蒸汽輪機(jī)鑄件振動時效與熱時效效果對比

蒸汽輪機(jī)鑄件是屬于大型的鑄鋼件，在生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生開裂、變形等缺陷，這些缺陷是由較大的應(yīng)力導(dǎo)致的。傳統(tǒng)的消除應(yīng)力的方法是熱時效，但熱時效不能完全解決這個問題并產(chǎn)生極大的資源浪費。因此，急需尋找另一種方法代替。經(jīng)過考察研究后，決定采用振動時效方法。通過對比試驗，驗證振動時效效果。

振動時效工藝

振動時效工藝是將激振器固定在鑄件的適當(dāng)位置，通過振動時效設(shè)備的控制系統(tǒng)，根據(jù)鑄件的噸位大小和形狀調(diào)節(jié)參數(shù)，使連接在鑄件上的傳感器接收的信號達(dá)到*大值，此時表明鑄件已達(dá)到共振。在該狀態(tài)下持續(xù)振動一段時間，即可達(dá)到消除應(yīng)力的目的。

振動前先將鑄件墊在橡膠墊上，一般選3-4個支撐點，支撐高度為100mm-200mm，確保鑄件支撐平穩(wěn)、牢固。

激振器偏心距的大小反應(yīng)了激振器振動幅度的大小，對于噸位不同的鑄件，激振器偏心距調(diào)節(jié)應(yīng)該在一定范圍內(nèi)，這樣有利于更快速達(dá)到共振。

用夾具將激振器固定在鑄件上，裝卡時應(yīng)選擇靠近鑄件中部的易裝卡部位。再將傳感器吸附在鑄件表面，傳感器的吸附位置應(yīng)選擇鑄件上振動較明顯的部位，此部位*能反映鑄件的整體振動效果。

偏心距確定后，通過控制系統(tǒng)控制激振器的轉(zhuǎn)速，在此過程中尋找共振點。安全轉(zhuǎn)速范圍一般不能超過6000r/min，轉(zhuǎn)速過高容易燒壞控制器的保險。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過6000r/min時，鑄件仍沒有達(dá)到共振，因此要重新調(diào)節(jié)偏心距來確定共振點，直至鑄件達(dá)到共振為止。

振動時效提高焊接合格率

針對公司生產(chǎn)的蒸汽輪機(jī)鑄件，通過盲孔法測量了不同生產(chǎn)節(jié)點鑄件的應(yīng)力，確定了產(chǎn)生較大應(yīng)力的工序存在缺陷鏟磨、焊接等問題。通過A類蒸汽輪機(jī)鑄件在焊接前后各工序的應(yīng)力值，可以看到在缺陷鏟磨及焊接后均有較大的應(yīng)力。因此，需要用過振動時效來消除或降低這些工序鑄件的殘余應(yīng)力。

由于缺陷鏟磨完后即進(jìn)行焊接，在焊接前進(jìn)行振動時效，可降低鏟磨產(chǎn)生的應(yīng)力，有利于焊接。

通過焊接前采用振動消應(yīng)力與傳統(tǒng)焊接方法的合格率對比可看出，焊接前進(jìn)行振動消應(yīng)力對焊接合格率有著明顯的提升。

振動消應(yīng)力不僅可以提高首次焊接的合格率，還能減少焊接次數(shù)及缺陷數(shù)量，從對鑄件進(jìn)行振動消應(yīng)力后平均焊接次數(shù)及平均缺陷數(shù)量的降幅對比可看出，對鑄件進(jìn)行振動消應(yīng)力后，平均焊接次數(shù)及平均缺陷數(shù)量的降幅*高可達(dá)40%和48%。

振動時效與熱處理效果對比

通過A類蒸汽輪鑄件熱時效與振動時效兩種方式消應(yīng)力的效果對比可看出，熱處理消應(yīng)力效果穩(wěn)定，具體數(shù)據(jù)好于振動消應(yīng)力，但也可以看出，在某種程度上，振動時效與熱時效應(yīng)力水平效果相當(dāng)，在很多情況下可以替代熱時效，從而降低鑄件殘余應(yīng)力。

由于振動時效時間短，資源消耗低，在替代熱時效處理的情況下，能為企業(yè)節(jié)省資源，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

結(jié)論

通過大量實驗證明，振動時效在蒸汽輪機(jī)鑄件生產(chǎn)中有著良好的效果。

1. 焊接前進(jìn)行振動時效降低鑄件的殘余應(yīng)力，能夠?qū)⒑附雍细衤侍岣?/span>6%-13%，同時也能減少焊接次數(shù)和缺陷數(shù)量、

2. 焊接后進(jìn)行振動時效能夠部分代替熱處理，降低成本，節(jié)省資源，每減少熱處理爐1次可節(jié)約20000元成本。