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從各工序的檢驗(yàn)情況對封頭缺陷及原因分析如下。
過燒缺陷及產(chǎn)生原因分析過燒指封頭熱成形時局部加熱溫度超過始壓溫度,產(chǎn)生的板材燒損現(xiàn)象。在熱成形工藝中,因加熱爐溫度場不均,容易導(dǎo)致封頭局部過燒。后來,隨著壓力容器的擴(kuò)大,受制造和運(yùn)輸條件的限制,分體成型后焊接的封頭數(shù)量逐漸增加,GB/T25198-2010增加了對分體成型封頭的相關(guān)要求。使用煤爐、焦炭爐加熱時,爐內(nèi)溫度不易控制,過燒現(xiàn)象常有發(fā)生,因此對于不銹鋼封頭不應(yīng)采用焦炭和煤加熱爐加熱。對于碳鋼封頭,標(biāo)準(zhǔn)雖未作出規(guī)定,但也不宜采用煤爐、焦炭爐加熱。
頭部開裂后的處理方法是再加工。雖然有些缺陷超過標(biāo)準(zhǔn),但修復(fù)后的封頭的安全性能不會受到很大影響。為了避免再次開裂,壓力容器制造商應(yīng)在不銹鋼封頭冷成型后立即進(jìn)行熱處理,以恢復(fù)材料性能。壓力容器制造企業(yè)應(yīng)注意:(1)準(zhǔn)備材料性能熱處理恢復(fù)試驗(yàn)件,并對試驗(yàn)件進(jìn)行測試和評價;(2)容器頭部的腐蝕、污垢和有害雜質(zhì)必須在熱處理前清除,清除后必須進(jìn)行處理和鈍化;(3)避免熱處理后頭部尺寸變形。
低溫塑性變形時,金屬的硬度和強(qiáng)度增加,而塑性和韌性隨著變形的增加而降低。這是冷硬化,也稱為應(yīng)變硬化。
碟形封頭
是一不連續(xù)曲面,在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個曲面連接處,由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應(yīng)力。然而,在加工過程中,材料、厚度、加工工藝和工人熟練程度的變化很可能產(chǎn)生各種缺陷。該邊緣彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加,使該部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它部位,故受力狀況不佳。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度,方便了成型加工,且壓制碟形封頭的鋼模加工簡單,使碟形封頭的應(yīng)用范圍較為廣泛。
錐殼
結(jié)構(gòu)不連續(xù),錐殼的應(yīng)力分布并不理想,但其特殊的結(jié)構(gòu)形式有利于固體顆粒和懸浮或粘稠液體的排放,可作為不同直徑圓筒體的中間過渡段,因而在中、低壓容器中使用較為普遍。
封頭是容器的一個關(guān)鍵承壓部件,以整體無縫或焊接方式、通過專用壓力機(jī)壓制、終容器筒體一體化成形的目的。使用煤爐、焦炭爐加熱時,爐內(nèi)溫度不易控制,過燒現(xiàn)象常有發(fā)生,因此對于不銹鋼封頭不應(yīng)采用焦炭和煤加熱爐加熱。封頭既有模壓的,也有旋壓的,一般在1200以下的封頭,我們都是選擇直接模壓成形,因?yàn)橹睆捷^小,模具沖壓拉伸變形不大,在沖壓過種中,只需要多沖壓幾次即可,所以不需要用到旋壓;而在1200以上的封頭,首先要用模具沖壓,再進(jìn)行旋壓,因?yàn)橹睆捷^大,沖壓拉伸之后,圓度變形較大,而且在圓弧部分出有一些起包的現(xiàn)象,所以必須要用到旋壓才能解決這些問題