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陕西科技大学学报:近足球形封闭壳体无模热塑性胀形的实验研究

2022-08-23

【作 者】李瑞虎;史诺;陈海峰

【引 言】

球形容器在石油 、化工 、冶金 、核能以及城市建设等行业得到了广泛应用 。其传统的制造方法是先将球形容器划分为许多球瓣 ,球瓣毛坯下料 ,球瓣热模压或冷模压成形 ,成形后精密下料 ,现场组装 、焊接。制造过程需要专用的大型压力机和模具 ,制造工序 复杂 ,成本高 ,周期长 ,为此出现了爆炸法成型和液胀法成型技术。爆炸法成型是预先制造封闭的内接多面体壳体 ,通过爆炸使壳体变形 ,最终成形为球形容器 ,但是安全性不易控制 ,容易造成安全隐患。液胀法成型也是预先制造封闭的内接多面体壳体 ,通过通入高压液体使壳体胀形 ,最终成形为球形容器。由于成形系统的复杂性 ,一直还没有用于大型球形容器的制造。大型球罐热塑性成形技术是一项国家发明[1],它是预先制造封闭的内接多面壳体 ,对其加热到热塑性变形温度 ,再把气体通入壳体内并达 到一定压力 ,使壳体逐渐变成 球形容器。在高温作用下 ,钢材的性能发生很大的改变 ,强度降低 ,塑性增 大 ,这样我们就可以在一 个较低的压力下使壳体成形为球形容器。球形容器热塑性成形原理图如图 1所示 。它 的主要工艺过 程为 :下料一 拼焊成封闭的内接多面壳体一加热一充气胀形。

【结 论】

(1)实验证 明 ,球形容器热塑性成形是完全 可行 的 ,实 验壳体 成 形后球壳圆度误差小于 0.2%.在热 塑 性成 形过 程 中 ,壳体板变形从中心开 始 ,随着压力的增加 ,逐渐向周围发展 ,达到需要压力 时形成整体变形 ;壳体板边沿棱角处变形相对滞后 ;在三块板的焊缝交汇处焊缝余高较高 ,焊缝突出 ,需严格控制焊缝余高或成形前修平焊缝余高。

(2)实验证明球形容器热塑性成形所需内压力计算的简化模型是可行的 ,实验检测结果与计算结果一致 。

(3)在高温条件下成形时 壳体表面容易产生氧化皮 ,在成形前可采用给壳体表面涂防止产生氧化的涂层等方法。

以下是正文:

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