箱形水冷梁振动时效去应力案例

化工厂电石生产是一个不间断的过程，只有在设备大修等特殊情况下才暂停生产。箱形水冷梁是电石生产炉上端的一直径较大的箱形焊接构件，由于其结构尺寸大，须在现场组装焊接，因此无法采用热处理进行焊接后的应力消除。若生产过程中由于焊接问题而造成箱形梁漏水，就得停车检修。不仅造成经济损失，且给电石生产带来危险。因此，生产厂家找到聚航科技，希望我们能够解决这一问题。经双方探讨后，决定采用振动时效工艺消除箱形水冷梁的焊接应力。

箱形水冷梁结构形式

箱形水冷梁是用10mm厚的16MnR钢板焊接而成。整体结构像个直径8000mm的圆盘，*大外圆高250mm，其它中间部分的高为220mm。*大外圆、3个内圆及3个门形结构的剖面均为矩形，使用时内装循环冷却水，外面是燃烧室的烟道。为充分消除应力，选定1个主振点和1个辅振点。对构件采用4点（主振型）和3点（辅振型）对称支撑。

振动时效工艺步骤

振动时效设备采用JH-700A智能频谱交流振动时效设备，激振器偏心选第2档，具体处理步骤如下。

1. 用硬橡胶把水冷梁4点支起，激振器用卡具装卡在水冷梁主振点处，并把磁铁式减震器吸在水冷梁上。

2. 把激振器连线接在控制箱上，并打开电源。

3. 手动调节控制箱旋钮，且从低向高调节激振器电机转速，把激发水冷梁共振频率调到54Hz左右。

4. 水冷梁在53Hz频率下振动水冷梁30min。

5. 用硬橡胶把水冷梁改为3点支撑，用卡具把激振器改装在水冷梁辅振点处，重复步骤3。把共振频率调到54Hz，在52.8HZ下将水冷梁振动20min。

6.最后采用盲孔法对振前、振后焊缝残余应力进行测定。

总结

原箱形水冷梁焊接结构件中残余应力值很高，焊缝*心σ₁值接近材料屈服极限。经振动时效处理后，焊缝中的残余应力得到了降低、松弛且均化，σ₁的下降率达到30%以上，符合JB/T5926-91的要求。实践证明振动时效工艺可用于箱形水冷梁的焊接应力消除。