在石油鉆采裝備制造過程中,井架是石油鉆機的重要組成部件。因為井架要滿足鉆井過程中的較大負荷能力,所以,必須有足夠的剛性和穩定性。井架材質為Q345A主要由上體、下體、天車、二層臺等構成,其組成為各種型號的矩形管焊接而成,所以焊縫多而集中,這樣焊接后必須進行消除殘余應力處理,熱時效處理需要大型時效爐,不僅造價昂貴、污染環境、利用率低,且爐內溫度很難均勻,消除應力效果差;采用自然時效法時間周期太長;JH-200A振動時效設備完整可以避免以上問題,投資少、周期短、效率高、靈活性強、節能環保,所以采用聚航JH-200A振動時效設備消除焊接殘余應力是較為可行的方法。
因井架單節質量在5t到15t ,所以可選JH-200A3振動時效設備,轉速在1000-8000r/min,較大激振力在30KN,JH-200A振動時效設備系列均采用高亮度真彩液晶屏顯示振動時效數據,可對振動時效過程全程實時動態觀測,完善的預警提示和糾錯提示,操作簡單直觀。具有全自動時效、手動時效、設置時效三種時效模式,自動時效和設置時效具有點升點降功能,操作者可根據振動情況,實時微調振動參數來優化工藝,是一款高性價比的產品,用在石油鉆機井架的焊接殘余應力去除中再合適不過了。
經過測試,得出井架振動波形,將支撐點放在節點,即自由振幅較小處;
激振點選在井架振動的波峰處,以便帶動整個井架產生共振。由于井架的質量和結構較大,所以激振點的位置選在井架正中間進行振動處理;
激振器與井架連接時,激振器用JH振動時效設備推薦配件弓形夾裝卡在井架中心,并保證激振器與井架之間的剛性連接;
拾振器應安裝在振幅較大處,安裝在井架的兩端,任選一端,并裝卡在井架立柱處。
激振力是振動時效工藝中的一項關鍵參數,尤其對于焊接結構件尤為重要。激振力的大小應滿足它所產生的動應力等于構件工作載荷的1/2倍,而激振力決定于激振器的偏心檔次和共振頻率,當掃描確定了共振頻率后,需確定適當的偏心檔次,來滿足以上要求。正確選擇激振力可以有效降低殘余應力,提高焊接結構件的疲勞壽命。
井架全部焊接完成后進行振動處理,得出幅頻特性曲線。對比實驗數據,可發現使用JH-200A振動時效設備有效降低焊接殘余應力。JH-200A振動時效設備對井架上、下體分別進行消除焊接應力處理,使井架的尺寸穩定性大幅提高,有效,性能可靠,井架的的抗載荷能力,抗變形能力均得到明顯提高。且節能有效,處理成本較低。