某(mou)水電站設計(ji)庫(ku)容(rong)1.5億m3，正(zheng)常(chang)蓄(xu)水位1305m，總(zong)裝機容(rong)量100MW，年(nian)平(ping)均(jun)發電量3.50億KW.H。該(gai)工程由(you)瀝(li)青(qing)混(hun)凝(ning)土(tu)心(xin)墻(qiang)壩(ba)、表孔溢洪洞(dong)、導(dao)流兼(jian)泄洪洞(dong)、發電引水洞、地(di)面(mian)廠房(fang)等建(jian)築(zhu)物(wu)組(zu)成。引水系(xi)統鋼(gang)岔(cha)管共(gong)3臺(tai)，在安裝現場(chang)采(cai)用振動(dong)時(shi)效工藝(yi)消(xiao)除(chu)殘余應(ying)力，采(cai)用盲(mang)孔法對(dui)振動(dong)時(shi)效前(qian)後岔(cha)管的焊接(jie)殘余應(ying)力進(jin)行測試，定(ding)量(liang)判斷振動(dong)時(shi)效效果(guo)。
設(she)備采(cai)用JH-700A交(jiao)流振動(dong)時(shi)效設備(bei)，采(cai)用高(gao)速(su)變(bian)頻伺(si)服(fu)電機，激(ji)振力大(da)、壽命(ming)長(chang)、時(shi)效效果(guo)好。激(ji)振電機的額(e)定(ding)功率(lv)為(wei)2.2KW，轉速(su)為(wei)1000-10000r/min。激振器(qi)通過夾具(ju)固定(ding)在工件(jian)上(shang)，拾振器(qi)通過磁(ci)鐵(tie)吸(xi)住(zhu)工件(jian)。
振動(dong)時(shi)效準備(bei)
在鋼(gang)岔(cha)管主管上(shang)離兩端(duan)各(ge)壹(yi)段(duan)距(ju)離的部位設(she)置(zhi)馬鞍(an)形(xing)支(zhi)座(zuo)。在對(dui)岔(cha)管時(shi)效處理前(qian)，必(bi)須用橡膠(jiao)墊與鋼(gang)支(zhi)撐隔開(kai)，以防止(zhi)振動(dong)能(neng)量傳(chuan)入(ru)地(di)面(mian)或洞(dong)壁(bi)。
振動(dong)時(shi)效過程
壹(yi)般(ban)情況下，做振動(dong)時(shi)效處理時(shi)，首(shou)先(xian)通(tong)過時(shi)效系(xi)統掃(sao)描(miao)出(chu)的數個共(gong)振點(dian)。選出(chu)壹(yi)個共(gong)振頻(pin)率(lv)作為(wei)主振頻(pin)率(lv)，另(ling)選1、2個共(gong)振頻(pin)率(lv)作為(wei)附(fu)振頻(pin)率(lv)進(jin)行時(shi)效處理。時(shi)效處理的振動(dong)頻(pin)率(lv)選(xuan)在共(gong)振頻(pin)率(lv)前(qian)加(jia)速(su)度(du)約為共(gong)振點(dian)加(jia)速(su)度(du)的1/3-2/3處，振動(dong)時(shi)間(jian)為20min左(zuo)右。振動(dong)過程中(zhong)，註(zhu)意(yi)觀察(cha)主(zhu)要部位的振動(dong)情況，如果(guo)有些(xie)主要部位未能充(chong)分(fen)時(shi)效，則更換(huan)激(ji)振器(qi)的安裝部位，重新(xin)掃(sao)描(miao)，根據掃(sao)描(miao)出(chu)的共(gong)振點(dian)進行時(shi)效處理。
對(dui)引水鋼(gang)岔(cha)管而(er)言，如果(guo)既(ji)有彎曲振動(dong)，又(you)有扭曲振動(dong)，時(shi)效處理的效果(guo)會(hui)更好壹(yi)些(xie)。所以振動(dong)時(shi)效處理時(shi)必(bi)須考(kao)慮(lv)振型(xing)。這就(jiu)要求(qiu)試振，找出產生彎曲振動(dong)和(he)扭曲振動(dong)的共(gong)振頻(pin)率(lv)來(lai)。然後(hou)，分(fen)別進(jin)行振動(dong)時(shi)效處理。