陜西科技大學(xué)學(xué)報：近足球形封閉殼體無模熱塑性脹形的實(shí)驗(yàn)研究
2022-08-23【作 者】李瑞虎;史諾;陳海峰
【引 言】
球形容器在石油 、化工 、冶金 、核能以及城市建設(shè)等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用 。其傳統(tǒng)的制造方法是先將球形容器劃分為許多球瓣 ，球瓣毛坯下料 ，球瓣熱模壓或冷模壓成形 ，成形后精密下料 ，現(xiàn)場組裝 、焊接。制造過程需要專用的大型壓力機(jī)和模具 ，制造工序 復(fù)雜 ，成本高 ，周期長 ，為此出現(xiàn)了爆炸法成型和液脹法成型技術(shù)。爆炸法成型是預(yù)先制造封閉的內(nèi)接多面體殼體 ，通過爆炸使殼體變形 ，最終成形為球形容器 ，但是安全性不易控制 ，容易造成安全隱患。液脹法成型也是預(yù)先制造封閉的內(nèi)接多面體殼體 ，通過通入高壓液體使殼體脹形 ，最終成形為球形容器。由于成形系統(tǒng)的復(fù)雜性 ，一直還沒有用于大型球形容器的制造。大型球罐熱塑性成形技術(shù)是一項(xiàng)國家發(fā)明[1]，它是預(yù)先制造封閉的內(nèi)接多面殼體 ，對其加熱到熱塑性變形溫度 ，再把氣體通入殼體內(nèi)并達(dá) 到一定壓力 ，使殼體逐漸變成 球形容器。在高溫作用下 ，鋼材的性能發(fā)生很大的改變 ，強(qiáng)度降低 ，塑性增 大 ，這樣我們就可以在一 個較低的壓力下使殼體成形為球形容器。球形容器熱塑性成形原理圖如圖 1所示 。它 的主要工藝過 程為 ：下料一 拼焊成封閉的內(nèi)接多面殼體一加熱一充氣脹形。
【結(jié) 論】
（1）實(shí)驗(yàn)證 明 ，球形容器熱塑性成形是完全 可行 的 ，實(shí) 驗(yàn)殼體 成 形后球殼圓度誤差小于 0．2％．在熱 塑 性成 形過 程 中 ，殼體板變形從中心開 始 ，隨著壓力的增加 ，逐漸向周圍發(fā)展 ，達(dá)到需要壓力 時形成整體變形 ；殼體板邊沿棱角處變形相對滯后 ；在三塊板的焊縫交匯處焊縫余高較高 ，焊縫突出 ，需嚴(yán)格控制焊縫余高或成形前修平焊縫余高。
（2）實(shí)驗(yàn)證明球形容器熱塑性成形所需內(nèi)壓力計算的簡化模型是可行的 ，實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果與計算結(jié)果一致 。
（3）在高溫條件下成形時 殼體表面容易產(chǎn)生氧化皮 ，在成形前可采用給殼體表面涂防止產(chǎn)生氧化的涂層等方法。
以下是正文：
