南京聚航簡單介紹振動時效技術(shù)在水電站岔管消應(yīng)力上的實施方案及步驟。
南門峽電站位于紅河州金平縣金水河下游段,總裝機容量2×1.2萬千瓦,為引水式水電站,設(shè)計水頭200m,一管二機布置,壓力鋼管出口處的鋼岔管為丫形岔管,岔管采用16MnR鋼板卷拼焊接成型,焊條采用E5015。岔管壁厚34mm,月牙肋厚度60mm,材質(zhì)為16MnR,分岔角120,岔管總重10t,主管直徑1.8m,支管直徑1m。
水電站岔管振動時效實施方案:
金平南門峽電站岔管的*大外形尺寸為2m×4m。所用鋼材σa=550MPa,岔管的制作工作在開遠電力修造廠完成。根據(jù)振動時效的要求,受振工件應(yīng)放置在彈性支撐上,并且支撐點處于工件受迫振動的節(jié)線處。具體方案是在6m×6m的工作平臺上用型鋼將支撐接起來(平臺重約30t),離開工作平臺高度為100mm,將所有的支撐物與岔管之間用厚度50mm的橡膠墊層隔開,確定岔管與原支撐脫離剛性連接,并在振動時效過程中不再對支撐位置進行調(diào)整。同時,為了解決岔管在振動時效時可能發(fā)生的位移,距岔管管口位置10mm采用擋板限位。
水電站岔管振動時效實施方案的步驟:
1)確定激振點、拾振點位置。根據(jù)機械振動理論,分析判斷構(gòu)件可能的共振頻率及構(gòu)件在激振頻率范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的振型,在此基礎(chǔ)上,選擇激振設(shè)備的頻率范圍。確定支撐點、激振點、拾振點等位置。支撐點選擇在波節(jié)處(工件在自由振動時振幅*小處)或附近,激振點選擇在被振工件的波峰處(工件在自由振動時振幅*大處)或附近,拾振器應(yīng)固定在遠離激振器且能反映主振頻率振型*大振幅處或附近,其方向應(yīng)與振動方向一致。
經(jīng)計算分析,岔管的諧振頻率估計在1500~3000r/min左右,振型為彎扭振型,節(jié)點在岔管橫截面時鐘位置5點、7點附近,波峰在岔管頂部,根據(jù)以上分析,選用1000~4000r/min的激振設(shè)備應(yīng)能激起工件的諧振響應(yīng)。激振點選擇在岔管頂面加勁環(huán)上以便于裝卡,同時又易于引起諧振響應(yīng)。初步確定在岔管*大直徑處周圍的二個加勁環(huán)上各設(shè)一個激振點,并根據(jù)時效效果對激振點有所增減或變更位置。拾振器放在岔管頂部距激振點約200~500mm處。
2)安裝激振器及拾振器:將激振器底座與鋼岔管頂部加勁環(huán)剛性連接,并用專用卡具卡緊。接觸面要良好,然后將偏心調(diào)到1檔,連接好激振器與控制器之間的連線。拾振器放在岔管頂部距激振點約200~500mm并有明顯振感的地方,連接好加速度信號線。
3)試振:根據(jù)估計的諧振頻率。將*高轉(zhuǎn)速設(shè)為3000r/rain,偏心檔暫選定在1檔,時效時間設(shè)為2~3min,開始試振,激振器由1500r/min開始掃頻,看一階、二階、三階諧振頻率 及位移幅各為多少,設(shè)備自動選擇電流和加速度值*大時相對 應(yīng)的諧振頻率為主振頻率。在以主振頻率激振時,工件會發(fā)出 較大的嗡嗡聲,此時往岔管上撒一些沙子,沙子會劇烈的跳動,沙子聚攏處為波節(jié),反之為波峰。也可通過變化拾振器的位置來檢測波峰、波節(jié)位置,根據(jù)試振情況對激振點和拾振點的位置加以調(diào)整,使之更為合理。
4)正式振動。在試振的基礎(chǔ)上確定正式振動時的時效參數(shù),如主振頻率、時效階數(shù)、*高轉(zhuǎn)速、時效時間、偏心擋位等。主振頻率可從試振時的掃頻曲線得知;時效階數(shù)一般選一階和二階,如果二階諧振時的振幅較小,則只選一階諧振;*高轉(zhuǎn)速應(yīng)高于諧振頻率100~300r/min;時效時間不宜過長,因為,在以主振頻率開始振動后的3~5min內(nèi),時間一振幅曲線變化明顯,之后則逐漸變平(變化很小)。一般情況下,時間一振幅曲線變平后的5~10min內(nèi)應(yīng)結(jié)束振動,因此每次振動時間以不超過15min為宜;在*一次正式振動時,偏心擋位可選取較低的擋位(1~2擋),以較小的動應(yīng)力來消除高值殘余應(yīng)力,然后逐級調(diào)高擋位。
5)振動參數(shù)記錄:在正式振動時,應(yīng)記錄有關(guān)參數(shù)并打印出測試曲線及數(shù)據(jù)。