一种集装箱罐箱应力腐蚀去除方法
【专利摘要】本发明提出一种操作简单、处理效果好、工作效率高的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，主要用于箱式储罐的不锈钢焊接接头处的表面去应力处理，包括如下操作步骤：预处理；超声喷丸处理：超声喷丸机设有旋转架，旋转架两端设有两组超声喷丸枪，超声喷丸枪以针式喷丸为介质，两组超声喷丸枪分别置于箱式储罐的相对的两处焊接接头上边超声处理边旋转；针式喷丸与焊接接头的边缘距离不超过50mm，超声喷丸枪旋转的线速度为150-300mm/min，各个箱式储罐的处理时间不少于40min；以及检测。
【专利说明】
_种集装箱罐箱应力腐蚀去除方法
技术领域
[0001]本发明涉及不锈钢焊接接头表面处理技术领域，特别是一种集装箱罐箱应力腐蚀去除方法。【背景技术】
[0002]箱式储罐是一种安装于紧固外部框架内的不锈钢压力容器，其内胆大多采用316 不锈钢制造，可用于公路、铁路及水上运输，具有经济实惠、快捷安全、绿色环保等优点。现有的箱式储罐采用焊接技术为主体的制造技术，由于焊接后工件中通常具有残余应力，在腐蚀介质中长期使用，其应力腐蚀开裂的几率非常大。如何阻止应力腐蚀开裂，提高箱式储罐的使用寿命，是目前急需解决的技术难题。
[0003]应力腐蚀开裂需要具备三个条件:拉伸应力、敏感材料和特定腐蚀环境。三个条件破坏其一，即可阻止或者延缓应力腐蚀开裂。目前应用较为广泛的是超声喷丸法，采用超声振动驱动喷丸介质撞击金属板材的表面，使受撞击的表面及其下层金属材料产生塑性变形进而形成残余压缩应力，去除工件焊接中形成的拉伸应力。
[0004]现有的超声喷丸法主要采用喷丸枪喷射出丸粒介质撞击金属板材的表面进行去应力处理，这种处理方式适合于处理表面凹凸不平的状况，尤其适用于小工件的大批量处理。其缺点为:去应力效果差，无法保证焊缝的抗应力腐蚀质量；只能垂直向上处理，对于其它位置的焊接结构无法处理；需要回收弹丸，操作繁琐、工作效率低。如何改善超声喷丸法的处理工艺，提供一种操作简单、处理效果好、生产效率高的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，是目前研究的重点。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提出一种操作简单、处理效果好、生产效率高的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，主要用于箱式储罐的不锈钢焊接接头处的表面去应力处理，包括如下操作步骤:
[0008]第一步，预处理:采用表面清洁处理方法除去待处理的焊接接头表面的灰土、水垢和包覆物，进行磁粉检测、染色渗透检测、超声波或其它的缺陷及裂纹探测过程；
[0009]第二步，超声喷丸处理:超声喷丸机设有旋转架，旋转架两端设有两组超声喷丸枪，超声喷丸枪以针式喷丸为介质，两组超声喷丸枪分别置于箱式储罐的相对的两处焊接接头上边超声处理边旋转；针式喷丸与焊接接头的边缘距离不超过50mm，超声喷丸枪旋转的线速度为150-300mm/min，各个箱式储罐的处理时间不少于40min ;[〇〇1〇]第三步，检测:采用X射线衍射仪对工件表面的残余应力进行检测，若残余应力为压应力即为合格。
[0011]优选的，超声喷丸枪旋转的线速度为200mm/min。
[0012] 优选的，针式喷丸与焊缝处理区域的垂直距离为0.l_2mm。[〇〇13] 优选的，针式喷丸与焊接工件表面的喷射角度控制在85-95°。
[0014] 优选的，喷丸处理时喷射覆盖率为80-200%。
[0015]与现有的普通丸粒喷丸相比，本发明提出的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法可以形成比普通喷丸更深的硬化层和更大的残余压缩应力，操作简单、工作效率高、去除效果佳。【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本发明实施例中所用的超声喷丸机的主视图。
[0018]图中:
[0019]1、超声喷丸枪；2、箱式储罐；3、行走轨道；4、超声波电源；5、旋转架；6、调节丝杠； 7、枪体固定座；8、距离传感器；9、旋转轴。【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 本发明提出了一种集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，主要用于箱式储罐的不锈钢焊接接头处的表面去应力处理，包括如下操作步骤:
[0022] 第一步，预处理:采用表面清洁处理方法除去待处理的焊接接头表面的灰土、水垢和包覆物，进行磁粉检测、染色渗透检测、超声波或其它的缺陷及裂纹探测过程；
