振動(dòng)時(shí)效報(bào)告

構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效處理報(bào)告單委托單位蘇州紐威閥門(mén)股份有限公司日期2010.06.06構(gòu)件名稱(chēng)全焊接48BWP9球閥門(mén)數(shù)量1件使用設(shè)備振動(dòng)消除應(yīng)力系統(tǒng)型號(hào)ZNVSR-04檢測(cè)依據(jù)國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005結(jié)論與分析：使用ZNVSR-04型振動(dòng)消除應(yīng)力設(shè)備，第一次時(shí)效，擊振力12檔，轉(zhuǎn)數(shù)6322，第二次時(shí)效，擊振力12檔，轉(zhuǎn)數(shù)6382。從表一.閥門(mén)通過(guò)振動(dòng)時(shí)效在處理過(guò)程中其加速度幅值的變化可以看出在第一次時(shí)效（圖片一）均隨著時(shí)間的增加而加速度幅值發(fā)生變化0.5-5分鐘加速度幅值變化的很快/6-14分鐘加速度幅值有一定的變化,14分鐘以后加速度幅值變動(dòng)較小了，30分鐘后加速度幅值趨于穩(wěn)定了，而在第二次振動(dòng)時(shí)效在處理過(guò)程中其加速度幅值的變化相對(duì)較?。▓D片二）可以看出在第一次振動(dòng)時(shí)效完成后殘余應(yīng)力就趨于穩(wěn)定了，說(shuō)明在經(jīng)過(guò)50分鐘時(shí)效處理，殘余應(yīng)力下降和均化穩(wěn)定，完全符合“標(biāo)準(zhǔn)”中關(guān)于振動(dòng)時(shí)效技術(shù)效果的要求。從表二可以看出，測(cè)試數(shù)據(jù)非常均勻整齊，振動(dòng)處理前主應(yīng)力為②從表二可以看出，測(cè)試數(shù)據(jù)非常均勻整齊，振動(dòng)處理前主應(yīng)力為385.40MPa，而振動(dòng)處理后主應(yīng)力為206.22MPa，消除率為46。5%，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。這次VSR處理是合格的。結(jié)論：本項(xiàng)目所處理的全焊接48BWP6球閥門(mén)，其結(jié)果完全符合國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005之規(guī)定。完成單位：大連環(huán)宇振動(dòng)時(shí)效科技開(kāi)發(fā)有限公司大連理工大學(xué)工程力學(xué)系2010年6月6B紐威48寸全焊接球閥

消除焊接應(yīng)力的振動(dòng)時(shí)效處理前言蘇州紐威閥門(mén)股份有限公司生產(chǎn)的48BWP6球閥門(mén)。根據(jù)設(shè)計(jì)部門(mén)的要求，需對(duì)閥門(mén)進(jìn)行時(shí)效處理，用以消除焊接應(yīng)力。由于該球閥是將密封材料裝好后在進(jìn)行外部環(huán)焊縫焊接，需焊后進(jìn)行時(shí)效處理。經(jīng)該公司相關(guān)部門(mén)研究決定委托大連理工大學(xué)采用振動(dòng)時(shí)效進(jìn)行處理并進(jìn)行振前、振后殘余應(yīng)力檢測(cè)，經(jīng)與大連理工大學(xué)相關(guān)技術(shù)人員共同探討，認(rèn)為方案可行，并于2010年6月對(duì)該球閥實(shí)施振動(dòng)時(shí)效處理和殘余應(yīng)力檢測(cè)。一、振動(dòng)時(shí)效處理對(duì)金屬構(gòu)件的作用振動(dòng)時(shí)效是對(duì)具有殘余應(yīng)力的金屬構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)處理，使構(gòu)件在共振頻率下產(chǎn)生振動(dòng)。其原理是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)（稱(chēng)做激振器）安放在構(gòu)件上，并將構(gòu)件用彈性物體支撐，通過(guò)控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)輸出動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生一定的頻率與被振構(gòu)件頻率相等時(shí)產(chǎn)生共振，經(jīng)20-50分鐘的振動(dòng)處理，當(dāng)這個(gè)動(dòng)應(yīng)力與構(gòu)件上各點(diǎn)的殘余應(yīng)力相疊加后，大于材料的屈服極限，則在該點(diǎn)出現(xiàn)局部的塑性變形，因而應(yīng)力得到釋放。所以從原理上來(lái)說(shuō)，降低構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力。應(yīng)力降低的大小與構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力大小有關(guān)，應(yīng)力大則消除應(yīng)力的效果高，應(yīng)力小，消除應(yīng)力的效果也低。振動(dòng)時(shí)效可以降低應(yīng)力是顯而易見(jiàn)的，其作用有如下幾方面：降低和均化應(yīng)力，消除應(yīng)力集中區(qū)，防止裂紋。因?yàn)檎駝?dòng)過(guò)程中殘余應(yīng)力大的點(diǎn)首先進(jìn)入屈服，所以高應(yīng)力點(diǎn)下降的比例大，使應(yīng)力均化程度高，從而降低應(yīng)力集中而防止裂紋。