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1、第 0 页务实 奉献创新 奋进基于梯度纳米化结构改善调峰机组管座角焊缝疲基于梯度纳米化结构改善调峰机组管座角焊缝疲劳性能研究劳性能研究完成单位：完成单位：大唐东北电力试验研究院有限公司大唐东北电力试验研究院有限公司汇报人：周洪洋汇报人：周洪洋 202 2024 4年年7 7月月第 1 页务实 奉献创新 奋进 1、立项背景2、研究思路3、创新点4、技术成果总结5、项目成果及经济社会效益目录目录第 2 页务实 奉献创新 奋进常见改善疲劳强度方法常见改善疲劳强度方法超声冲击技术原理超声冲击技术原理技术原理：技术原理：将几十赫兹工频交流电转将几十赫兹工频交流电转变成上万赫兹的超声频交流电以驱动变成上万

2、赫兹的超声频交流电以驱动换能器的振动，然后通过变幅杆将振换能器的振动，然后通过变幅杆将振动传递给冲击针，作用于待处理表面。动传递给冲击针，作用于待处理表面。强化强化机理：机理：（1 1）残余压缩应力）残余压缩应力 （2 2）改善焊趾几何）改善焊趾几何形状形状 （3 3）细化晶粒）细化晶粒喷丸法喷丸法 体积体积大，现场复杂位置应用大，现场复杂位置应用受限。受限。TIGTIG熔修法熔修法 效率低，且效率低，且引入了残余拉应力。引入了残余拉应力。打磨法打磨法 质量差，效果质量差，效果难以保证。难以保证。限制条件少，仅需限制条件少，仅需 220220V V的单相工频电源的单相工频电源即可工作，利于现场

3、作业。即可工作，利于现场作业。冲击频率高、能量冲击频率高、能量集中，效果集中，效果稳定。稳定。操作灵活，适用于全位置焊缝的处理。操作灵活，适用于全位置焊缝的处理。操作简单，执行机构轻巧。操作简单，执行机构轻巧。绿色环保，使用成本低。绿色环保，使用成本低。行业特点行业特点立项背景立项背景超声冲击技术超声冲击技术优势优势焊趾开裂焊趾开裂焊趾开裂焊趾开裂第 3 页务实 奉献创新 奋进研究思路研究思路1.1.项 目 提 出 了 一 种 用 于 改 善 在 役项 目 提 出 了 一 种 用 于 改 善 在 役12Cr1MoV12Cr1MoV钢焊接接头疲劳性能的超声钢焊接接头疲劳性能的超声冲击方法。通过该

4、方法在焊接接头近冲击方法。通过该方法在焊接接头近表面成功制备了表面成功制备了梯度纳米结构强化层梯度纳米结构强化层。并通过不同角度试验验证了超声冲击并通过不同角度试验验证了超声冲击处理能够提升服役态处理能够提升服役态12Cr1MoV12Cr1MoV钢焊接钢焊接接头接头综合性能综合性能，同时明确了，同时明确了晶粒纳米晶粒纳米化机理化机理和和纳米化冲击工艺纳米化冲击工艺，为超声冲，为超声冲击技术在电站延寿领域应用提供了理击技术在电站延寿领域应用提供了理论指导与数据支撑。论指导与数据支撑。2.2.项目提出了一套适合现场应用的超声项目提出了一套适合现场应用的超声冲击冲击纳米强化层制备装置纳米强化层制备装

5、置，重点设计，重点设计了底座系统、阻尼铰链连接系统和机了底座系统、阻尼铰链连接系统和机械臂系统，解决了传统手持式操作过械臂系统，解决了传统手持式操作过程工艺和质量不可控的问题。程工艺和质量不可控的问题。标准金属材料残余应力超声冲击处理法（标准金属材料残余应力超声冲击处理法（GB/T GB/T 33163-201633163-2016）规定金属构件适用条件：）规定金属构件适用条件：材料材料厚度大于厚度大于4mm4mm屈服强度不大于屈服强度不大于900Mpa900Mpa断后伸长率大于断后伸长率大于5%5%标准支撑技术路线创新成果第 4 页务实 奉献创新 奋进技术成果技术成果1.11.1 焊趾处经超

6、声冲击处理后几何形状得到优化，原有几何形状不连续处变为圆滑过渡。焊趾区域的超声冲击处理对焊缝过渡角、焊缝高度H、焊缝宽度L均无明显影响，而过渡半径明显提高。且经UIT2处理的试样，过渡半径提升更加显著。优化焊趾几何形状提升过渡半径创新点创新点1 1：项目提出了一种用于改善在役项目提出了一种用于改善在役12Cr1MoV12Cr1MoV钢焊接接头疲劳性能的超声冲击方法。通过钢焊接接头疲劳性能的超声冲击方法。通过该方法在接头近表面成功制备了梯度纳米结构强化层。并通过不同角度试验验证了超声冲击处该方法在接头近表面成功制备了梯度纳米结构强化层。并通过不同角度试验验证了超声冲击处理能够提升接头的综合性能，