可以说，实践证明振动时效在冶金构件上的应用，优于原先采用的喷油热时效。
      2．吸附塔振动时效处理
      吸附塔是在地面平台上焊接好的，在地面上做振动时效处理，5件处理现场请见照片（一~三）。由于设备的记录笔出现故障，故采用手动调频，记录加速度幅值变化的方法来处理。

照片二  吸附塔振动处理现场

照片三  吸附塔测点布置

处理情况见表1。

照片四  预处理塔振动时效处理现场

      对这些构件的处理仍然采用手动调频，观察并记录随时间的幅值变化来考查处理效果，如表3所示。

表3 ：处理参数记录表

 

照片五  预处理塔残余应力测点分布图

附录：