化工廠電石生產(chǎn)是一個不間斷的過程，只有在設(shè)備大修等特殊情況下才暫停生產(chǎn)。箱形水冷梁是電石生產(chǎn)爐上端的一直徑較大的箱形焊接構(gòu)件，由于其結(jié)構(gòu)尺寸大，須在現(xiàn)場組裝焊接，因此無法采用熱處理進(jìn)行焊接后的應(yīng)力消除。若生產(chǎn)過程中由于焊接問題而造成箱形梁漏水，就得停車檢修。不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，且給電石生產(chǎn)帶來危險。因此，生產(chǎn)廠家找到聚航科技，希望我們能夠解決這一問題。經(jīng)雙方探討后，決定采用振動時效工藝消除箱形水冷梁的焊接應(yīng)力。
箱形水冷梁結(jié)構(gòu)形式
箱形水冷梁是用10mm厚的16MnR鋼板焊接而成。整體結(jié)構(gòu)像個直徑8000mm的圓盤，*大外圓高250mm，其它中間部分的高為220mm。*大外圓、3個內(nèi)圓及3個門形結(jié)構(gòu)的剖面均為矩形，使用時內(nèi)裝循環(huán)冷卻水，外面是燃燒室的煙道。為充分消除應(yīng)力，選定1個主振點(diǎn)和1個輔振點(diǎn)。對構(gòu)件采用4點(diǎn)（主振型）和3點(diǎn)（輔振型）對稱支撐。
振動時效工藝步驟
振動時效設(shè)備采用JH-700A智能頻譜交流振動時效設(shè)備，激振器偏心選第2檔，具體處理步驟如下。
- 用硬橡膠把水冷梁4點(diǎn)支起，激振器用卡具裝卡在水冷梁主振點(diǎn)處，并把磁鐵式減震器吸在水冷梁上。
- 把激振器連線接在控制箱上，并打開電源。
- 手動調(diào)節(jié)控制箱旋鈕，且從低向高調(diào)節(jié)激振器電機(jī)轉(zhuǎn)速，把激發(fā)水冷梁共振頻率調(diào)到54Hz左右。
- 水冷梁在53Hz頻率下振動水冷梁30min。
- 用硬橡膠把水冷梁改為3點(diǎn)支撐，用卡具把激振器改裝在水冷梁輔振點(diǎn)處，重復(fù)步驟3。把共振頻率調(diào)到54Hz，在52.8HZ下將水冷梁振動20min。
6.*后采用盲孔法對振前、振后焊縫殘余應(yīng)力進(jìn)行測定。
總結(jié)
原箱形水冷梁焊接結(jié)構(gòu)件中殘余應(yīng)力值很高，焊縫*心σ1值接近材料屈服極限。經(jīng)振動時效處理后，焊縫中的殘余應(yīng)力得到了降低、松弛且均化，σ1的下降率達(dá)到30%以上，符合JB/T5926-91的要求。實踐證明振動時效工藝可用于箱形水冷梁的焊接應(yīng)力消除。
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