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冷成形封頭的5個(gè)條件:
① 使用介質(zhì)為極度或高度危害者;
② 材料要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)者(可按 ASME V Ⅲ -1UCS-66 判定);
③ 冷成形鋼板厚度大于 15.9mm 者;
④ 冷成形后板厚減薄率大于 10% 者;
⑤ 成形溫度處于 120-482 ℃范圍內(nèi)者。
什么叫碳鋼封頭脆性裂紋:
碳鋼封頭及低合金鋼的容器在熱鍍鋅或滲鋁液中浸泡鍍鋅或滲鋁時(shí),封頭的直邊部可能會(huì)發(fā)生裂紋,這種現(xiàn)象叫“鍍鋅(滲鋁)脆性裂紋”,這是因?yàn)楹附託堄鄳?yīng)力、加工殘余應(yīng)力存在時(shí),低熔點(diǎn)金屬的鋅或鋁向晶界擴(kuò)散的結(jié)果。因此,容器在熱浴鍍鋅或滲鋁前,應(yīng)先做熱處理,去除殘余應(yīng)力。不同的供貨狀態(tài)將采取不同的方法“冷緊”,即根據(jù)安裝施工時(shí)的溫度調(diào)整安裝長(zhǎng)度,以保證膨脹節(jié)能始終在額定的拉、壓位移范圍內(nèi)工作。
常見(jiàn)類型如:
1)套疊直管壓力平衡型膨脹節(jié)
2)外壓浮筒式膨脹節(jié)
3)內(nèi)聯(lián)式直管壓力平衡式膨脹節(jié)
4)內(nèi)壓并聯(lián)型膨脹節(jié)
5)旁管力平衡式膨脹節(jié)
力平衡型膨脹節(jié)主要用于設(shè)備之間或不適于設(shè)置固定支座的場(chǎng)合。而不適合用在需要很多膨脹節(jié)的長(zhǎng)管線上。因它的造價(jià)很高,是相同使用參數(shù)的普通軸向膨脹節(jié)的四倍以上。
力平衡型和普通軸向型膨脹節(jié)不能在同一管線上串聯(lián)使用,否則平衡型和普通軸向型之間的支架將變成主固定支架,力平衡變得無(wú)意義。強(qiáng)調(diào)這點(diǎn)是因?yàn)樵?jīng)出現(xiàn)過(guò)對(duì)力平衡型膨脹節(jié)的錯(cuò)誤理解和使用。
膨脹節(jié)如何設(shè)置:
當(dāng)管道輸送介質(zhì)或管道所處環(huán)境有溫度變化時(shí),管道由溫度引起的熱脹冷縮是不可避免的,如果不采取一定的方式補(bǔ)償該尺寸變化,將會(huì)在管壁內(nèi)產(chǎn)生很高的應(yīng)力,通過(guò)管道傳至固定管架或設(shè)備,當(dāng)溫差過(guò)某一范圍時(shí),溫差應(yīng)力大于管子可承受的應(yīng)力范圍,這時(shí)就必須考慮補(bǔ)償問(wèn)題。集中度僅30%,無(wú)法形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,很難采用高水平設(shè)備,質(zhì)量無(wú)法保證。
在管系補(bǔ)償設(shè)計(jì)中,為經(jīng)濟(jì)的是自然補(bǔ)償,自然補(bǔ)償是利用和管道的自然彎曲形狀所具有的柔性來(lái)補(bǔ)償熱位移,顯然自然補(bǔ)償?shù)哪芰κ怯邢薜?,?dāng)自然補(bǔ)償不能要求時(shí),通常應(yīng)考慮設(shè)置膨脹節(jié)。
管系所受載荷主要是外力載荷(管道及流動(dòng)介質(zhì)自重,內(nèi)壓,風(fēng)載,荷載等)和位移載荷,設(shè)置管架的目的在于消除外載作用在設(shè)備或管道上的作用力,且可把復(fù)雜管系分隔成形狀比較簡(jiǎn)單,獨(dú)立膨脹的管段,保證膨脹節(jié)的佳使用效果。設(shè)置膨脹節(jié)的目的,在于吸收管道自身無(wú)法吸收的熱變形,很大限度地減少位移載荷。間隙過(guò)大沖壓時(shí)摩擦阻力會(huì)減小、材料的流動(dòng)性增大,引起皺褶和鼓包現(xiàn)象,因此模具間隙大小要適當(dāng),間隙Z一般取(1~1。
封頭設(shè)計(jì)中考慮減薄量:
(1) 隨著JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》的實(shí)施,根據(jù)其中6.3.10規(guī)定"對(duì)于按規(guī)定設(shè)計(jì)的封頭,成形封頭實(shí)測(cè)的小厚度不得小于封頭名義厚度減去鋼板厚度負(fù)偏差C1,但當(dāng)設(shè)計(jì)土燕標(biāo)注了封頭成形后的小厚度,可按實(shí)測(cè)的小厚度不小于圖樣標(biāo)注的小厚度驗(yàn)收。由于標(biāo)準(zhǔn)提供附錄A(資料性附錄)《封頭成形厚度減薄量》,設(shè)計(jì)者可參考此表,根據(jù)設(shè)計(jì)厚度來(lái)確定減薄量,圖樣上標(biāo)注的名義厚度為δ C1 C2 C3,并向上圓整至δn,而成形封頭實(shí)測(cè)小厚度為δmin=δ C2或δn-C3,這樣較好地解決GB150-1998中上述問(wèn)題。隨著e的增加,封頭B和C的摩擦系數(shù)迅速下降,從圖5中可以看出,封頭B的摩擦系數(shù)始終大于A和c,這說(shuō)明雖然順排孔板封頭能有效地改善其物流分配的均勻性,但是其阻力損失卻相當(dāng)大,使其不可逆損失相應(yīng)增大,進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱效能的下降。
(2) 封頭設(shè)計(jì)舉例
容器內(nèi)徑Di=800,計(jì)算壓力Pc=0.80MPa,[σ]t=170MPa,C1=0,C2=1.5,Φ=1,并在封頭上開(kāi)孔?98×4,求得標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度和名義厚度,并進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。