1、構(gòu)件振動時效處理報告單委托單位蘇州紐威閥門股份有限公司日期2010.06.06構(gòu)件名稱全焊接48BWP9球閥門數(shù)量1件使用設備振動消除應力系統(tǒng)型號ZNVSR-04檢測依據(jù)國家機械行業(yè)標準JB/T5926-2005結(jié)論與分析：使用ZNVSR-04型振動消除應力設備，第一次時效，擊振力12檔，轉(zhuǎn)數(shù)6322，第二次時效，擊振力12檔，轉(zhuǎn)數(shù) 6382。從表一.閥門通過振動時效在處理過程中其加速度幅值的變化可以看出在第一次時效（圖片一）均隨著時 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較小了，30分鐘后加速度幅值趨于

2、穩(wěn)定了，而在第二次振動時效在處理過程中其 加速度幅值的變化相對較小（圖片二）可以看出在第一次振動時效完成后殘余應力就趨于穩(wěn)定了，說明在經(jīng) 過50分鐘時效處理，殘余應力下降和均化穩(wěn)定，完全符合“標準”中關(guān)于振動時效技術(shù)效果的要求。從表二可以看出，測試數(shù)據(jù)非常均勻整齊，振動處理前主應力為從表二可以看出，測試數(shù)據(jù)非常均勻整 齊，振動處理前主應力為385.40MPa，而振動處理后主應力為206.22 MPa，消除率為46。5 %，超過標準 要求。這次VSR處理是合格的。結(jié)論：本項目所處理的全焊接48BWP6球閥門，其結(jié)果完全符合國家機械行業(yè)標準JB/T5926-2005之規(guī)定。完成單位：大連環(huán)宇振動時

3、效科技開發(fā)有限公司大連理工大學工程力學系2010年6月6日紐威48寸全焊接球閥消除焊接應力的振動時效處理前言蘇州紐威閥門股份有限公司生產(chǎn)的48BWP6球閥門。根據(jù)設計部門的要求，需對閥門進行時效處理，用以消 除焊接應力。由于該球閥是將密封材料裝好后在進行外部環(huán)焊縫焊接，需焊后進行時效處理。經(jīng)該公司相 關(guān)部門研究決定委托大連理工大學采用振動時效進行處理并進行振前、振后殘余應力檢測，經(jīng)與大連理工 大學相關(guān)技術(shù)人員共同探討，認為方案可行，并于2010年6月對該球閥實施振動時效處理和殘余應力檢測。一、振動時效處理對金屬構(gòu)件的作用振動時效是對具有殘余應力的金屬構(gòu)件進行振動處理，使構(gòu)件在共振頻率下產(chǎn)生振動

4、。其原理是將一個具 有偏心重塊的電機系統(tǒng)（稱做激振器）安放在構(gòu)件上，并將構(gòu)件用彈性物體支撐，通過控制系統(tǒng)控制變頻 電機的轉(zhuǎn)數(shù)輸出動應力產(chǎn)生一定的頻率與被振構(gòu)件頻率相等時產(chǎn)生共振，經(jīng)20-50分鐘的振動處理，當這 個動應力與構(gòu)件上各點的殘余應力相疊加后，大于材料的屈服極限，則在該點出現(xiàn)局部的塑性變形，因而 應力得到釋放。所以從原理上來說，降低構(gòu)件內(nèi)的殘余應力。應力降低的大小與構(gòu)件內(nèi)的殘余應力大小有 關(guān)，應力大則消除應力的效果高，應力小，消除應力的效果也低。振動時效可以降低應力是顯而易見的，其作用有如下幾方面：降低和均化應力，消除應力集中區(qū)，防止裂紋。因為振動過程中殘余應力大的點首先進入屈服，所以

5、高應力點下降的比例大，使應力均化程度高，從而降 低應力集中而防止裂紋。減少或防止構(gòu)件變形構(gòu)件的變形是由于殘余應力特點造成的，因為殘余應力的分布和量值具有很大的隨機性，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，通過振動時效使應力降低和均化，必然防止或減少變形。提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命，增加使用周期通過大量的實驗和實踐證明，振動時效可提高焊件的疲勞壽命50%以上，提高使用壽命0.5 1倍。由于振動時效的上述作用，使該項技術(shù)得到廠礦企業(yè)和國家的重視和認可，1991年制定了國家行業(yè)標準 JB/T5928.91，并在1993年被國家科

6、委批準為“國家級科技成果重點推廣計劃”項目，在全國普及推廣。 在冶金行業(yè)，本鋼和鞍鋼在轉(zhuǎn)爐殼體和托圈上應用最早，第一次振動時效處理的殼體至今還在應用，為企 業(yè)節(jié)省大量資金。可以說，實踐證明振動時效在冶金構(gòu)件上的應用，優(yōu)于原先采用的噴油熱時效。二、紐威48寸全焊接球閥振動時效處理紐威48寸全焊接球閥是在地面平臺上焊接好的，但由于密封材料巳填裝好的，采用別的時效方法會對密封 材料性能產(chǎn)生影響，用振動時效是最佳的選擇，根據(jù)球閥的幾何形狀和現(xiàn)場環(huán)境的情況，決定采用手動振 動時效加之記錄加速度幅值變化的方法來處理。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

