某廠生產(chǎn)了1臺丙烯精餾塔，根據(jù)GB150-98要求，設(shè)備殼體橢圓度應(yīng)不大于斷面內(nèi)徑D1的1%，且不大于25mm。在消除應(yīng)力前*一、二段筒體開口端的橢圓度經(jīng)檢測在此范圍內(nèi)。但在消除應(yīng)力后，運到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)，設(shè)備筒節(jié)橢圓度超標(biāo)。于是廠家制作了特殊工裝，利用油頂?shù)冗M行了校形，以保證橢圓度達到要求。
由于對筒節(jié)進行了強制變形，考慮到設(shè)備的使用工況及設(shè)計要求，用戶對是否重新進行消除應(yīng)力提出了疑問。由于無法從容器制造規(guī)范上找到是否重新消除變形應(yīng)力的依據(jù)，故決定采用盲孔法對筒體進行殘余應(yīng)力測試，從而確定是否需要重新進行消除應(yīng)力熱處理。
設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介
該設(shè)備主體材料為16MnR，塔體由厚46mm的鋼板制作，直徑5200mm，設(shè)備總高85100mm，塔內(nèi)共裝有153層塔盤。因設(shè)備超長無法整體運輸，按合同規(guī)定，將該設(shè)備筒體分成6段交貨，由安裝公司現(xiàn)場組焊。
盲孔法殘余應(yīng)力測試方法
盲孔法殘余應(yīng)力測試是通過機械鉆孔使孔周圍應(yīng)力釋放而產(chǎn)生相應(yīng)的位移和應(yīng)變的一種測試方法。采用粘貼應(yīng)變片方式測量這些位移和應(yīng)變。儀器采用JH-30殘余應(yīng)力檢測儀。它能給夠通過應(yīng)變片在鉆孔前后的電流變化自動計算出應(yīng)變值的變化，并自動記錄和打印出來，據(jù)此可方便地計算出各點殘余應(yīng)力的變化值。為了進行分析對比，分別在經(jīng)矯正正筒節(jié)和未經(jīng)矯正筒節(jié)上都進行殘余應(yīng)力測試，若二者的應(yīng)力值并無太大差異，則說明在現(xiàn)場進行強制校形所產(chǎn)生的應(yīng)力很小，不需要重新進行消應(yīng)力處理。
筒體殘余應(yīng)力測試
分別在已矯正筒節(jié)的筒口距邊緣200mm處一周等距分布8個殘余應(yīng)力測試點A1-A8，在未經(jīng)矯正筒節(jié)的筒口距邊緣200mm處一周等距分布4個殘余應(yīng)力測試點B1-B4。在殘余應(yīng)力區(qū)域中心鉆一直徑為3mm左右的孔進行應(yīng)力釋放，鉆孔深度為鉆孔直徑的1.2-2.0倍。并在鉆孔前距孔心處表面粘貼45°應(yīng)變花。在測試時需要精確獲得各孔的直徑、深度、應(yīng)變計孔心距以及孔口各方向應(yīng)變的變化大小。
結(jié)論
根據(jù)測試結(jié)果可知，在精餾塔筒口校正變形處*大殘余應(yīng)力平均值為28.20MPa，而未經(jīng)矯正變形的筒壁內(nèi)*大殘余應(yīng)力平均值為26.88MPa，相差不大，僅為1.32MPa。附加殘余應(yīng)力只是筒體母材屈服強度的0.45%，可見影響非常小，*可以忽略不計。因此，無需對校形后的筒節(jié)進行消除應(yīng)力處理。
試驗證明盲孔法殘余應(yīng)力測試非常有效，特別是在有對比試驗的情況下，排除了自身的不確切性，較真實也較直觀地反應(yīng)出各被測處的應(yīng)力差距，從而為最終確定處理方案提供了強有力的依據(jù)。
