液压封头成形技术
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椭圆形封头标准椭圆形封头是一种广泛使用的压力容器部件,用于封堵容器开口,防止内部介质逸出。
在标准制定和实际应用中,椭圆形封头需满足以下要求:1.形状和尺寸标准化:椭圆形封头的形状和尺寸应符合国际或国内标准。
常见的标准包括ISO 14692、ASME B16.9等。
这些标准规定了椭圆形封头的直径、高度、壁厚等基本参数,以及与筒体连接的坡口形状和尺寸等内容。
形状和尺寸的标准化有利于降低制造成本、提高互换性,方便使用和维护。
2.材料选择:椭圆形封头的材料应具备足够的强度、耐腐蚀性和加工性能。
常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
具体材料的选用应根据封头的工作压力、介质特性、使用环境等因素进行选择。
3.制造质量:椭圆形封头的制造过程中,应确保材料质量、加工精度和焊接质量。
对于关键尺寸,如封头的几何中心、坡口角度等,应进行严格控制。
此外,焊缝应进行无损检测,确保无表面裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
4.使用压力与温度:椭圆形封头的压力和温度参数应符合容器设计规范。
在正常使用条件下,封头应能承受容器的设计压力,且不会出现局部屈曲或塑性变形。
另外,封头在设计温度下应具有良好的韧性、高温稳定性和低温韧性。
5.结构完整性:椭圆形封头应具有足够的结构完整性,确保在各种工况下不会发生破坏。
这涉及到封头的几何形状、壁厚分布、过渡区设计等因素。
为了提高结构完整性,可以采用优化设计,如增加封头壁厚、采用热处理等方法。
6.与筒体的连接:椭圆形封头与筒体的连接部位,应采用相应的焊接工艺和连接结构,确保连接部位的结构强度和密封性能。
常见的连接方式包括对接焊接、角接焊接等,具体选用应根据设计要求进行选择。
7.防腐和耐磨性:对于暴露在腐蚀环境或工作介质具有磨损性的椭圆形封头,应考虑采取相应的防腐和耐磨措施。
例如,在封头表面喷涂防腐涂层、堆焊硬质合金等,以提高封头的耐腐蚀性和耐磨性。
8.检验与试验:制造完成的椭圆形封头应进行严格的检验和试验,确保其符合设计要求和使用性能。
椭圆封头最小成形厚度椭圆封头是压力容器中常见的一种部件,其形状与椭圆相似,由于其特殊的曲线形状,使得其工程计算和设计不同于其他封头。
本文将详细介绍椭圆封头的最小成形厚度。
1.椭圆封头的概念及应用范围椭圆封头是圆柱体上的两个椭圆形盖板,其与圆柱体相连接,用于封闭压力容器。
椭圆封头广泛应用于石油、化工、制药等行业的压力容器中,如锅炉、反应器等。
2.最小成形厚度的定义最小成形厚度是指椭圆封头在受到内压时,能够保证其不发生塑性变形或破裂的最小厚度。
成形厚度的大小直接影响封头的承载能力和安全性。
3.影响最小成形厚度的因素最小成形厚度受多个因素影响,其中包括材料的机械性能、椭圆封头的几何参数以及使用环境的工作条件等。
在设计椭圆封头时,需要综合考虑这些因素,以确保封头的结构强度和安全性。
4.最小成形厚度的计算方法最小成形厚度的计算需要结合椭圆封头的几何形状和所选用的材料的力学性能参数。
通常采用ASME标准或其他相关规范中的计算公式进行计算。
在进行计算时,需要考虑内压、封头的几何尺寸、材料的屈服强度等因素。
5.材料选择与尺寸优化在实际工程中,选择合适的材料是确保椭圆封头最小成形厚度满足要求的关键。
根据不同的工作条件和使用环境,可以选择不同的材料,如不锈钢、碳钢等。
同时,通过对椭圆封头的几何参数进行优化,可以进一步降低最小成形厚度,提高封头的性能。
6.封头的制造与质量控制封头的制造过程需要严格控制各项参数,包括材料的选择、成形工艺、焊接质量等。
