Низкочастотная вибрационная стабилизация сварных конструкций
В настоящее время изготовление практически любых металлоконструкций не обходится без применения сварки. Любая сварная металлоконструкция после сборки имеет остаточные напряжения. Они оказывают влияние на основные характеристики сварной металлоконструкции: ухудшение эксплуатационных свойств, нежелательные изменения размеров изделия, сокращение срока ее службы.
Изменение заложенных размеров, допусков на размеры и характеристик сварной конструкции может возникнуть в процессе механической обработки, при транспортировке, во время проведения монтажных работ, а также в период эксплуатации.
Для снятия остаточных напряжений сварных металлоконструкций существует широкий спектр методов, однако, самыми распространенными, на сегодняшний день, являются термическая обработка и низкочастотная вибрационная стабилизация (виброобработка).
Термическая обработка предполагает существенные экономические, временные, технологические, энергетические затраты. Необходимо учитывать транспортные и связанные расходы по доставке изделия до места проведения термообработки и обратно, дополнительные расходы на работы по очистке окалины отожженного слоя металла, прочие технологические операции, учитывать риск, связанный с введением дополнительных технологических операций.
Вибрационная стабилизация остаточных напряжений осуществляется посредством возбуждения в сварной конструкции низкочастотных механических колебаний, вибровозбудителем с регулируемой частотой колебаний. Изменяя частоту колебаний от минимальной до максимальной, регистрируются резонансные частоты системы «сварная конструкция — возбудитель» и производится распределение напряжений внутри сварной металлоконструкции. Основными параметрами вибростабилизации является амплитуда и время вибронагружения. Чем выше амплитуда переменных вибронагружений, тем интенсивнее происходит распределение остаточных напряжений. Параметры виброобработки подбираются по фактическим значениям остаточных напряжений. Результат вибрационной стабилизации фиксируется специализированным устройством и подтверждается документально.
Преимущество виброобработки перед термообработкой существенно, так как такую операцию возможно провести на месте изготовления сварной металлоконструкции, без дополнительных транспортировок, что существенно снизит временные и экономические затраты, снизит риск повреждения при перемещении, ошибок при выборе режима термообработки и многих других.
Результатом выполнения вибрационной стабилизации является распределение остаточных напряжений сварного изделия, с целью не допущения ухудшения характеристик конструкции при проведения последующих технологических операций и в дальнейшем в период эксплуатации.
Впервые методы низкочастотной стабилизации сварных стальных конструкций стали применять производства, выпускающие продукцию ВПК. В дальнейшем опыт был перенят крупными предприятиями общего машиностроения.
ООО «НПО «КСК» имеет положительный опыт проведения работ по снятию остаточных напряжений в различных сварных стальных металлоконструкциях: корпусы всасывающих камер и улитки нагнетателей агломерационных установок (габарит ДхШхВ,мм: 4800х1960х5840 массой 33т), водяные камеры выпарных аппаратов (габарит ДхШхВ, мм: 4100х3950х2800, массой 7.9 т), опорные сварные фундаментные рамы и рамы-маслобаки (габарит ДхШхВ, мм: 7200х2850х680, массой 15 т)
