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大型閃速爐消除應力方法研究

來源：南京聚航科技有限公司   2022年02月25日 13:18   4351
　　閃速爐是銅閃速熔煉技術的關鍵設備，主要由反應塔塔體、反應塔框架、上升煙道和沉淀池等四大部分組成。反應塔框架由四根立柱及其他橫梁組成，材質(zhì)為Q235-C。按設計要求反應塔中上部筒體和框架立柱焊后需進行消除應力處理。傳統(tǒng)做法是采用熱時效，但熱時效投入成本高、能源消耗大。經(jīng)過討論研究后，決定改用振動時效工藝對閃速爐進行消除應力處理。
 
　　振動時效消除應力流程
 
　　振動時效工藝參數(shù)
 
　　1. 選擇合適的激振設備  我們選擇JH-600A液晶交流振動時效設備，其穩(wěn)頻精度達到±0.1Hz，振動頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)，具有自動掃頻功能，因此很容易找到工件的固有頻率。并且此設備有殘余應力動態(tài)跟蹤功能，消除率更高。
 
　　2. 正確確定激振器的位置，一般情況下，對于對稱結構，激振器一般應放置在工件的中心或重心位置，注意避開加強肋或者轉(zhuǎn)角處，不要安裝在節(jié)線附近。用C型卡鉗將激振器牢固地加持在工件上，以免因能量受損而影響消除應力效果。
 
　　3. 合理支撐工件  支撐點應盡量選在節(jié)線附近，支撐墊采用橡膠墊等彈性材料。
 
　　4. 選用合適的激振頻率  調(diào)整激振器的頻率，當激振器頻率與工件固有頻率接近時發(fā)生共振，工件振幅達到一個峰值，再次調(diào)節(jié)激振器頻率，使合成振動在亞共振區(qū)域進行，此時，工件所受到的激振力可控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以免破壞結構。
 
　　5. 確定合理的振動時間  振動時間通?？梢愿鶕?jù)工件的幾何形狀、尺寸和結構剛性等來確定，一般為十幾分鐘到幾十分鐘，我們選擇振動時間為30-60min。
 
　　振動時效工藝效果分析
 
　　振動時效曲線分析
 
　　根據(jù)上述討論的情況，我們制定了振動時效工藝卡，并對一根立柱進行了試驗，記錄并對比振前、振后的振幅頻率A-F曲線。如果峰值點左移且升高，表明阻尼下降，內(nèi)應力降低。
 
　　殘余應力測試
 
　　根據(jù)振動時效工藝卡，我們用振動時效方法處理了四根立柱，6節(jié)中部筒體及一節(jié)上部筒體，并采用X射線對部分工件進行了振前、振后殘余應力測試。
 
　　數(shù)據(jù)分析
 
　　1. 從測得殘余應力數(shù)值可以看出，工件進行振動時效處理后，殘余應力得到顯著的下降，均超過了30%。振動消除應力效果非常明顯。
 
　　2. 從殘余應力測試數(shù)據(jù)來看，如果振動后的殘余應力與工作應力相迭加后，部件設計的工作應力為80MPa，則不會超過材料的屈服極限(240MPa)。即使在殘余應力*大為115MPa處，仍保有一定的余量，從而提高了工件的承載能力。
 
　　3. 還可以看出，振后應力分散程度比振前有一定的改善，這說明振動時效還受到應力均化的作用，從而提高了工件尺寸的穩(wěn)定性。
 
　　總結
 
　　根據(jù)實驗結果可知，振動時效工藝能夠滿足閃速爐消除應力的要求。且振動時效技術操作簡單、環(huán)保節(jié)能、投資成本低。
 
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