同时,对于封头的质量进行检测和控制也是至关重要的,可以通过无损检测、压力测试等手段确保封头的质量合格。
通过本文的介绍,我们了解到椭圆封头最小成形厚度对于压力容器的安全性和可靠性至关重要。
在设计和制造过程中,应综合考虑材料的选择、封头的几何参数、工作条件等因素,并通过计算和优化来保证封头的性能。
坚持严格的质量控制和检测,才能确保封头的质量符合要求,从而保障压力容器的使用安全。
液压模具原理液压模具是一种利用液压传动技术实现工件成形加工的模具。
它通过液压系统提供的压力来驱动模具的运动,从而实现对工件的成形加工。
液压模具在工业生产中扮演着重要的角色,它具有高效、精度高、稳定性好等优点,被广泛应用于汽车、航空航天、轨道交通等领域。
本文将介绍液压模具的原理及其工作过程。
液压模具的原理是利用液体传递压力的性质来实现工件的成形加工。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀等组成,通过液压泵将液体压力传递到液压缸中,从而驱动模具的运动。
液压系统中的液体是不可压缩的,因此能够提供稳定的压力来实现对工件的加工。
液压模具的原理可以简单地理解为利用液体传递压力来实现对工件的成形加工。
液压模具的工作过程可以分为四个步骤,加压、保压、回油和复位。
首先是加压阶段,液压泵将液体压力传递到液压缸中,驱动模具对工件进行加工。
在加压过程中,需要保持压力稳定,这就需要通过液压阀来控制液压系统的压力。
加压完成后进入保压阶段,液压系统会保持一定的压力,以确保工件的成形质量。
接下来是回油阶段,液压缸中的液体通过液压阀返回油箱,以便下一次的加压。
最后是复位阶段,液压缸回到初始位置,模具完成一次加工动作。
液压模具的原理是基于液体的不可压缩性和传递压力的性质来实现工件的成形加工。
它具有高效、精度高、稳定性好等优点,被广泛应用于工业生产中。
通过对液压模具的原理及工作过程的了解,可以更好地掌握其工作原理,为工业生产提供更好的技术支持。
总结,液压模具是一种利用液压传动技术实现工件成形加工的模具。
它通过液压系统提供的压力来驱动模具的运动,从而实现对工件的成形加工。
液压模具的原理是利用液体传递压力的性质来实现工件的成形加工,其工作过程包括加压、保压、回油和复位四个步骤。
液压模具具有高效、精度高、稳定性好等优点,被广泛应用于工业生产中。
通过对液压模具的原理及工作过程的了解,可以更好地掌握其工作原理,为工业生产提供更好的技术支持。
封头冷旋压工艺
1、旋压机应由专人操作,旋压封头前应检查旋压机设备,液压部件、旋转台、旋压滚轮的动作应正常,润滑系统及液压系统运转正常,旋压机周围场地清洁无障碍物。
2、在压鼓机上按照封头形状从顶部中心开始造鼓,并用样板随时检查造鼓形状,误差应符合图纸或标准的要求。
3、按照产品图纸或调度卡选择合适的旋压滚轮,滚轮安装后空车运转旋压机,正常后将已经造鼓的坯料装上旋压机,试车旋转找正坯料中心,确认固定牢实后,调整旋压滚轮的位置和角度,并将造鼓后待旋压的坯料移动至旋压滚沦位置,使滚轮与造鼓边缘部位正好接触。
4、由下而上从造鼓边缘开始旋制封头转角曲面,旋制时应逐步施加滚轮压力,使被旋封头缓慢变形,防止产生较深的旋痕或造成局部减薄超过允许范围,使被旋封头逐步成型到图纸或标准要求的形状。
旋制过程中随时用样板检查形状,误差应符合图纸或标准的要求。
5、普通低合金钢封头在旋压之前应对材料进行退火软化,旋压完成后应进行消除应力热处理,对于厚度较大或强度较高的钢材,旋压过程中应根据需要进行中间退火,消除材料的冷作硬化,防止产生裂纹。
消除应力热处理和软化退火处理的具体要求见热处理通用工艺。
6、旋压完成的封头如有表面缺陷,应按要求进行修复。
封头修复的要求见封头修复工艺。
7、每件封头或规格相同的每批封头的旋压规范参数都应做纪录,并由检验部门存档。
