椭圆封头是石油化工、原子能到食品制药诸多行业压力容器设备中不可缺少的重要部件,是压力容器上的端盖,是压力容器的一个主要承压部件,椭圆封头的品质直接关系到压力容器的长期安全可靠运行。 一、加热与拉伸 1、椭圆封头毛坯的加热和终压温度 2、特殊钢种按专用工艺执行,不锈复合钢板按复合层要求进行加 3、毛坯在加热炉中摆放应加支座,多块毛坯同时加热时毛坯之间要加50-100mm厚支垫,不得将毛坯重叠,防止过烧或烧不透。 4、当工艺要求带热处理验证性试板的封头,试板应与封头毛坯同时装炉,同时出炉。 5、当毛坯加热到800-850℃时应按0.8min/mm厚度进行保温,待毛坯各处温度均匀后再继续升温到加热温度,防止过热或过烧。 6、椭圆封头毛坯出炉后,应立即吊运至胎模上,迅速找正,以保证封头冲压温度。 7、拉伸时的速度应均匀适宜。 8、热压椭圆封头终压温度应不低于700℃,一般不进行热处理,但如终压 温度小于700℃时,必须进行消应力退火处理。有特殊要求的产品按专用工艺执行。 9、椭圆封头在450℃-850℃范围内应快速加热且终压温度不得低于850℃,否则应进行固熔处理。 10、产品脱模后需冷至550℃以下,方可吊运,以防变形。 二、矫形 1、允许冷矫形或局部热矫形。冷矫形时可用分瓣压模进行,捶击矫形时,应垫以平板或垫铁,不准直接击打工件。热矫形时始矫形温度为900-1050℃,终矫温度不低于700℃。 2、直边上的皱折应≤1.5mm,其他缺陷和伤痕均匀打磨平滑,打磨后的厚度不得小于规定厚度。 3、拼板焊接接头处矫形后,严格检查是否有裂纹,若有裂纹应按工艺 规定铲除和补焊。 4、矫形和补焊必须在热处理前进行,热处理后一般只允许冷矫形。 5、拉伸终压温度低于其材料所允许的终压温度时,其封头应进行正火处理。 三、尺寸及形状偏差 1、内直径允差 2、总深度和直边高度允差。 3、直边倾斜度允差。碳钢封头直边向外倾斜不得大于6%h,向内倾斜不得大于4%h。 椭圆封头是由半个椭球面和一圆柱直边段组成。直边段的作用是避免封头和筒体的连接焊缝处出现经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状况。是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀,且椭圆形封头深度较半球形封头小得多,易于冲压成型。 如果想要椭圆封头具备比较高的冲击强度,正常情况下,其取向也要很高才行,但是结晶度又不可以太低。一般存在的内应力,以及材料自身的讲解和溶解等,都是和椭圆封头在冲击的强度上存在较大的关系。而导致这类因素的主要原因是聚合物的主要原料,和注塑在加工上的工艺条件等,因为塑料的提手模具在整个结构和浇口的位置,以及分布和数目上都会不同。如果是从原料上来进行分析的话,首先原料自身的冲击的强度上比较低,那么基本都是因为原料中混合的再生料较多,那么椭圆封头的冲击强度肯定会很低。 其中椭圆封头不管是周向的应力,还是经向的应力实际上都和壳体的变化有关,如果在顶点位置上,其轴向的应力和环向的应力是相同的话,而赤道上椭圆封头的应力又比较均匀的时候,那么轴向的应力则是拉伸的应力,主要是由顶点位置来向赤道进行递减的;当环向的应力存在的时候,其椭圆封头整个过渡区则会出现不同的压应力,但是长短的轴比值如果持续不断增加的话,在椭圆封头边缘处压应力的值必会迅速的提升,其实就是封头如果越浅的话,那么封头在边缘位置的压应力则会越高。椭圆封头在厚度上不仅要满足强度的相关要求,对于直径大且薄壁的椭圆封头来说,在内压下整个弹性都会失去稳定性,因此椭圆封头在厚度上必须可以满足刚度的要求。 椭圆封头在加热和冷却过程中,表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。椭圆封头在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。 当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。 另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀,工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力。 椭圆封头组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状,材料的化学成分等因素有关。