碎石整平船抬升框架振動消應力處理實施方案
碎石整平船抬升框架
振動消應力處理實施方案
前 言
振動時效是采用共振的原理——即在激振器的周期性外力的作用下，當所施加給工件的動應力大于或等于材料的屈服極限即工件與激振器的頻率相疊加時產生共振，這時在共振狀態下，就會使工件內受約束的分子發生位錯滑移，而使一大部分殘余應力得到釋放，余下的部分殘余應力經過二十至四十分鐘的調整部分處于均化狀態。振動時效可以使殘余應力降低或均化，高應力區降低的比例要大一些，振動時效具有生產周期短、無環境污染、節約生產成本、工件尺寸精度穩定性好等諸多優點。
振動時效技術目前在國內已建和在建海洋鉆井平臺升降基礎項目中得到了廣泛的應用，由于海洋鉆井平臺升降基礎的整體結構都比較大、噸位重，在施工中要按照傳統加熱時效辦法是無法完成這些大型結構的時效處理工序的。經過我校工程力學系結構試驗室的科技人員的多年實踐，加上工程項目單位的大力配合，近十余年來先后對上海外高橋造船海洋工程有限公司建造的JU2000E型鉆井平臺升降基礎座，大連造船海洋工程有限公司建造的JU2000系列鉆井平臺升降基礎座，某制造有限公司建造的振3號、4號、5號、6號及抬升NCA1396號鉆井平臺升降基礎、某造船重工有限責任公司建造的CJ50-01\02\03\04號海洋鉆井平臺上下基礎座進行了振動時效應力處理及現場的振動時效技術服務，同時經過振動時效前后的應力檢測，應力的效果遠遠的大于國家標準的要求，取得理想的工藝效果并得到船東和船檢的認可。
二、振動時效處理工藝的實施
1、使用設備：VSR-50型振動時效儀
該設備具有真彩液晶顯示動態振動時效處理參數并實時打印參數曲線圖。該設備構件的殘余應力范圍在30%-80%。根據工件的應力大小，剛性的強與弱應力的多少有所不同，整平船抬升框架結構應力的范圍在：50%左右。
2、抬升框架結構的支撐、激振器裝卡、拾振器的位置
抬升框架結構上段長寬高8.5*5.95*3.4米，重量62噸。下段結構長寬高14.2*5.95*3.4米：直徑φ5.3m、高1.65m，重量77噸.進行振動時效應力處理時，在施工現場即可實施，首先需將升降框架結構的整體在現場吊裝到地面，將升降框架結構的下表面與地面接觸的部分用枕木支撐使升降框架結構與地面隔離以避免在振動處理時振動力的損耗，使升降框架結構與地面用枕木彈性支撐，支撐點為四點，支撐原則為將四塊枕木擺成沿長度方向放置在地面上枕木兩兩對稱，放置在框架結構長度方向的九分之二L處，把升降框架結構吊裝平穩的放在枕木上即可。激振器牢固的裝卡在升降框架結構的易起振的波峰處，以牢固為原則，拾振器吸附在遠離激振器位置的另一端。
3、升降框架結構的振動處理
用VSR-50型振動時效儀的全智能功能控制振動電機，當電機的轉數與升降框架結構的固有頻率大致相等時，升降框架結構的整體即會發生共振，當振動電機所施加給構件的動應力大于等于材料的屈服極限時，構件的殘余應力即可得到一定程度的釋放。振動時，振動電機的偏心選擇一個合適的偏心量，由控制器控制電機轉動，當發生整體諧振時，也就是構件進入了共振狀態，經過五十分鐘的振動處理即可使構件的殘余應力得到釋放，經過振動后的構件所余下的部分殘余應力小于材料的屈服極限時，構件的抗變形能力即會得到大幅的加強與提高。為了達到振動消應力的效果，本次振動采取二次振動的工藝，在一次振動完成后將激振器的位置調到另一波峰處再進行50分鐘的振動來達到振動去應力效果。
4、振動時效的特性曲線
振動時效處理實施時，振動時效設備按照振動時效工藝的設計要求可以繪制振動過程中的特性曲線，振動時效開始時會自動記錄構件振動時效前的頻率、振幅曲線，然后根據具體參數值進行自動選擇進行振動處理，經過一定周期的振動處理，構件內的殘余應力會充分的釋放，阻尼降低，使構件的振動數據值逐漸的處于穩定狀態，振動完成后還要自動繪制振動處理后的特性曲線，因為構件經振動處理后，由于殘余應力的下降，構件的振動前后的參數值會相應的發生變化，這也符合振動時效的國家標準要求。
升降框架結構的效果檢測
振動時效效果評定
利用設備打印的參數曲線的變化情況對照振動時效國家標準看振動時效效果。依據的標準：JB/T10375-2002 GB/T25712-2010
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