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标准椭圆封头常用成形方法壁厚变化分析及开孔补强经济设计探讨■王中武摘要:通过对冲压成形封头和旋压成形封头在成形过程中各部分坯料金属受力情况的简要分析,得出了不同成形方法所制作的封头各部分的壁厚变化量是截然不同的的结论。
并以实例的方式介绍了在压力容器封头上开孔时选用不同成形方法的封头对开孔补强计算结果是不同的,提出了从经济设计角度考虑应选用什么样的封头成形方法更合理,探讨了在制定封头标准时增加不同成形方法所制作的各种规格封头各部位实际要求最薄值,以方便设计人员选用的可行性。
关键词:封头;壁厚变化;开孔补强;经济设计压力容器被广泛地应用于国民经济各个领域,是石油、化工和核能工业的重要生产装置之一。
压力容器的结构形式一般包含筒体加封头、支座、接管等。
压力容器的正确、合理设计是其安全运行的重要保证。
目前,我国压力容器设计多采用规则设计法或分析设计法,即设计人员根据用户提供的基础资料及所需达到的功能要求,按国家现行标准规定进行设计。
对压力容器设计的基本要求包括:一是满足使用要求,即要求设备必须能够满足生产条件下处理物料的功能要求,如输送、传热、传质、分离、贮存等工艺要求。
二是安全可靠性,即必须确保设备的强度、刚度、稳定性、密封性和耐蚀性。
三是合理的经济性,即压力容器的设计既要安全可靠,又要经济合理。
经济性设计主要是在保证使用寿命前提下合理选材,合理减少材料用量,在保证工艺过程要求的前提下结构要简单,并方便制造、检验、维修,最终使设备总成本尽可能降低。
作者在长期的压力容器设计工作中发现,封头上开孔补强的设计计算,在取有效补强范围内实际厚度值时,由于资料缺乏,很难取到真实的实际厚度值。
设计人员只能按GB/T25198—2010《压力容器封头》中所提供的参考减薄率,确定封头成形后的实际最薄值进行计算,并以此规定封头的成形最小厚度,这虽能满足安全可靠性要求,却并不一定能很好满足“经济性”要求。
因此,通过统计实测封头壁厚值,并从分析压力容器中最常用标准椭圆封头成形后壁厚的变化规律出发,探讨设计计算中如何更经济合理地选用封头上开孔的有效补强范围内实际厚度作为开孔补强计算的依据。
锥形封头与筒节焊接形式1.引言1.1 概述:锥形封头与筒节焊接形式是一种常见的工程焊接技术,用于连接锥形封头与筒节两者之间。
锥形封头是一种具有锥状几何形状的零件,通常用于容器、压力容器、储罐等设备的顶部或底部封闭部分。
而筒节则是锥形封头下方形状较为规则的部分,常用于连接锥形封头与系统中的其余部分。
锥形封头与筒节焊接形式的基本原理是通过熔化焊条或电弧加热,将锥形封头与筒节的接触面加热至熔点,借助表面张力使其自然融合在一起。
这种焊接方式可以产生较强的焊缝,确保连接部位的密封性和机械强度。
锥形封头与筒节焊接形式广泛应用于许多工程领域,包括石油化工、化学工业、能源工业等。
在石油化工行业中,锥形封头与筒节的焊接被广泛用于制作压力容器、反应器等设备。
在化学工业中,锥形封头与筒节的焊接形式常用于气体储罐、化工设备等。
而在能源工业中,锥形封头与筒节的焊接形式则常用于核电厂的核容器焊接等重要工程。
锥形封头与筒节焊接形式具有许多优势。
首先,它可以确保连接部位的完全密封,有效防止液体或气体泄漏。
其次,焊接强度高,可以承受较大的压力和载荷。
此外,该焊接形式可以灵活地适应不同尺寸和形状的焊接需求,具有较高的适用性。
最后,随着技术的进步和应用领域的扩大,锥形封头与筒节焊接形式的发展趋势将越来越多地注重环保、安全和节能等方面的需求。
综上所述,锥形封头与筒节焊接形式是一种重要且广泛应用的工程焊接技术,它的优势和发展潜力使得它在许多行业中得到了广泛的应用和推广。
在接下来的部分中,我们将更详细地探讨锥形封头与筒节焊接形式的基本概念、应用领域、优势以及发展趋势等方面。
