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不銹鋼壓力容器封頭的研究

不銹鋼封頭的缺陷及原因分析

不銹鋼封頭產(chǎn)生裂紋的原因主要包括以下幾個方面:，封頭在車削直邊的過程中會產(chǎn)生加工硬化和第三種殘余應(yīng)力。直邊部分的內(nèi)表面承受大的拉伸應(yīng)力并產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力。車削直邊時冷旋壓工藝的旋壓速度過快，旋壓施加的壓力過高，冷沖壓工藝的沖壓速度過快，上下模之間的間隙控制不當(dāng)，可能導(dǎo)致裂紋；第二，端口裂紋主要是由于坯料切割過程中切割面不平整和擠壓過程中應(yīng)力集中造成的。三是焊縫熱影響區(qū)熔合線晶粒粗大，外力產(chǎn)生裂紋，此外，焊縫咬邊部分在頭部壓鼓和沖壓過程中應(yīng)力集中，也會沿熔合線形成裂紋。此外，在頭部脹形和沖壓過程中，焊縫底切部分的應(yīng)力集中也會沿焊縫線形成裂紋。

從各工序的檢查來看，封頭缺陷及其原因分析如下。

超標(biāo)還原的缺陷及原因分析：對于沖壓頭，頭部底部受到模具壓力和摩擦，壁厚減小很小；過燒缺陷及產(chǎn)生原因分析過燒指封頭熱成形時局部加熱溫度超過始壓溫度，產(chǎn)生的板材燒損現(xiàn)象。經(jīng)受壓邊環(huán)的直邊部分的上部的壓應(yīng)力大于在平滑過渡區(qū)域中延伸的拉應(yīng)力，并且厚度增加；在拉伸應(yīng)力和模具壓力的共同作用下，光滑過渡區(qū)的壁厚大大減小。對于旋壓頭，坯料在壓制過程中由壓頭連續(xù)錘打。厚度減小量大于沖壓頭，壁厚均勻性差。

首先，在熱壓過程中，在坯料的表面上形成厚的氧化物層，該氧化物層在熱壓過程中脫落而造成劃痕；第二，運輸過程中處理不當(dāng)也會造成外表面擦傷。

拉伸裂紋缺陷及其原因分析拉伸裂紋是由超過材料強度極限的拉力引起的。拉伸開裂的原因如下:，材料伸長率低，硫和磷含量超標(biāo)；第二，壓邊器的壓力太高，導(dǎo)致沖壓過程中坯料。第三，潤滑效果差，模具和坯料之間的不均勻摩擦導(dǎo)致頭部開裂。第四，沖壓時模具行程太快，旋壓翻邊時旋壓速度太快。操縱系統(tǒng)該生產(chǎn)線的液壓系統(tǒng)設(shè)計需要實現(xiàn)拉伸滑塊和壓邊滑塊壓力的獨立控制，以保證拉伸滑塊和壓邊滑塊的壓力能夠?qū)崟r控制，在生產(chǎn)過程中不會相互干擾。平滑過渡區(qū)導(dǎo)致橫向拉伸裂紋。

碟形封頭

是一不連續(xù)曲面，在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個曲面連接處，由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應(yīng)力。該邊緣彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加，使該部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它部位，故受力狀況不佳。在內(nèi)表面直徑等于設(shè)計直徑的方向上，單擊中心點卷尺上的1814毫米，以及端口內(nèi)表面上百分表的另一個端點，并進(jìn)行標(biāo)記。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度，方便了成型加工，且壓制碟形封頭的鋼模加工簡單，使碟形封頭的應(yīng)用范圍較為廣泛。

錐殼

結(jié)構(gòu)不連續(xù)，錐殼的應(yīng)力分布并不理想，但其特殊的結(jié)構(gòu)形式有利于固體顆粒和懸浮或粘稠液體的排放，可作為不同直徑圓筒體的中間過渡段，因而在中、低壓容器中使用較為普遍。