減少或防止構(gòu)件變形構(gòu)件的變形是由于殘余應(yīng)力特點(diǎn)造成的，因?yàn)闅堄鄳?yīng)力的分布和量值具有很大的隨機(jī)性，分布不均且量值差別太大，所以容易產(chǎn)生變化，即可變性。殘余應(yīng)力的變化，必然使構(gòu)件產(chǎn)生變形，因此在使用前或安裝前，通過(guò)振動(dòng)時(shí)效使應(yīng)力降低和均化，必然防止或減少變形。提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命，增加使用周期通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，振動(dòng)時(shí)效可提高焊件的疲勞壽命50%以上，提高使用壽命0.5~1倍。由于振動(dòng)時(shí)效的上述作用，使該項(xiàng)技術(shù)得到廠礦企業(yè)和國(guó)家的重視和認(rèn)可，1991年制定了國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5928.91，并在1993年被國(guó)家科委批準(zhǔn)為“國(guó)家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃”項(xiàng)目，在全國(guó)普及推廣。在冶金行業(yè)，本鋼和鞍鋼在轉(zhuǎn)爐殼體和托圈上應(yīng)用最早，第一次振動(dòng)時(shí)效處理的殼體至今還在應(yīng)用，為企業(yè)節(jié)省大量資金?？梢哉f(shuō)，實(shí)踐證明振動(dòng)時(shí)效在冶金構(gòu)件上的應(yīng)用，優(yōu)于原先采用的噴油熱時(shí)效。二、 紐威48寸全焊接球閥振動(dòng)時(shí)效處理紐威48寸全焊接球閥是在地面平臺(tái)上焊接好的，但由于密封材料已填裝好的，采用別的時(shí)效方法會(huì)對(duì)密封材料性能產(chǎn)生影響，用振動(dòng)時(shí)效是最佳的選擇，根據(jù)球閥的幾何形狀和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的情況，決定采用手動(dòng)振動(dòng)時(shí)效加之記錄加速度幅值變化的方法來(lái)處理。1、 48寸全焊接球閥基本參數(shù)48寸全焊接球閥主要為80-120mm厚板焊接構(gòu)成，（參考附圖、附施工現(xiàn)場(chǎng)圖片一）2、 振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)的選擇消除應(yīng)力設(shè)備：設(shè)備選用ZNVSR-04型振動(dòng)消除應(yīng)力設(shè)備；支承方式：48寸全焊接球閥水平放置，沿閥門(mén)兩側(cè)順長(zhǎng)用兩根30X30X300cm的方木平放支承，兩方木的平行距離為90cm四周懸空。激振點(diǎn)：根據(jù)48寸全焊接球閥的結(jié)構(gòu)形式，選球閥接口外側(cè)頂部為第一激振點(diǎn)，激振器安裝接口外部邊緣，安裝點(diǎn)上下用兩塊400X150X（10-40）弧形鋼板保護(hù)閥門(mén)安裝面，保護(hù)板與閥體接觸部用0.2mm銅皮隔離保護(hù)閥體接觸面，用卡具卡住。同樣辦法在另一接口處外側(cè)激振器安裝接口外部邊緣，用卡具卡住為第二激振點(diǎn)。（見(jiàn)附圖片一、二、三）拾振位置：拾振器安裝在激振器側(cè)接口處的底部（見(jiàn)附照片）。6?激振器偏心：數(shù)碼振動(dòng)時(shí)效VSR-04型設(shè)備，偏心為“12檔”。激振頻率：通過(guò)掃頻由觀測(cè)數(shù)據(jù)選擇共振峰，處理時(shí)可由加速度輻值來(lái)控制。每激振點(diǎn)處理時(shí)間：50分鐘。三、 振動(dòng)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與分析2個(gè)激振點(diǎn)在振動(dòng)處理時(shí)分別給出了2組振動(dòng)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表一）。表一:處理參數(shù)記錄表一次激振器轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)/分6322加速度指數(shù)3.64.34.75.15.45.76.06.36.66.8時(shí)效處理時(shí)間00.511.5234567激振器轉(zhuǎn)數(shù)加速度指數(shù)7.17.37.57.67.87.88.08.18.18.2處理時(shí)間891012141518252650二次時(shí)效激振器轉(zhuǎn)數(shù)6382加速度指數(shù)6.26.66.76.87.07.07.17.37.27.3處理時(shí)間011.522.534567激振器轉(zhuǎn)數(shù)加速度指數(shù)7.47.37.47.37.57.57.47.67.67.5處理時(shí)間891012142025304050表一每一激振點(diǎn)振動(dòng)處理記錄數(shù)據(jù)顯示，所對(duì)應(yīng)拾振器所顯激振力均達(dá)到4G以上，針對(duì)100mm厚閥門(mén)構(gòu)件，所傳遞的激振力均達(dá)4G以上，說(shuō)明共振效果良好，振動(dòng)成功。從振動(dòng)處理監(jiān)測(cè)跟蹤數(shù)據(jù)（見(jiàn)附表一）分析，根據(jù)JB/T5926-2005機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)下述三種情況之一，即認(rèn)為振動(dòng)處理達(dá)到了效果；其一，時(shí)間振幅曲線數(shù)據(jù)［G（T）］,隨著時(shí)間在發(fā)生變化，即上升型、下降型均可（可由曲線指示或數(shù)字顯示讀數(shù)均可）。