1.2 文章结构文章结构文章将按照以下结构展开对锥形封头与筒节焊接形式的探讨。
首先,引言部分将提供对本文主题的概述,介绍锥形封头和筒节焊接形式的基本概念,并阐明本文的目的。
接下来,正文部分将详细介绍锥形封头与筒节焊接形式的基本概念,包括其定义、构成要素等。
同时,将探讨锥形封头与筒节焊接形式在不同领域的应用情况,包括工业、建筑等方面。
封头封头是容器的一个部件(如右图)根据几何形状的不同,可分为球形、椭圆形、碟形、球冠型、锥壳和平盖等几种,其中球形、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸型封头。
运用于各种容器设备,如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉和分离设备等。
加工范围:0°-180°的碳钢管、不锈钢管、合金钢管及型钢圈的热煨、冷弯制作。
并且可经加工一管子多个弯和空间多弯。
加工直径:∮76mm-∮325mm;加工厚度:3.5mm-30mm.封头安全经济合理的成形保证GB150-1998标准有关厚度的定义(1) 计算厚度δ 是按各章公式计算得到的厚度。
需要时,尚应计入其他载荷所需厚度。
(2) 设计厚度δd 是计算厚度δ与腐蚀裕量C1之和。
(3) 名义厚度δn 是设计厚度δd加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准规格的厚度。
即标注在图样上的厚度。
(4) 有效厚度δe 是名义厚度δn减去腐蚀裕量C2和钢材厚度负偏差C1的厚度(5) 各种厚度的关系如图(6) 投料厚度(即毛坯厚度) 根据GB150---1998第10章和各种厚度关系图: δs=δ +C1+C2+Δ1(厚度第一次设计圆整值)+C3(加工减薄量)+(厚度第二次制造圆整值)封头设计计算案例容器内径Di=4000mm、计算压力Pc=0.4MPa、设计温度t=50℃、封头为标准椭圆形封头、材料为16MnR(设计温度才材料许用应力为170MPa)、钢材负偏差不大于0.25mm且不超过名义厚度的6%、腐蚀裕量C2=1mm、封头拼焊的焊接接头系数?=1。
求椭圆封头的计算厚度、设计厚度和名义厚度。
KpDi 计算厚度δ=----------------=4.73mm 2[σ]tΦ-0.5pc 计算厚度δd=δ +C2=4.73+1=5.73mm 考虑标准椭圆封头有效厚度δe应不小于封头内径Di的0.15%,有效厚度δe=0.15%Di=6mm δe>δd、C1=0、C2=1、名义厚度δn=δe+C1+C2=6+0+1=7mm 考虑钢材标准规格厚度作了上浮1mm的厚度第一次设计圆整值△1=1,故取δn=8mm。
补充材料
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基于水压成形技术的液体运输罐车封头的成形工艺探索
摘要:通过经水压成形的液体介质运输车辆封头和目前国内常用的平面型
封头进行对比,介绍了液体运输车封头水压成形技术的工艺原理、工艺流
程,并设计了液体运输罐式车封头水压成形技术的简易工艺装置。分析了
水压成形技术在液体介质运输车封头成形上的简易性、经济性及可行性。
分析了封头水压成形技术易出现的问题及解决方法。
关键词:水压成形;液体运输罐车;浅碟形封头;圈模;试压泵
一、技术简介
液体运输罐车是用于油类、水类及盐酸、硫酸等化工介质的罐式运输
车辆。罐体的横截面形状通常设计为不规则的形状,通常为上小下大的横
截面形状。目的是降低罐体盛装液体介质后的重心,防止在液体运输车在
急停、急转等运动过程中介质对罐体产生冲击力,导致车辆发生危险。水
压成形工艺技术是用相应的模具,利用水、油等液体的压力提供形变应力,
使工件发生塑性变形,达到工件成形的一项加工工艺技术。其水压成形的
系统通常由压力供给装置、系统密封装置、工装成形装置组成。
