利用振动时效技术消除高炉热风炉穹顶的焊接残余应力

吴文明

摘 要:利用振动时效技术消除热风炉穹顶壳体焊缝焊接残余应力,选用了最大激振力为50KN的LCDVSR-07型振动消除应力系统,激振点选在壳体顶部人孔法兰上,取得了明显的应力消除效果和较好的经济效益并缩短了工期。

关键词:振动时效热风炉壳体焊接残余应力

中图分类号:TG441 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0101-02

宁波钢铁公司1#2500m3高炉系统热风炉高度为49.5m,直径为10～11.34m,重量404t,材质分两种,直筒段壳体为Q235B,穹顶(即高温带)材质为Q345B,穹顶壳体由多块壳体瓣分片组装焊接而成,穹顶壳体钢板最大厚度为50mm(见图一)。由于体积大,钢板厚,穹顶壳体焊缝残余应力值高,最大实测值近400MPa。热风炉投用后要在酸性气体环境下承受高温和交变高压应力作用,工况恶劣,在此情况下焊缝易出现应力腐蚀裂纹。因此设计要求对高温带壳体进行消除应力处理。

消除焊接残余应力长期以来一直采用电加热方式,但电加热方式存在工期长,短期电能消耗高,受气候条件影响大,在工期上难以保证,及个别电加热毯易损坏,质量不易保证等缺点。国内大量的工程实践已证明[1],振动时效具有下列显著的技术作用:①降低和均化应力;②防止和减少应力腐蚀;③防止和减少结构变形;④可提高焊缝的抗疲劳特性,延缓开裂,提高使用寿命。在宁钢1#高炉系统热风炉施工过程中,根据工程进展实际,参考国内振动时效设备应用情况,决定采用振动时效消除残余应力。（如图1)

1 设备工艺参数选择[2]

1.1 设备

高温带壳体位于38.6m以上的高空,重量达110t,受吊装能力所限,无法在地面焊接并消除应力处理完成后整体吊装,必须在分瓣吊装到位并与直筒段焊接为一整体后,对整个壳体进行消除应力处理。……