其二，幅頻特性曲線的對(duì)比，振后曲線峰值升高。其三，幅頻特性曲線的對(duì)比，振后曲線峰線左移即頻率下降（可由曲線觀察或上面數(shù)字顯示看出）。根據(jù)上述有關(guān)規(guī)定，觀察我們對(duì)48寸全焊接球閥振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)獲得的2組頻率和振幅的變化數(shù)據(jù)，可以看出：48寸全焊接球閥兩個(gè)激振點(diǎn)的振幅隨著振動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，振幅均呈上升型。四、結(jié)論與分析：1、 振動(dòng)曲線分析根據(jù)48寸全焊接球閥處理數(shù)據(jù)均符合國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005中的有關(guān)規(guī)定，因此可以認(rèn)為48寸全焊接球閥消除焊接應(yīng)力達(dá)到了要求。2、 結(jié)論：紐威48寸全焊接球閥采用振動(dòng)時(shí)效工藝在消除應(yīng)力上是合格的，達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圖片一紐威閥門(mén)振動(dòng)處理現(xiàn)場(chǎng)圖片二紐威閥門(mén)振動(dòng)處理現(xiàn)場(chǎng)圖片三紐威閥門(mén)振動(dòng)處理現(xiàn)場(chǎng)五、48寸全焊接球閥振動(dòng)時(shí)效前后殘余應(yīng)力檢測(cè)為了檢測(cè)振動(dòng)時(shí)效在消除應(yīng)力方面的效果，我們采用盲孔法對(duì)球閥進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力檢測(cè)，在振動(dòng)處理前，分別選擇在兩條焊縫附近均勻選出12點(diǎn)（如圖片四），每點(diǎn)貼兩片應(yīng)變片分別用做振前、振后的殘余應(yīng)力檢測(cè)。經(jīng)振動(dòng)時(shí)效前、后各12個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)，得出殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)見(jiàn)表二。圖片四殘余應(yīng)力測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)圖片表2: 殘余應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)表 單位：MPa材料物理參數(shù)：E:0.21GPau:0.3測(cè)試工藝參數(shù)：孔徑a:1.0mmr1:2.0mmr2:4.0mm測(cè)量數(shù)據(jù):1:-376-283-113-196-137-732:-349-264-192-201-162-973:-383-296-160-184-172-844:-310-267-251-193-142-1105:-311-268-212-179-171-826:-342-217-194-198-142-997:-363-203-144-184-162-878:-309-262-200-165-146-949:-375-215-143-201-101-81TOC\o"1-5"\h\z10: -336 -271 -204 -190 -181 -9611: -351 -307 -208 -182 -163 -8212: -368 -262 -174 -179 -172 -67計(jì)算結(jié)果:ol(MPa) o2(MPa)0(度)測(cè)點(diǎn) 振前振后消除率%振前振后消除率%振前振后1:383.06203.9546.8248.88143.6842.3-8.16-1.162:388.14218.8043.6311.00166.3146.52.37-7.023:406.76203.9249.9294.97142.4251.7-6.20-18.624:378.38216.6342.7346.61174.9449.512.306.455:362.38199.5844.9313.49137.7156.1-3.74-19.936:390.34216.3544.6302.34167.4644.617.293.747:386.64202.1747.7268.56148.0544.912.38-14.338:355.83186.5247.6301.96148.1950.9-3.92-12.469:395.45217.5245.0273.96146.9146.410.3916.8510:381.24214.3943.8316.60155.2151.0-0.43-19.4811:398.71199.3950.0323.69141.7856.2-10.52-15.9012:397.91195.3950.9302.52122.5259.52.65-20.59平均:385.40206.2246.5300.38149.6050.2//結(jié)論與分析：使用ZNVSR-04型振動(dòng)消除應(yīng)力設(shè)備，第一次時(shí)效，擊振力12檔，轉(zhuǎn)數(shù)6322第二次時(shí)效,擊振力12檔,轉(zhuǎn)數(shù)6382從表一.閥門(mén)通過(guò)振動(dòng)時(shí)效在處理過(guò)程中其加速度幅值的變化可以看出在第一次時(shí)效（圖片一）均隨著時(shí)間的增加而加速度幅值發(fā)生變化0.5-5分鐘加速度幅值變化的很快/5-14分鐘加速度幅值有一定的變化,