高技术通讯：单曲率多面壳体高温胀形制造球形容器工艺
2022-09-17【作 者】董建令;张晓航;殷德健
【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广泛应用[1]。相对于相等储量的圆筒形容器而言，球形容器具有省料、应力分布更趋于均匀以及风载系数小等优点。传统球形容器制造工艺首先对壳体瓣片进行设计加工成形，加工瓣片之前需要制作模具;然后对加工的瓣片进行组装并完成焊接。对于常见的大型球罐来说，还须检查焊缝并进行焊后热处理以消除焊接时产生的残余应力;在球罐投入使用之前按规定还必须进行水压试验和气密性试验。在传统制造工艺中，壳体瓣片的加工制造工艺复杂，而且高成本的瓣片模具不适用于球形容器尺寸设计灵活和小批量生产的特点。
球形容器无模液压胀形工艺采用水作为传压介质，该工艺不用模具和压力机就可以制造球形容器「2一5」。多面壳体在胀形成球过程中产生大的塑性变形，冷态下材料的低延伸能力使无模液压胀形工艺难以用于厚壁球形容器的制造。胀形过程中产生的冷作硬化降低了球形容器的塑性储备，因此对于重要的球形容器在胀形成球后不能直接使用，而需要进行热处理。本文针对上述不足，提出了球形容器热胀成型工艺，对内切球面直径为Φ420mm，壁厚为1. 2mm的单曲率多面壳体进行了加热试验，对其高温胀形数值模拟过程和结果进行分析。
【结 论】
(1)采用本文的加热系统对多面壳体进行加热是可行的，而且可以将多面壳体壁的温差控制在80℃以内。
(2)在多面壳体壁的温差在80℃以内时可以在最大应变远小于高温下材料延伸率的条件下将多面壳体胀形成为球形容器。
(3)在胀形压力为2. 5MPa时，球形容器的不圆度为0.0405，最大减薄率为6.75%。
(4)胀形压力越高，球形容器的不圆度越小。
以下是正文：
