轉(zhuǎn)爐爐殼是一大型的殼體結(jié)構(gòu)，由于爐體存在焊接殘余應(yīng)力，會(huì)使其在使用過(guò)程中工作應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加，實(shí)際應(yīng)力提高，進(jìn)而影響到爐殼強(qiáng)度、疲勞、抗腐蝕能力等性能，對(duì)轉(zhuǎn)爐安全構(gòu)成了潛在危險(xiǎn)。所以精確檢測(cè)殼體的殘余應(yīng)力對(duì)于轉(zhuǎn)爐的安全性有很重要的意義。
廠家通常都是采用盲孔法檢測(cè)爐體殘余應(yīng)力，但是這一方法仍存在不足，測(cè)量時(shí)易受鉆孔的切削用量的選擇、孔距的合理選擇、孔邊塑性變形和孔徑等影響，為了提高檢測(cè)的精確度和準(zhǔn)確度，廠家找到了南京聚航，希望我們能夠提出改進(jìn)方法并證明其有效性。
改進(jìn)方法
根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)E837-81對(duì)盲孔法測(cè)量時(shí)要求，孔深應(yīng)為1-1.2倍的孔直徑，同時(shí)考慮為減少切削量，減少附加應(yīng)變，應(yīng)控制鉆孔進(jìn)刀量等因素，我們對(duì)傳統(tǒng)盲孔法進(jìn)行了以下改進(jìn)，以提高測(cè)量精度。取一塊試件進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)量，首先在每一測(cè)點(diǎn)，粘貼應(yīng)變片、接線、調(diào)試完備后測(cè)取初讀數(shù)，然后先鉆直徑為1.2mm，深度為1.5mm的盲孔，再用直徑1.5mm的鉆頭擴(kuò)張，深度為1.8mm，然后換用直徑1.8mm鉆頭第2次擴(kuò)張，深度為2.0mm，*后用直徑為2.0mm的鉆頭擴(kuò)孔，深度仍為2.0mm，測(cè)取每次鉆孔后的應(yīng)變值，每一孔徑的釋放應(yīng)變?yōu)樵摯螠y(cè)讀值，這樣，標(biāo)定值也有4組，即不管是標(biāo)定還是實(shí)際測(cè)量，在每一待測(cè)點(diǎn)都要測(cè)取5次讀數(shù)。
試驗(yàn)儀器
試驗(yàn)工件為SM400ZL焊接板，尺寸為700mm*300mm*80mm，試件焊后未經(jīng)熱處理，采用JHZK精密鉆孔裝置，儀器為JH-30殘余應(yīng)力檢測(cè)儀，采用三向應(yīng)變花。
標(biāo)定試驗(yàn)
標(biāo)定試驗(yàn)是預(yù)先在標(biāo)定試件上粘貼好應(yīng)變片，并對(duì)試件施加一定外載，再鉆一定深度的盲孔，通過(guò)應(yīng)變計(jì)在鉆孔前后讀數(shù)變化推算出應(yīng)變釋放系數(shù)。實(shí)驗(yàn)中試樣為SM400ZL鋼，厚度為12mm，根據(jù)文獻(xiàn)盲孔與邊界*小距離要求，取試件工作部分寬為60mm，在試件正反兩面對(duì)應(yīng)位置粘貼相同的應(yīng)變片已校正加載偏心和時(shí)間的扭轉(zhuǎn)。
對(duì)于孔深方面的控制，大量試驗(yàn)研究表明，當(dāng)孔深大到孔徑的1~1.2倍時(shí)，對(duì)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量應(yīng)變不再起作用。若在試驗(yàn)中按同義孔深進(jìn)行擴(kuò)孔，則對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行前兩種孔徑的應(yīng)力測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片無(wú)法充分感應(yīng)到深層的應(yīng)力釋放，必然會(huì)引起試驗(yàn)誤差，使得測(cè)試結(jié)果和傳統(tǒng)測(cè)量法不具可比性。
總結(jié)
試驗(yàn)證明，采用擴(kuò)孔同時(shí)增加孔深的方法進(jìn)行測(cè)量可有效地減少切削力和切削熱對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而更準(zhǔn)確地獲得殘余應(yīng)力，提高測(cè)試精確度，改進(jìn)的應(yīng)力測(cè)試方法相對(duì)傳統(tǒng)法測(cè)得應(yīng)力值降低約10%。
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