二、水压成形工艺技术在液体罐式运输车上的应用
目前,国内外的各种液体罐式运输车的罐体横截面形状均为不规则的异
形截面。但其封头由于缺少理想的成形方式,多采用未经压力成形的平板
形式封头。由于液体罐式运输车此类移动式罐体的工况复杂,使用温度范
围跨度大(-20℃~40℃)。并且,车辆运行过程中的启动、急停、转向等
动作对罐体封头会产生破坏冲击,容易对罐体封头产生破坏。因此,经过
三维立体成形的浅碟型封头的使用情况明显好于平板形式的封头。该技术
补充材料
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在国内处于领先地位。
三维立体成形的浅碟形封头形式:
该工艺技术可用于油类运输罐车、盐酸、硫酸、沥青等各种化工介质
运输罐车以及洒水车等液体罐式运输车的浅碟型封头加工成形。利用不同
型号尺寸的模具可满足不同容积的液体罐式运输车封头制作的需要。
另外,对于浅碟形封头的成形技术,国内外很多同类型产品的生产厂
家采用大型压力机+成形模具的方法制造。其能耗高,需要生产场地大,
设备费用投入大,模具结构复杂,制造费用高。利用水压成形工艺技术,
采用的是平板经水压成形后进行数控切割、旋边的封头加工方法。设备费
用投入低,模具设计结构简单,制造费用低,且工件成形效果好。能很好
的解决压力机+成形模具的成形方式的缺点。
水压成形技术封头加工的工艺流程:
下料 拼板 水压成形 数控切割 封头旋边加
工 表面处理 入库验收
三、技术原理及装置
依据流体介质压力各向均匀性和流体中压力的方向为作用面的内法线
补充材料
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方向的特点。利用流体对待加工工件施加压力,当施加于工件的变形应力
大于工件材料的屈服强度σs时,工件发生塑性变形。液罐车封头常用的材
料为碳素结构钢Q235(GB/T700),材料板厚为6mm,材料屈服强度σs为
235MPa。又由于成形模具的限制,工件逐渐形成浅碟形状。由于加工过程
工件受力情况复杂,所以针对水压成形压力数据的选择进行了大量的试验。
根据大量的试验数据表明,当水压达到4~6MPa时,可达到工件的加工要
求。
具体原理是:按照液体罐式运输车罐体截面形状制作不易产生形变的
同截面形状圈形模具。将两平面板材通过两模具将封头成形原材料及密封
垫周边压紧,向两平面板材间通入高压的液体介质并在工件加工时,通过
密封胶垫避免成形液体介质的泄漏。,根据流体的力学特点,完成浅碟形封
头的加工。达到产品要求。
1、压力供给装置
补充材料
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压力供给装置的作用是为封头成形提供原材料塑性变形的力量。压力
供给装置采用试压泵,型号为(3DY1150/15)电机功率1.5KW,泵机额定最
高水压压力12.5MPa,流量1150L/H。泵机上设置有上限为10MPa的卸压阀,
防止因压力过高发生危险。该泵机可在任意压力值上停止加压,并自动保
压。并设置有卸压、放水阀门。可在液罐车浅碟形封头成形尺寸达到要求
后,停止加压,通过卸压阀门降低压力腔内压力,保证操作安全。试压泵
通过高压管路及接头与待加压的压力腔相可靠连接。避免压力在传输过程
中的损失。
2、系统密封装置
压力腔的密封采用的是厚度为10mm厚的硅胶垫。沿模具周边布置,宽
度为200mm。在上下圈模上采用42颗TR40×3,长度为160mm的梯形螺栓
拉紧上下圈形模具、工件及中间的硅胶垫。完成压力系统的密封。
3、工装成形装置
水压成形用的上、下圈形模具是水压成形工艺技术的关键,它直接关
系着封头的最终成形。上、下圈形模具按照所需加工的封头的截面尺寸进
行设计。为降低模具的投入费用,按照加工封头的规格大小,分尺寸范围
