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    儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭講解
    發布日期:2022年06月08日    瀏覽次數:169

    奧氏體不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭在制造和使用過程之中會產生各種缺陷,影響儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器的質量,危及儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器的安全運行。為此,總結分析了不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭在制造和使用過程之中產生的各類缺陷及其原因,提出了消除和修復缺陷的技術措施

    關鍵詞:不銹鋼;儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器;頭制造缺陷

    簡介

    儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭是儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器的主要受壓元件之一。奧氏體不銹鋼是制造儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭的優質材料。然而,從近幾年的制造和應用來看,奧氏體不銹鋼封頭產品存在裂紋、鼓包、過燒、起皺、超薄、劃痕、裂紋、凹坑等缺陷。為了減少缺陷的發生,有必要分析原因,提出控制缺陷發生的主要措施,并對可以修復的缺陷制定合理的修復工藝

    1。奧氏體不銹鋼封頭缺陷及原因分析

    奧氏體不銹鋼封頭的加工成形過程包括材料驗收、表面處理、找平、標記、切割、焊接、焊接高度磨削、沖壓成形、無損檢測、熱處理、切邊等過程。然而,在加工過程之中,材料、厚度、加工工藝和工人熟練程度的變化可能會產生各種缺陷。通過對各工序的檢查,對封頭缺陷及原因分析如下

    1.1裂紋缺陷及原因分析奧氏體不銹鋼封頭的裂紋原因主要包括下列幾個方面:一是在封頭矯直過程之中產生加工硬化,導致第三種殘余應力。直尺段之內表面承受較大的拉應力,產生宏觀內應力。在矯直過程之中,冷旋壓過程的旋壓速度過快,旋壓施加的壓力過大,冷沖壓過程的沖壓速度過快,如果之上下模間的間隙控制不當,可能會出現裂紋;第二,孔口裂紋主要是由于毛坯切割過程之中的切割面不均勻和壓制過程之中的應力集中造成的;第三,焊縫熱影響區熔合線晶粒粗大,在外力作用之下產生裂紋。此外,封頭脹形和沖壓過程之中焊縫咬邊處的應力集中也會沿熔合線形成裂紋

    1.2脹形缺陷及原因分析封頭脹形是指封頭表面局部區域向外凸出的變形,通常是在熱成形過程之中產生的。原因分析:首先,光滑過渡區在拉伸過程之中受到切向壓應力,使板不穩定和鼓包;二是頭部毛坯加熱不均勻,導致金屬不均勻變形增加,導致鼓包

    1.3過燒缺陷及原因分析過燒是指頭部熱成形過程之中局部加熱溫度超過初始壓力溫度,導致板材燃燒的現象。在熱成形過程之中,加熱爐溫度場的不均勻容易導致封頭局部過燒。使用煤和焦爐加熱時,爐內溫度難以控制,經常發生過燒。因此,焦爐和煤爐不應用于加熱不銹鋼封頭。對于碳鋼封頭,雖然本標準沒有做出規定,但不適合使用煤爐和焦爐進行加熱

    1.4沖壓封頭過薄缺陷及其原因分析,封頭底部受到模具壓力和摩擦,壁厚減薄至最??;直尺段之上部壓邊圈的壓應力大于從平滑過渡區延伸的拉應力,厚度增加;在拉應力和模具壓力的共同作用之下,光滑過渡區的壁厚減薄最大。旋壓頭在壓制過程之中,坯料被壓制頭連續錘擊,減薄量大于沖壓頭,壁厚均勻性差。只要過程得到適當控制,過程減薄是可控的。過度減薄的主要原因有:一是壓邊力過大,坯料的拉伸自由度??;二是毛坯和模具光潔度差,潤滑效果差,導致毛坯拉拔阻力大,拉拔效果差;第三,滾筒沖壓工藝控制不善,導致壁厚減薄不均

    1.5劃傷缺陷及原因分析劃傷頭部是頭部加工過程之中的表面損傷缺陷,上下表面可能會劃傷。刮痕產生的主要原因有:一是模具表面不夠光滑,有尖銳缺陷;第二,在熱壓過程之中,坯料表面形成一層較厚的氧化層,該氧化層在熱壓過程之中脫落,造成劃痕;第三,運輸過程之中操作不當也可能造成之外表面劃傷

    1.6拉伸裂紋缺陷分析及導致拉伸裂紋的原因是拉伸力超過材料的強度極限。拉伸開裂的原因有:一是材料伸長率低,硫、磷含量超標;二是壓邊壓力過大,導致沖壓時毛坯開裂;三是潤滑效果差,模具與毛坯摩擦不均勻,導致機頭開裂;第四,沖壓時模具行程過快,旋壓翻邊時旋壓速度過快,平滑過渡區導致橫向拉伸開裂

