某廠生產(chǎn)了1臺丙烯精餾塔，根據(jù)GB150-98要求，設(shè)備殼體橢圓度應不大于斷面內(nèi)徑D1的1%，且不大于25mm。在消除應力前*一、二段筒體開口端的橢圓度經(jīng)檢測在此范圍內(nèi)。但在消除應力后，運到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)，設(shè)備筒節(jié)橢圓度超標。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力的依據(jù)，故決定采用盲孔法對筒體進行殘余應力測試，從而確定是否需要重新進行消除應力熱處理。
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。
盲孔法殘余應力測試方法
盲孔法殘余應力測試是通過機械鉆孔使孔周圍應力釋放而產(chǎn)生相應的位移和應變的一種測試方法。采用粘貼應變片方式測量這些位移和應變。儀器采用JH-30殘余應力檢測儀。它能給夠通過應變片在鉆孔前后的電流變化自動計算出應變值的變化，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)上都進行殘余應力測試，若二者的應力值并無太大差異，則說明在現(xiàn)場進行強制校形所產(chǎn)生的應力很小，不需要重新進行消應力處理。
筒體殘余應力測試
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個殘余應力測試點B1-B4。在殘余應力區(qū)域中心鉆一直徑為3mm左右的孔進行應力釋放，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°應變花。在測試時需要精確獲得各孔的直徑、深度、應變計孔心距以及孔口各方向應變的變化大小。
結(jié)論
根據(jù)測試結(jié)果可知，在精餾塔筒口校正變形處*大殘余應力平均值為28.20MPa，而未經(jīng)矯正變形的筒壁內(nèi)*大殘余應力平均值為26.88MPa，相差不大，僅為1.32MPa。附加殘余應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)進行消除應力處理。
試驗證明盲孔法殘余應力測試非常有效，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出各被測處的應力差距，從而為最終確定處理方案提供了強有力的依據(jù)。
