大型橢圓形封頭存在問題及研究意義
隨著過程設備制造的大型化,大型橢圓形封頭的制造問題迫切需要解決。然而大型封頭的整體沖壓存在很多弊端。需要噸位大、工作臺面寬的大型水壓機;大型模具的生產周期長,耗費材料多,造價高。即使采用分瓣沖壓,也由于瓣片組焊工作量大,耗費時間較長,并且不容易保證質量。而且大型封頭往往都是單件生產,為此制作大型模具,生產成本太高。因此,大型封頭適宜采用旋壓法制造。旋壓法與沖壓法相比有以下優點:
(1)從制造設備上來講,制造同樣大小的橢圓形封頭,旋壓機跟沖壓機相比在重量上要輕2-3倍;
(2)旋壓所需要的模具比沖壓模具簡單且成本低;
(3)旋壓法不受模具大小限制,可以制造不同尺寸及形狀的封頭;
(4)沖壓大型薄壁橢圓形封頭時產生的褶皺及翻邊問題也可以通過旋壓方法解決。
在本課題提出之前已對對杭氧、宜興力瑞等幾家國內大型的封頭廠家進行調研,結果發現封頭制造商在大型壓力容器封頭的設計中還存在二些疑惑,在制造、檢測環節中“還存一些問題,問題如下:
目前很多封頭生產廠家使用冷旋壓技術生產一種近似橢圓形封頭來代替沖壓法生產的標準橢圓形封頭。從制造的角度來看,使用旋壓法生產的近似橢圓形封頭實質上是各種類型的磉形封頭(先在沖壓機上打鼓然后在旋壓機上翻邊),由于對封頭的應力計算、強度和穩定性分析、設計方法和設計公式的來源、形狀和尺寸允差的制訂等尚存在一系列認識上的問題,以致在冷旋壓封頭的使用上存在諸多顧慮或隨心所欲。例如,設計人員在圖紙上標明是標準橢圓形封頭,但制造廠卻采用由冷旋壓生產的近似橢圓形封頭。其中制造廠也有和設計單位聯系,要求修改圖紙,按近似橢圓形封頭(或標準碟形封頭)的計算公式重新確定厚度的,也有不作任何分析 將近似橢圓形封頭代替標準橢圓形封頭的。標準碟形封頭能否 的替代同材質、同壁厚的標準橢圓形封頭不僅涉及到能否為壓力容器設計、制造等方面帶來方便的問題,而且還涉及能否 大限度的發揮國內已有的旋壓設備生產能力的問題,這一問題的解決,可以節約大量資金,減少資源浪費。從而創造可觀的經濟與社會效益。
橢圓形封頭加工成型后要進行規定的形狀偏差檢測,GB150_2011中規定,形狀偏差的測量要使用弦長不小于3/4的內測量板進行測量,并規定封頭 形狀偏差不得大于l.25%Di。對于不同尺寸的封頭,需要不同的測量樣板,因此封頭廠家需要制作大量形狀尺寸各異的封頭內測量板。對于內徑很大的橢圓形封頭進行測量,有時需要很多人來移動巨大的測量板,耗費了、人量的人力物力,并且火尺寸的內測量板本身容易產生變形,這樣 很難保證封頭形狀偏差的測量精度。對于大規模生產和使用封頭的廠家,提高封頭形狀偏差的檢驗效率將有助于提高企業的生產效率。
碟形封頭是由半徑為尼的球面部分和半徑為,的過渡段轉角部分組成,由于在過渡區域存在曲率不連續,并且邊沿處有較大的周向壓應力,所以封頭的強度和穩定性都大大降低。國內外標準提出了各種碟形封頭的尺寸參數,對Ri、r與Di的比值做了相應的規定,其強度、穩定性以及加工制造性能也各有側重。 設計出一種強度和穩定性都 的碟形封頭形狀,將會使碟形封頭的使用 為 。
本研究課題從強度和穩定性兩個方面確定碟形封頭替代標準橢圓形封頭的判據,以提高旋壓設備的利用率,降低生產成本;設計一種通用的激光封頭檢測儀替代各種型號的測量板,節約資源,提高封頭企業的生產效率; 設計一種兼顧強度和穩定的新型碟形封頭,提高碟形封頭的性能。
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