振動時效處理大型儲罐接管焊縫的殘余應(yīng)力

大型儲罐底圈壁板接管經(jīng)補強焊接后，焊接區(qū)域往往存在較大的應(yīng)力集中，其對油罐的長期安*使用會產(chǎn)生不利的影響。根據(jù)設(shè)計要求，儲油罐接管焊接后須進行消除應(yīng)力處理，常規(guī)方法是采用熱處理，但該方法易使金屬表面氧化、脫碳，能耗大、成本高，整張板需在現(xiàn)場建地下熱處理爐進行處理，操作復(fù)雜，難度大。對此，針對儲罐接管使用JH-600A液晶交流振動時效設(shè)備進行去應(yīng)力處理，采用較為合理的現(xiàn)場振動時效處理工藝，通過現(xiàn)場實際應(yīng)用，達到了預(yù)想的研究效果。

儲罐接管現(xiàn)場振動時效處理

振動時效設(shè)備。采用南京聚航科技有限公司生產(chǎn)的JH-600A液晶交流振動時效設(shè)備進行振動處理。

振動時效設(shè)備的裝卡。根據(jù)油罐接管的不同形式，制作了相應(yīng)的工裝，同時使用夾具將振動時效設(shè)備剛性固定于接管適當(dāng)部位。

激振力的選擇。激振力是振動時效中的一項關(guān)鍵參數(shù)，對焊接構(gòu)件更為重要。激振力的大小應(yīng)使得它所產(chǎn)生的動應(yīng)力等于構(gòu)件工作載荷的1/2倍，而激振力決定于激振器的偏心檔位和共振頻率，當(dāng)掃頻確定了共振頻率后，需確定適當(dāng)?shù)钠臋n位來滿足上述關(guān)系。正確選擇激振力不僅能降低殘余應(yīng)力，且能提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命。激振時間均選為30min。

現(xiàn)場工藝實施。分別對油罐的人孔、清掃孔等30個接管的焊縫區(qū)域進行了振動消除應(yīng)力處理。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對油罐接管在振動時效處理過程中的振幅時間曲線和振前、振后振幅頻率曲線的變化情況進行了監(jiān)測。通過曲線觀測，發(fā)現(xiàn)各接管在振動時效處理過程中均有下列情況之一出現(xiàn)：①振幅時間曲線上升后變平；②振幅時間曲線上升后下降然后變平；③振幅頻率曲線振動后比振前峰值升高；④振幅頻率曲線振后比振前的峰值點左移；⑤振幅頻率曲線振后比振前的帶寬變窄。

振動時效處理技術(shù)經(jīng)濟效果分析

技術(shù)分析。為進一步驗證接管部位焊接殘余應(yīng)力的振動處理效果，對油罐接管的補強焊縫和接管焊縫進行了應(yīng)力測試，測試工作由南京聚航科技有限公司的專業(yè)人員完成。測試采用盲孔法，測試振前振后工件的殘余應(yīng)力。根據(jù)測試結(jié)果可知，各規(guī)格接管的焊縫區(qū)域經(jīng)振動時效處理后焊接殘余主應(yīng)力明顯下降，下降率達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大于30 %的指標(biāo)要求，因此可認(rèn)為采用選定的工藝參數(shù)對接管進行的振動消除應(yīng)力處理達到了振動時效工藝效果。

經(jīng)濟效果分析。儲油罐接管采用振動時效處理工藝較常規(guī)熱處理工藝生產(chǎn)費用降低約81.4%，耗電量減少98 %以上，單件處理時間減少。所以說振動時效處理是一種、節(jié)能的消除應(yīng)力處理方法，用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱處理具有顯著的經(jīng)濟效益。 

采用振動時效工藝進行焊接殘余應(yīng)力處理，主應(yīng)力消除率可達到30%~60%，滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

大型儲罐接管焊縫采用振動時效處理較常規(guī)熱處理，設(shè)備簡單，操作方便節(jié)省大量工時，可大幅度降低綜合處理成本。

使用JH-600液晶交流振動時效設(shè)備，不僅能降低殘余應(yīng)力，且能提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命。

振動時效處理可代替常規(guī)熱處理進行大型儲罐接管的焊接殘余應(yīng)力處理，并具有顯著的經(jīng)濟效益。