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发布日期:2021年05月05日    浏览次数:761

GB150及GB/T 25198《压力容器封头》都指出,封头毛坯厚度应考虑工艺减薄量,制造厂应根据制造工艺确定封头的投料厚度。GB/T 25198附录J中对椭圆封头和碟形封头给出了减薄率的推荐值,但没有给出冲压半球形封头及球缺封头减薄率的推荐值。

“压力容器实用技术丛书之《压力容器制造和维修》一书中提到,热冲压球形封头在接近底部20~30°的范围内减薄较为严重,并给出常用材料碳钢、低合金钢及Cr-Mo钢的减薄率参考值为12%~14%

不过,目前大多数制造厂对于热冲压成形半球形封头(包括球缺)减薄率取13~15%,较为保守。然而随着设备的不断改进,工艺技术的不断提升,通过多年实践发现,实测冲压半球形封头(包括球缺)的实际减薄率几乎都远小于此值,尤其是中厚板封头。

如此取值既造成了一定的材料浪费,也给制造厂增加了材料成本。为优化取值,文献统计了大量的封头厚度检测数据,并以此作为基础数据进行分析。

文献对半球形封头热冲压的成形过程进行分析,发现其底部为受拉伸力作用较大区域,会发生较大塑性变形,当封头半径SR不变(即曲率相同)时,冲压深度H越深,底部变形量将越大,减薄率也就越大;封头深度H相同时,半径SR越小,曲率越大,底部发生的变形越大,减薄率也越大。

文献经过统计分析,最后得出如下结论:

对碳钢、低合金钢及Cr-Mo钢热冲压式半球形封头,实际减薄率η可按下式计算,并由此确定投料厚度η=12%×(H+δmin)/(SR+δmin/2)

式中,H为封头深度,SR为封头半径,δmin为设计最小厚度。

另外,需注意的是,封头冲压模具及原料板的表面平整度和杂物会导致封头成形后局部产生凹坑和压痕,将可能导致局部减薄率增大,压制前应仔细检查并清理,以保证封头成形厚度。