段进行模具制造,最后将封头通过数控等离子切割达到产品尺寸要求。从
而提高了模具的利用率,增大模具的尺寸覆盖范围,降低模具制造成本。
模具制造采用厚度为40mm的优质碳素钢45钢钢板分段等离子数控切割后,
进行拼焊的方式制造,保证模具有足够的刚性。模具上的螺栓孔按照上、
下模具螺栓孔配钻的方式加工,保证了孔的同心度。另外,制作了模具的
支架,用于模具工作时的支撑和固定。
补充材料
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圈形模具示意图:
四、封头水压成形技术应用的优点的经济性
首先,根据受力分析比对,经过水压成形的液体罐式运输车的浅碟形
封头在使用过程中承受盛装介质冲击应力的能力明显优于平板型封头。
浅碟形封头与平板封头的受力分析对比图:
其次,与传统的大型模具成形的加工方式相比较,其主要经济效益对
补充材料
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比如下:
1. 在设备工装投入方面,传统的压力机成形方式需投入800T压力机,及
成形模具。其投入费用上百万。而采用水压成形的加工方式,其投入为
10MPa试压泵(0.8万元),成形圈模约1.008T(约1万元),压紧螺栓
Tr40*3,L=160mm,45件(约0.5万元)。密封垫(0.2万元)共投入
费用在5万元以内。因此,采用水压成形方式的一次性投入费用远低于
传统压力机成形方式。
2. 在封头工件加工方面,800T压力机其设备功率大,能耗高。而试压泵属
于小型设备,耗能较低。其水压成形方式的成形介质可循环重复使用。
能源消耗费用低。
五、水压成形技术在应用中存在的主要问题和解决方法
1、封头钢板鼓包
在水压成形的过程中,封头钢板有时候会出现非正常鼓包凸起的现象,
其直径通常在φ80mm~φ150mm范围内。其产生的原因是封头原材料板材
材质的局部变化或是板材厚度不均。产生此缺陷后,可在凸起形成的初期,
用榔头轻敲凸起的周边,分散凸起的应力分布,减小其变形量。另一种方
法是在封头成形后,采用火焰加热校正的方法消除缺陷。
2、压力介质泄漏
在水压成形的过程中,可能出现成形介质的泄漏情况,压力随着介质
的泄漏遭到损失,影响封头的成形。出现介质泄漏的原因有以下几点:1、
压紧螺栓未完全拧紧。2、密封硅胶垫老化,出现破损。3、密封接触面没
有打磨平滑。出现这些问题的解决方法是:进一步检查螺栓的紧固情况,
补充材料
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充分拧紧螺栓;检查密封胶垫的状况,当密封垫出现老化、破损现象时,
应及时更换,通常密封胶垫的使用寿命最长在6~8个月;检查密封接触面
的情况,对于影响密封的地方应采取措施消除。
六、水压成形工艺技术应用的注意要点
首先,为了缩短封头水压成形的加工时间,试压泵机的选择应选择流
量较大、泵机缸的数量较多的试压泵;模具材料的选用应选择具有足够强
度的材料。以免封头成形后局部变形较大,影响后续工序的加工;压紧螺
栓应选择受力较好的梯形螺纹。其次,模具拼焊后焊缝、封头原材料板材
拼焊焊缝及封头原材料气割螺栓孔后的熔渣,应用砂轮机打磨光滑,且要
求与母材表面齐平,以免影响系统的密封性。最后,由于密封胶垫是分段
形成的,在各段的连接处,应用502胶水或其他胶水进行连接,以免螺栓
压紧后密封连接处产生缝隙,引起介质泄漏。如果封头上有对接焊缝,则
必须保证焊接质量,要求焊透,以免在水压成形时,发生焊缝爆裂。
七、结束语
目前,该工艺技术已经广泛应用于油罐车、洒水车、沥青运输车及盐
酸罐式集装箱等相关产品封头的制作,成形效果良好。此技术可向更多液
体介质运输类产品上推广应用。并着重研究该技术流体压力系统密封可靠
性和提高该技术的自动化程度两个方面。以便更好的应用该项工艺技术。