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冷旋壓平管封頭殘余應(yīng)力測(cè)量方法

2020年11月05日 14:28:53人氣:398來(lái)源:南京聚航科技有限公司

  冷旋壓制造壓力容器封頭是一種已被國(guó)內(nèi)外確認(rèn)和廣泛應(yīng)用的工藝,旋壓法工裝簡(jiǎn)單,適用范圍廣,可有效降低成本,提高利用率。但冷旋壓法加工的封頭會(huì)產(chǎn)生冷加工殘余應(yīng)力,并且大型平管板封頭一般由兩塊鋼板拼焊而成,折邊部位半徑往往較小,采用冷旋壓法生產(chǎn),其焊接殘余應(yīng)力與折邊段冷加工殘余應(yīng)力疊加,容易發(fā)生意外。因此,受廠家委托,我們需要對(duì)一塊冷旋壓法生產(chǎn)的平管板封頭進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)量試驗(yàn)。
 
  試驗(yàn)工件詳情
 
  此工件是大型燃油鍋爐經(jīng)拼板焊接和冷旋壓加工制造而成的平管板封頭,直徑大于2m,厚度為22mm。
 
  管板材料符合規(guī)定和圖樣要求,外觀檢查下允許存在裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊、夾雜和分層等缺陷;外觀檢查合格后,在要經(jīng)旋壓的圓環(huán)范圍內(nèi)進(jìn)行了超聲波探傷以確認(rèn)此范圍沒(méi)有非金屬夾雜物、裂紋、氣泡、分層等缺陷才劃線開(kāi)料,再經(jīng)坡口加工、組隊(duì)焊接、磨平焊縫及修整光滑后將胚料在水壓機(jī)上壓鼓成型,后在旋壓機(jī)上采用冷旋壓翻邊方式加工制造而成實(shí)驗(yàn)用管板。
 
  試驗(yàn)方法及儀器
 
  采用盲孔法測(cè)殘余應(yīng)力,儀器采用JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀,JHZK殘余應(yīng)力鉆孔裝置,盲孔孔徑為2mm,孔深2.5mm。
 
  測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)量步驟
 
  鉆孔測(cè)點(diǎn)布置重點(diǎn)應(yīng)放在拼板焊縫上、冷旋壓的折邊部位及管子與管板焊接的根部。
 
  測(cè)試分3次進(jìn)行,*次是將經(jīng)拼焊、磨光、壓鼓及冷旋壓成型后的平管板封頭不經(jīng)過(guò)應(yīng)力消除,測(cè)點(diǎn)布片后進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)量。第二次在此管板基礎(chǔ)上對(duì)半邊管板進(jìn)行劃線、鉆孔及焊上Φ70*3的管子,在管子與管板的焊接部位及管橋處貼片,進(jìn)行該處的殘余應(yīng)力測(cè)量。上述兩次測(cè)試完畢后,將此管板進(jìn)行應(yīng)力消除,消除應(yīng)力后再對(duì)此管板原測(cè)點(diǎn)的對(duì)稱位置進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)量。
 
  總結(jié)
 
  拼焊平管板封頭在冷旋壓過(guò)程中,折邊形狀和直邊部位在旋壓的環(huán)向壓縮應(yīng)變作用下形成,并經(jīng)受了劇烈的應(yīng)變,因此冷旋壓卸載后這兩個(gè)部位的殘余應(yīng)力大,尤其在平管板拼焊縫與冷旋壓壓輥?zhàn)饔锰帲錃堄鄳?yīng)力已超過(guò)材料的屈服點(diǎn),要求制造廠主要備料,旋壓機(jī)要精心操作,焊縫一定要打磨光滑,達(dá)到成品封頭質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn),并考慮中間消除應(yīng)力的必要性;
 
  管子和管板焊接根部及管橋處,殘余應(yīng)力普遍較高,當(dāng)它們位于管板拼板焊縫上時(shí),殘余應(yīng)力成倍增加,說(shuō)明鋼板經(jīng)拼焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的必要性。
 
  消除應(yīng)力后,殘余應(yīng)力普遍降低,尤其是原來(lái)殘余應(yīng)力較大處,應(yīng)力消除效果非常明顯,管板折邊段及直邊段應(yīng)力消除達(dá)96.2%;管子與管板焊接根部及管橋應(yīng)力消除達(dá)40%~85%,說(shuō)明冷旋壓后,尤其是焊管后進(jìn)行消除應(yīng)力是很有必要的。
關(guān)鍵詞:力測(cè)量
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