壓力容器變形和預防

2020-01-14 283

  一、應力變形及預防

  1.火焰切割變形

  (1)筒節:大直徑殼體短筒節下料(料較長且較窄)時,其端口的火焰切割加工邊易發生變形。因切割高溫冷卻后,加工邊產生收縮,直線邊變為“弧線”邊,筒節輥圓后,其端口就不在一個水平面上,誤差較大時,滿足不了組對和焊接的要求。應采取對稱切割或機械加工等方法避免產生變形。

  (2)封頭:成型封頭火焰凈料切割后,其端口周邊會產生收縮,使封頭口徑變小。嚴重時,收縮后的封頭口徑滿足不了尺寸要求。對整體成型的封頭端口加工,如采取火焰切割,則其成型模具設計時要考慮切割后的收縮量;對瓣片式組合封頭的端口加工,如采取火焰切割,則封頭組裝時口徑要適當放大,以彌補切割后的收縮量。也可采取機械加工的方法避免產生變形。

  (3)機加工件坯料(主要是鋼板坯料):這種坯料多用于壓力容器上的大型法蘭或密封圈等。火焰切割后,由于鋼板脹縮不均,致使坯料板面不平,嚴重時造成坯料面的加工量不夠。應在坯料板切割后進行平整矯形,對難以矯形的坯料板,可適當增大其加工余量。

  2.加工失穩變形

  加工失穩變形往往是在已成型的封頭或筒節上開大型孔(如容器的裝卸孔)、由于開孔區及其附近穩定性減弱,造成殼體局部或部件的變形。盡量避免在單獨筒節或單獨封頭上直接開大孔,可視情況將殼體組裝成大段或整體后再開大孔;開大孔前將開孔區用緊貼殼體的筋板進行加強,組焊接管后殼體處于整體穩定狀態時,再把加強板撤掉。

  3.焊接變形

  焊接工藝是容器焊接的技術要求和操作規定,包括:采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑,焊接工藝參數、焊接順序、焊道層數、焊前和焊后的處理、焊接環境要求以及防變形、反變形措施等。焊接工藝必須經過工藝評定達到合格,而且在焊接操作過程中必須嚴格執行工藝要求。

  根據壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量,預先分析焊接將要產生的變形大小和形態,有針對性地制定的控制措施:

  (1)對多焊道的大型壓力容器,例如球形容器,應先組裝聯結成整體后再進行焊接,焊接應對稱進行,并要遵守規定的焊接順序。

  (2)對多焊道的大型部件,如瓜瓣式組合封頭和由瓣片組合的殼體過渡段,除執行上述要求外,還應在施焊場地設口形固定卡具。

  (3)較長且分多節組焊的壓力容器,其筒節下料時尺寸要適當放出焊接收縮量,以避免出現焊后殼體縮短現象。

  (4)對壓力容器,特別對結構復雜的壓力容器的組焊,要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施,確保其制造中不變形。

  (5)反變形措施:根據實踐經驗或推算,預先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形,焊接后這個預變形量剛好得到抵消,具體做法是:壓力容器筒節的縱縫對接處兩端頭壓弧時,在發生焊接變形方向的相反向留出反變形量;組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。

  4.熱處理變形的預防措施

  (1)熱處理爐必須符合規范要求,爐內溫度均勻準確,爐壁火焰噴嘴處應設擋火墻,嚴禁火焰直接接觸或接近熱處理件。

  (2)長度較大的壓力容器進爐后,要加臨時支座支墊,所用數量視容器具體尺度而定。

  (3)直徑較大、厚度較薄的殼體,一般應進行內部加強。

  (4)分段預制的壓力容器,分段端口處應設加強支撐。

  (5)對受高溫易失去穩定的壓力容器部件,也應根據具體情況進行加固加強。

       江門壓力容器

  二、加工誤差變形

  1.下料誤差變形

  由于下料尺寸不準,使成型后的部件形狀超出了標準規定。下料尺寸不準主要是由于計算或放大樣有誤,除了提高下料人員的技術水平,還應施行下料尺寸校對制,并盡可能采取下料尺寸計算機軟件管理。

  2.成型誤差變形

  壓力容器部件在加工成型中,由于操作不當或模具不標準而產生變形:熱成型封頭脫模溫度有一定要求,如溫度尚高就過早脫模會導致封頭收縮較大,嚴重時可使其幾何尺寸超標;機械輥制或壓制的容器部件,因操作不當使之產生變形;模具設計考慮不周或有誤,使成型后壓力容器部件的幾何尺寸不符合要求。主要預防措施有:

  (1)成型操作嚴格按工藝技術要求進行。

  (2)用檢查樣板嚴格控制加工件的形狀。

  (3)模具設計在依照加工件的理論尺寸形狀的基礎上,充分考慮壓力容器部件加工成型中和成型后發生的變化,冷成型模具要考慮成型件的回彈量,熱成型模具要考慮成型件冷卻后的收縮量。

  3.組裝誤差變形

  壓力容器殼體組裝時由于錯口或不直度誤差等超標所產生的變形,稱組裝變形。其預防措施:

  (1)殼體組裝應使用定位卡具,直徑較大、厚度較薄的殼體,組裝時筒節還要加支撐,嚴格限制殼體對接邊的錯口。

  (2)殼體臥式組裝應在托輥上進行,并用直線檢查其不直度。

  (3)分段預制的壓力容器,安裝時要設定位卡具,并用經緯儀檢查其不直度。

  文章源自:江門壓力容器 http://www.alisonotto.com


推薦新聞