以1號(hao)鋼(gang)岔(cha)管為例，其(qi)振動(dong)時(shi)效的主要參(can)數為：掃(sao)頻時(shi)電機偏心(xin)角(jiao)為30°時(shi)，第壹(yi)、二、三、四(si)共(gong)振頻(pin)率(lv)分(fen)別為(wei)82.2、90.8、102.5、122.7HZ，加(jia)速(su)度(du)分(fen)別為(wei)5.1g，8.6g，5.6g，2.2g；主振頻(pin)率(lv)為(wei)81.7Hz，加(jia)速(su)度(du)7.6-11.5g；附(fu)振1頻(pin)率(lv)為(wei)90HZ，加(jia)速(su)度(du)8.3g-14.7g，附(fu)振2頻(pin)率(lv)為(wei)100HZ，加(jia)速(su)度(du)為2.6g-5.5g。
鋼(gang)岔(cha)管振動(dong)時(shi)效效果(guo)判定(ding)
目(mu)前(qian)振動(dong)時(shi)效判定(ding)方法有(you)兩(liang)種，壹(yi)類(lei)是定(ding)量(liang)測試，如：盲(mang)孔法、磁(ci)測法、切(qie)割(ge)法等。壹(yi)類(lei)是定(ding)性(xing)測試，如振動(dong)參(can)數曲線法、尺寸(cun)精(jing)度(du)穩(wen)定(ding)性(xing)法等。本(ben)文(wen)采(cai)用殘余應(ying)力測試方法來(lai)定(ding)量(liang)判定(ding)振動(dong)時(shi)效效果(guo)。
本(ben)次測試采(cai)用盲(mang)孔法，儀(yi)器(qi)采(cai)用JHMK殘余應(ying)力測試系(xi)統，由(you)JHYC靜態(tai)應(ying)變(bian)儀(yi)和(he)JHZK鉆孔裝置(zhi)組(zu)成。軟(ruan)件(jian)進行設置(zhi)後，自(zi)動(dong)實(shi)時(shi)計(ji)算(suan)殘余應(ying)力，並(bing)實時(shi)顯(xian)示和保(bao)存(cun)應(ying)力應(ying)變(bian)數值，測量直(zhi)觀明了(le)，精(jing)度(du)高。
選(xuan)擇10個典型(xing)部位進(jin)行應(ying)力測試，保(bao)證(zheng)時(shi)效處理前(qian)後的測試位置(zhi)盡(jin)量(liang)壹(yi)致(zhi)，同(tong)時(shi)以(yi)滿(man)足(zu)盲(mang)孔法的測試要求(qiu)為(wei)前(qian)提。在每(mei)個測試部位，原(yuan)始應(ying)力測1個點，時(shi)效處理後測1個點。
測試數據分(fen)析(xi)
測試數據表明，鋼(gang)岔(cha)管內壁焊縫的原始殘余應(ying)力數值較(jiao)高，普遍達(da)到(dao)或(huo)接(jie)近(jin)材料的屈服(fu)強度(du)，並(bing)呈典(dian)型(xing)的雙(shuang)軸(zhou)拉(la)伸(shen)狀(zhuang)態。鋼(gang)岔(cha)管外壁焊縫的原始殘余應(ying)力數值較(jiao)低。經振動(dong)時(shi)效處理後，原(yuan)始應(ying)力高(gao)的測點消(xiao)除(chu)應(ying)力效果(guo)比(bi)較理想，初始應(ying)力較(jiao)低的測點時(shi)效前(qian)後應(ying)力測試值(zhi)變(bian)化(hua)不(bu)大。簡(jian)單(dan)統計(ji)表明，1號(hao)鋼(gang)岔(cha)管平(ping)均(jun)消(xiao)除(chu)效果(guo)達(da)到(dao)60%，峰值(zhi)消(xiao)除(chu)效果(guo)達(da)到(dao)80%，時(shi)效處理效果(guo)良(liang)好。
通(tong)過振動(dong)時(shi)效處理，水電站引水鋼(gang)岔(cha)管的焊接(jie)殘余應(ying)力峰值(zhi)明顯(xian)降(jiang)低，各部分(fen)應(ying)力得(de)到(dao)均(jun)化(hua)。振動(dong)時(shi)效與傳(chuan)統的熱時(shi)效對比(bi)，操(cao)作簡(jian)單(dan)方便，適(shi)用性(xing)強，節省(sheng)能(neng)源(yuan)和(he)費用。
