振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在壓力容器上的試驗(yàn)與應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)外有很多論文，很多技術(shù)文獻(xiàn)對(duì)振動(dòng)法在壓力容器上應(yīng)用的可行性與前景進(jìn)行了論述。
大連理工大學(xué)的研究結(jié)果表明，振動(dòng)時(shí)效對(duì)金屬焊縫及熱影響區(qū)材料的力學(xué)性能基本沒(méi)有影響, 但因殘余應(yīng)力的降低和均化卻使焊縫材料的斷裂韌度和疲勞*限明顯提高。在疲勞*限的提高上振動(dòng)時(shí)效要*于熱處理。 國(guó)內(nèi)的研究結(jié)果還證明，由于采用振動(dòng)時(shí)效降低和均化了焊接應(yīng)力,因此提高了構(gòu)件的抗應(yīng)力腐蝕能力。
早在五六十年代, 國(guó)內(nèi)一些廠家在壓力容器制造中就已采用機(jī)械法消除殘余應(yīng)力。如對(duì)多層高壓容器的厚壁筒節(jié)環(huán)焊縫進(jìn)行焊接時(shí),焊接工藝規(guī)定，每焊完一遍均要用風(fēng)把對(duì)焊縫進(jìn)行振動(dòng)敲擊,以調(diào)整殘余應(yīng)力。在焊接工藝中,為了減少焊接裂紋,往往增加敲擊的內(nèi)容，這些都是用機(jī)械法調(diào)整焊接殘余應(yīng)力的實(shí)例。
哈爾濱焊接研究所和沈陽(yáng)蒸壓釜制造廠對(duì)生產(chǎn)的壓力容器蒸壓釜部件及整體采用振動(dòng)時(shí)效處理,消除焊縫區(qū)應(yīng)力40%以上。 濟(jì)南*一機(jī)床廠為山東齊魯石化公司儲(chǔ)運(yùn)廠生產(chǎn)的2 500 m3液堿罐, 做了振動(dòng)時(shí)效處理,消除應(yīng)力30%左右,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。湖北省1臺(tái)200 m3液化石油氣球罐,安裝組焊后,采用振動(dòng)法消除焊接應(yīng)力 10%～29%,平均約為15%。
雖然國(guó)內(nèi)一些單位對(duì)壓力容器已有用振動(dòng)時(shí)效代替熱處理的實(shí)例, 但是由于壓力容器是有爆炸危險(xiǎn)的特種設(shè)備, 國(guó)內(nèi)外壓力容器制造法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)中均有要進(jìn)行熱處理的明確規(guī)定。筆者認(rèn)為,振動(dòng)時(shí)效作為一項(xiàng)新技術(shù),要在壓力容器制造中代替成熟的熱處理工藝,須通過(guò)試驗(yàn)獲取大量的測(cè)試數(shù)據(jù),充分地證實(shí)其可行性,并通過(guò)技術(shù)鑒定,且經(jīng)逐步推廣和使用實(shí)踐,*后才能形成用于壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)。
基于上述考慮,大連鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究所與大連理工大學(xué)早在1992 年就共同研制開(kāi)發(fā)振動(dòng)時(shí)效在壓力容器上的應(yīng)用,并于1993年初,*對(duì)金州重型機(jī)器廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的3臺(tái)殘液罐進(jìn)行了2種消除焊接應(yīng)力方法的對(duì)比試驗(yàn)和測(cè)試。殘液罐技術(shù)參數(shù)：V=5 m3,p設(shè)=1.8 MPa,主體材質(zhì)為16MnR,Di= 1 500 mm,δ=12 mm,圖樣要求焊后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。
試驗(yàn)中用"盲孔法"測(cè)量了3臺(tái)殘液罐在處理前后的殘余應(yīng)力，在對(duì)接焊縫的縱向和環(huán)向焊縫的焊趾處各選5個(gè)測(cè)點(diǎn),其中1、3、5、7、9為應(yīng)力消除前測(cè)點(diǎn),2、4、6、8、10為應(yīng)力消除后測(cè)點(diǎn)。也測(cè)試了一塊與容器一起進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理的焊接試板在處理前后的殘余應(yīng)力。 采用振動(dòng)時(shí)效消除應(yīng)力處理的殘液罐,按照J(rèn)B 4708-92《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》要求做了焊接工藝評(píng)定, 評(píng)定試板在振動(dòng)前后均進(jìn)行磁粉探傷,未見(jiàn)異常，評(píng)定結(jié)果合格。