    1.7凹坑缺陷和原因分析凹坑是頭部加工過程之中形成的局部或整個圓周凹陷。產生凹坑的主要原因有:第一,模具位置不正確。在沖壓過程之中,如果模具偏心,則兩邊間的間隙不同。在間隙小的側,坯料不易壓之下。當模具運行到該部位時,被卡住并被迫向下壓,這將導致該側嚴重變薄并形成凹坑;其次,在旋壓過程之中,不當的脹形工藝也會導致凹坑,尤其是薄壁封頭。大頭變形和不均勻的鼓頭錘擊可能導致局部凹坑

    2。不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭缺陷的預防措施

    不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭在沖壓過程之中,應力復雜,容易產生各種缺陷。根據不同缺陷產生的原因采取相應的預防措施是保證封頭質量的重要環節

    2.1裂紋缺陷的預防措施應根據不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭裂紋的不同情況采取不同的措施。直邊斷面的裂紋主要受側面旋轉速度、壓力和沖壓速度的控制;嚴格控制切割工藝,將毛坯邊緣打磨光滑,防止孔口裂紋;對于焊縫及熱影響區的裂紋,嚴格控制焊接工藝參數,減緩冷卻速度,適當提高焊縫形狀系數,盡量采用小電流多層多道焊,避免焊縫中心裂紋,防止咬邊,控制焊接高度,并對焊縫區域進行合理的熱處理

    2.2鼓包缺陷的預防措施防止鼓包的措施包括:采用二次拉伸工藝降低殘余應力;使用錐形壓邊圈;提高坯料加熱質量,使坯料加熱均勻。防止過度燃燒的措施包括:采用溫度場均勻的電爐、煤氣爐和油爐,爐頭盡量居中,電爐熱電偶和油氣爐噴嘴均勻布置,定期檢測爐內溫度場。為防止起皺,應采取以下措施:安裝壓力環,尤其是自制封頭的儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器廠,缺乏專業設備;控制上下模間隙;如果控制好加工工藝,不易成形的材料可以多次拉伸

    2.3減薄中超標缺陷的預防措施減薄的控制主要在制造過程中。整體減薄應考慮配料厚度是否足夠,毛坯尺寸是否能保證足夠的壓邊寬度;局部減薄的控制應確保滾筒沖壓工藝的正確性和工人的熟練程度

    2.4劃痕缺陷的預防措施為了減少劃痕缺陷,壓頭前應清理毛坯表面,以避免沖壓過程中因附著硬物而造成表面劃痕;定期清潔上下模具,減少氧化皮粘連;定期檢查模具是否損壞

    2.5裂紋和凹坑缺陷的預防措施裂紋控制措施包括:嚴格控制材料質量,材料的力學性能、化學成分、金相組織和工藝性能指標符合技術標準的規定;工人應掌握加工工藝,控制沖壓速度和壓力,經常在上下壓環的接觸面上涂抹潤滑油,防止封頭開裂。防止凹坑的主要目的是確保上模位于壓邊圈的中心,并防止偏心?,F場應有量具,嚴禁用肉眼估算

    3。不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭缺陷修復措施分析

    缺陷是不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭加工過程中不可避免的。雖然有些缺陷超過了標準,但維修對其安全性能影響不大。本著節能降耗的原則,在保證封頭質量的前提下,盡可能對封頭進行維修。有些缺陷無法修復,或者修復后頭部的機械性能無法保證,因此有必要將其報廢。裂紋缺陷可通過磨削消除。應使用超聲波無損檢測確定缺陷位置和長度,然后使用砂輪進行磨削。打磨應從裂紋兩端開始,將缺陷部位打磨成U形坡口,然后進行表面探傷,檢查缺陷是否完全消除,直到確認完全消除為止。打磨深度超過鋼材厚度的5%或2mm時,應進行補焊。鼓包缺陷可以通過液壓頂升進行修復,但鼓包變形嚴重會導致頭部各區域應力水平不均勻,頭部各部分力學性能不均勻,不適合修復。過燒缺陷可能導致金相組織發生變化,材料力學性能降低,并且很難定義過熱、過燒和燃盡。建議報廢缸蓋。輕微的折痕可通過研磨去除;劃痕和局部凹坑可酌情打磨和修復;如果凹坑無法修復,則應報廢

    4結論

    不銹鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐等壓力容器封頭在制造和使用過程中可能出現裂紋、鼓包、過度燃燒、褶皺、變薄等缺陷,超過標準,劃痕、裂紋和凹坑。產生缺陷的主要原因可歸納為:材料控制不嚴;工藝執行不當、沖壓速度和壓力控制不當、模具偏心和焊接參數不正確屬于此類;設備不能滿足封頭加工要求,包括加熱爐溫度場不均勻、模具損壞等。為了盡量減少這些缺陷的發生,封頭制造應做到以下幾點:嚴格控制材料和現場;制定合理的工藝;加強操作人員培訓;嚴格執行工藝紀律;定期檢查加工設備;減少外部因素的影響。

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