大型封头的内压胀形成型技术研究及设备设计
发布时间：2022-01-22 17:18
封头是压力容器主要的承压部分,被广泛应用在大型加氢反应设备、煤液化反应设备以及核反应堆壳体等设备。传统的封头加工工艺容易产生拉裂、局部减薄等缺陷,并且现有的锻压设备无法满足制造超大直径封头的工艺要求,而内压胀形技术能够保证封头表面质量良好,壁厚均匀,对设备要求低,因此成为制造超大直径封头时为数不多可供选择的手段之一。本文基于钢板连铸连轧的技术思想和等体积变形的原则,在金属模具内铸造一个中心部位稍微凸起的Q235封头毛坯,其外径比最终封头直径大300mm,当毛坯冷却至900℃左右,将毛坯转移至内压胀形模具中进行正向拉伸与反向拉伸,利用材料的张力和内部流态介质的高压能量平衡使工件变形,当变形至封头最终尺寸时,封头在厚度方向的变形率与相应钢板轧制变形率相当。本文研究了封头内压胀形工艺并完成了相关设备的设计,其具体研究内容和结果如下:（1）研究了封头在不同成形过程中应力应变的变化和分布情况。利用有限元软件ABAQUS模拟了封头的正反内压胀形拉伸成型过程、单次内压胀形拉伸成型过程以及传统冲压成形过程,得到了封头在变形过程中应力应变的变化情况。结果表明:正反内压胀形变形过程几乎所有的内表面和圆角半...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
存储罐
大型封头的内压胀形成型技术研究及设备设计论引言随着现代科学技术和社会经济的不断发展进步，高压容器被广泛普及应用，不仅普通生活领域例如化工、运输、食品、家电等，而且也被应用在一些特殊领域例机械行业、微电子加工制造业、航天航空设备以及石油和新能源等行业[1-3]，并且行业的生产上，压力容器占据着非常重要的位置，而封头是压力容器主要的承压压力容器能否长期安全可靠运行与封头的质量密切相关，因此，评判压力容器产的好坏通常以封头质量的优良作为依据之一。并且随着我国工业的发展，工业水得到提高，压力容器的几何尺寸逐渐增大，大型封头也就应运而生，尤其是大型应设备、煤液化反应设备以及核反应堆壳体等设备的出现[4-6]，它们对承载着高压头成型质量要求非常严格，一旦承载超出封头的安全指标，将引起容器部件失效
r1r Rr'R'h图 3-1 毛坯 图 3-2 最终成型的封头Fig.3-1 Roughcast Fig.3-2 Vessel of final shaping2.2 模具尺寸设计在内压成型过程中，毛坯经过一次正向内压胀形拉伸和一次反向内压胀形拉伸两形，因此在整个成型过程至少需要两组尺寸不同的模具，如图 3-3 和 3-4 所示。图具的几何尺寸是最终成型封头的尺寸，即内径长度为 R=2500mm，竖边长度为1000mm，圆角内半径长度为 r2=300mm。图 3-3 模具的几何尺寸是内径长度为=2200mm，竖边长度为 h=400mm，圆角内半径长度为 r2=300mm 在模拟中简化模具，不考虑模具底部开孔填充流态介质增加内部压力，因此不需要在模具底部开孔，模具在整个变形过程不发生任何形变，在模拟中将其设置为刚形体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]封头制造与标准的发展历史及方向的研究[J]. 张义军,李莉,吴遵红. 压力容器. 2017(10)
[2]冷冲压S30408封头在应变强化容器中的应用研究[J]. 白龙,江楠,倪进飞. 压力容器. 2016(10)
[3]大减薄率薄壁半球形封头扩径旋压的失稳研究[J]. 俞大辉,李新和,周磊,卜佳南. 塑性工程学报. 2016(04)
[4]超大直径超大壁厚渣油加氢反应器的国产化研制[J]. 蒋良雄. 能源化工. 2016(01)
[5]封头内高压胀形工艺有限元模拟[J]. 任志斌,周存龙,周研. 太原科技大学学报. 2015(06)
[6]板材液压成形技术与装备新进展[J]. 苑世剑,刘伟,徐永超. 机械工程学报. 2015(08)
[7]大厚壁压力容器封头焊接工艺研究[J]. 闫业良,李晓泉,邹华. 焊接技术. 2014(12)