7、、附施工現(xiàn)場圖片一）2、振動時效工藝參數(shù)的選擇消除應力設備：設備選用ZNVSR-04型振動消除應力設備；支承方式：48寸全焊接球閥水平放置，沿閥門兩側(cè)順長用兩根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：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，激振器安裝接口外部 邊緣，安裝點上下用兩塊400X150X（10-40）弧形鋼板保護閥門安裝面，保護板與閥體接觸部用0.2mm 銅皮隔離保護閥體接觸面，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。（見附圖片一、二、三）拾振位置：拾振器安裝在激振器側(cè)接

8、口處的底部（見附照片）。激振器偏心：數(shù)碼振動時效VSR-04型設備，偏心為“12檔”。激振頻率：通過掃頻由觀測數(shù)據(jù)選擇共振峰，處理時可由加速度輻值來控制。每激振點處理時間：50分鐘。三、振動處理監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析2個激振點在振動處理時分別給出了2組振動處理監(jiān)測數(shù)據(jù)（見表一）。表一：處理參數(shù)記錄表一次時效激振器轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)/分6322加速度指數(shù)3.64.34.75.15.45.76.06.36.66.8處理時間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處理時間891012141518252650二次時效激振器轉(zhuǎn)數(shù)6382加速度指數(shù)6.26.

9、66.76.87.07.07.17.37.27.3處理時間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處理時間891012142025304050表一每一激振點振動處理記錄數(shù)據(jù)顯示，所對應拾振器所顯激振力均達到4G以上，針對100mm厚閥門構(gòu)件，所 傳遞的激振力均達4G以上，說明共振效果良好，振動成功。從振動處理監(jiān)測跟蹤數(shù)據(jù)（見附表一）分析，根據(jù)JB/T5926-2005機械行業(yè)標準的規(guī)定，監(jiān)測數(shù)據(jù)中出現(xiàn) 下述三種情況之一，即認為振動處理達到了效果；其一，時間振幅曲線數(shù)據(jù)G（T），隨著時間在發(fā)生變化，即上升型、下降型均可（可由曲線

10、指示或數(shù)字 顯示讀數(shù)均可）。其二，幅頻特性曲線的對比，振后曲線峰值升高。其三，幅頻特性曲線的對比，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48寸全焊接球閥振動時效處理時獲得的2組頻率和振幅的變化數(shù)據(jù)，可以 看出：48寸全焊接球閥兩個激振點的振幅隨著振動時間的延長，振幅均呈上升型。四、結(jié)論與分析：1、振動曲線分析根據(jù)48寸全焊接球閥處理數(shù)據(jù)均符合國家機械行業(yè)標準JB/T5926-2005中的有關(guān)規(guī)定，因此可以認為48 寸全焊接球閥消除焊接應力達到了要求。2、結(jié)論：紐威48寸全焊接球閥采用振動時效工藝在消除應力上是合格的，達到了國家標準。圖片一紐威

11、閥門振動處理現(xiàn)場圖片二紐威閥門振動處理現(xiàn)場圖片三 紐威閥門振動處理現(xiàn)場五、48寸全焊接球閥振動時效前后殘余應力檢測為了檢測振動時效在消除應力方面的效果，我們采用盲孔法對球閥進行振動時效前、后的殘余應力檢測，在振動處理前，分別選擇在兩條焊縫附近均勻選出12點（如圖片四），每點貼兩片應變片分別用做振前、 振后的殘余應力檢測。經(jīng)振動時效前、后各12個點的檢測，得出殘余應力測試結(jié)果數(shù)據(jù)見表二。圖片四殘余應力測試現(xiàn)場圖片表2:殘余應力測試數(shù)據(jù)表單位：MPa材料物理參數(shù)：E:0.21GPau:0.3測試工藝參數(shù)：孔徑 a:1.0mmr1:2.0mmr2:4.0mm測量數(shù)據(jù)：+ *1:-376 -283 -

12、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 -143-201-101-81 TOC o 1-5 h z 10:-336-271-204-190-181-9611:-351-307-208-182-163-8212

13、:-368-262-174-179-172-67+ *計算結(jié)果：o1(MPa)o2(MPa)。(度)測點 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.

14、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型振動消除應力設備，第一次時效，擊振力12檔，轉(zhuǎn)數(shù)6322第二次時效,擊振力12檔,轉(zhuǎn)數(shù) 6382從表一.閥門通過振動時效在處理過程中其加速度幅值的變化可以看出在第一次時效（圖片一）均隨著時 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,14