[0023] 第二步，超声喷丸处理:超声喷丸机设有旋转架，旋转架两端设有两组超声喷丸枪，超声喷丸枪以针式喷丸为介质，两组超声喷丸枪分别置于箱式储罐的相对的两处焊接接头上，箱式储罐旋转运动；针式喷丸与焊接接头的边缘距离不超过50mm，箱式储罐旋转的线速度为150-300mm/min，各个箱式储罐的处理时间不少于40min ;
[0024]第三步，检测:采用X射线衍射仪对工件表面的残余应力进行检测，若残余应力为压应力即为合格。
[0025] 第二步中采用的超声喷丸机如图1所示，包括水平的行走轨道3,设于行走轨道3 上的旋转轴9,设于旋转轴9上的一对旋转架5,设于旋转架5前端的枪体固定座7及设于枪体固定座7上的超声喷丸枪1，枪体固定座7前端设置有距离传感器8 ;旋转轴9上设有超声波电源4,超声波电源4通过电源线与超声喷丸枪1连接；旋转架5沿旋转轴9轴向180° 螺旋分布设置，旋转架5与枪体固定座7之间设有用于距离调节的调节丝杠6,距离传感器 8的控制端与调节丝杠6的驱动机构连接，该超声喷丸枪为针式超声喷丸枪。
[0026]工作时，通过旋转轴9在行走轨道3上的移动来确定工作位置，距离传感器8检测通过枪体固定座7与箱式储罐2之间的距离，通过其对距离的检测控制调节丝杠6调节，使旋转架5与枪体固定座7之间的距离改变，从而使枪头与罐式箱体2保持最佳的工作距离 (枪头的工作半径为50mm，因此要保持针式喷丸与焊接接头的边缘距离不超过50mm)，旋转轴9带动一对旋转架5自动旋转，完成整个箱式储罐2焊缝表面的去应力处理。
[0027]本发明去除应力腐蚀的机理为:焊接接头发生应力腐蚀开裂的基本原因是由于焊缝区域存在焊接残余拉伸应力，针式喷丸处理后能在焊接接头表层形成残余压缩应力层， 从而破坏应力腐蚀开裂发生的必要条件，以达到强化不锈钢焊接接头应力腐蚀开裂能力的目的。与现有的普通丸粒喷丸相比，本发明提出的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法可以形成比普通喷丸更深的硬化层和更大的残余压缩应力，操作简单、工作效率高、去除效果佳。
[0028]较为优选的，超声喷丸枪旋转的线速度为200mm/min。
[0029]进一步优选的实施例，针式喷丸与焊缝处理区域的垂直距离为0.l_2mm。为了保证针式喷丸撞击焊缝表面形成理想的残余压应力层，针式喷丸与焊缝处理其余的垂直距离必须保持在一定范围内。
[0030]更优选的实施例，针式喷丸与焊接工件表面的喷射角度控制在85-95°。喷射角是指针式喷丸向焊缝表面喷射的角度，有效针式喷丸与喷射角的正弦成正比，因此垂直喷射时强度最大。
[0031]最优选的实施例，喷丸处理时喷射覆盖率为80-200%。被喷丸喷射表面的规定部位上，弹痕占据的面积与需要喷丸强化的面积之比的比值成为覆盖率。覆盖率以百分数表示。传统的丸粒喷丸要求覆盖率大于等于100%以上。本发明通过采用针式喷丸，喷射覆盖率最低只需达到80 %即可取到良好的去除应力的效果。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，其特征在于:主要用于箱式储罐的不锈钢焊接 接头处的表面去应力处理，包括如下操作步骤:第一步，预处理:采用表面清洁处理方法除去待处理的焊接接头表面的灰土、水垢和包 覆物，进行磁粉检测、染色渗透检测、超声波或其它的缺陷及裂纹探测过程；第二步，超声喷丸处理:超声喷丸机设有旋转架，所述旋转架两端设有两组超声喷丸 枪，所述超声喷丸枪以针式喷丸为介质，两组所述超声喷丸枪分别置于所述箱式储罐的相 对的两处焊接接头上边超声处理边旋转；所述针式喷丸与所述焊接接头的边缘距离不超 过50mm，超声喷丸枪旋转的线速度为150-300mm/min，各个箱式储罐的处理时间不少于 40min ；第三步，检测:采用X射线衍射仪对工件表面的残余应力进行检测，若残余应力为压应 力即为合格。2.根据权利要求1所述的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，其特征在于:所述超声喷丸 枪旋转的线速度为200mm/min。3.根据权利要求1所述的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，其特征在于:针式喷丸与焊 缝处理区域的垂直距离为0.l-2mm。4.根据权利要求1所述的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，其特征在于:针式喷丸与焊 接工件表面的喷射角度控制在85-95°。5.根据权利要求4所述的集装箱罐箱应力腐蚀去除方法，其特征在于:喷丸处理时喷 射覆盖率为80-200%。
【文档编号】C21D7/06GK105986112SQ201510050217
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】李强
【申请人】中冶天工（天津）装备制造有限公司