[8]封头内压胀型铸造技术[J]. 雷静,陈海峰,刘玉康. 机械设计与制造. 2014(11)
[9]半球形冲压件起皱因素的分析[J]. 李振杰. 锻压技术. 2014(05)
[10]旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响研究[J]. 曾超,张赛军,夏琴香,谢红希. 锻压技术. 2014(01)
硕士论文
[1]封头整体内压胀形实验研究及数值模拟[D]. 赵春霞.太原理工大学 2008
本文编号：3602595
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
存储罐
大型封头的内压胀形成型技术研究及设备设计论引言随着现代科学技术和社会经济的不断发展进步，高压容器被广泛普及应用，不仅普通生活领域例如化工、运输、食品、家电等，而且也被应用在一些特殊领域例机械行业、微电子加工制造业、航天航空设备以及石油和新能源等行业[1-3]，并且行业的生产上，压力容器占据着非常重要的位置，而封头是压力容器主要的承压压力容器能否长期安全可靠运行与封头的质量密切相关，因此，评判压力容器产的好坏通常以封头质量的优良作为依据之一。并且随着我国工业的发展，工业水得到提高，压力容器的几何尺寸逐渐增大，大型封头也就应运而生，尤其是大型应设备、煤液化反应设备以及核反应堆壳体等设备的出现[4-6]，它们对承载着高压头成型质量要求非常严格，一旦承载超出封头的安全指标，将引起容器部件失效
r1r Rr'R'h图 3-1 毛坯 图 3-2 最终成型的封头Fig.3-1 Roughcast Fig.3-2 Vessel of final shaping2.2 模具尺寸设计在内压成型过程中，毛坯经过一次正向内压胀形拉伸和一次反向内压胀形拉伸两形，因此在整个成型过程至少需要两组尺寸不同的模具，如图 3-3 和 3-4 所示。图具的几何尺寸是最终成型封头的尺寸，即内径长度为 R=2500mm，竖边长度为1000mm，圆角内半径长度为 r2=300mm。图 3-3 模具的几何尺寸是内径长度为=2200mm，竖边长度为 h=400mm，圆角内半径长度为 r2=300mm 在模拟中简化模具，不考虑模具底部开孔填充流态介质增加内部压力，因此不需要在模具底部开孔，模具在整个变形过程不发生任何形变，在模拟中将其设置为刚形体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]封头制造与标准的发展历史及方向的研究[J]. 张义军,李莉,吴遵红. 压力容器. 2017(10)
[2]冷冲压S30408封头在应变强化容器中的应用研究[J]. 白龙,江楠,倪进飞. 压力容器. 2016(10)
[3]大减薄率薄壁半球形封头扩径旋压的失稳研究[J]. 俞大辉,李新和,周磊,卜佳南. 塑性工程学报. 2016(04)
[4]超大直径超大壁厚渣油加氢反应器的国产化研制[J]. 蒋良雄. 能源化工. 2016(01)
[5]封头内高压胀形工艺有限元模拟[J]. 任志斌,周存龙,周研. 太原科技大学学报. 2015(06)
[6]板材液压成形技术与装备新进展[J]. 苑世剑,刘伟,徐永超. 机械工程学报. 2015(08)
[7]大厚壁压力容器封头焊接工艺研究[J]. 闫业良,李晓泉,邹华. 焊接技术. 2014(12)
[8]封头内压胀型铸造技术[J]. 雷静,陈海峰,刘玉康. 机械设计与制造. 2014(11)
[9]半球形冲压件起皱因素的分析[J]. 李振杰. 锻压技术. 2014(05)
[10]旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响研究[J]. 曾超,张赛军,夏琴香,谢红希. 锻压技术. 2014(01)
硕士论文
[1]封头整体内压胀形实验研究及数值模拟[D]. 赵春霞.太原理工大学 2008
本文编号：3602595
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3602595.html
