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單層厚壁套管鍛件的結(jié)構(gòu)形式

2023-04-06 10:50:15

       超高壓容器鍛件的發(fā)展趨勢(shì)是操作壓力越來(lái)越高、容器尺寸越來(lái)越大,因此對(duì)結(jié)構(gòu)、材料和制造提出了更嚴(yán)格的要求。常用的結(jié)構(gòu)有:整體鍛造或整體鍛造經(jīng)自增強(qiáng)處理的單層厚壁筒體;雙層縮套、雙層套箍、雙層縮套經(jīng)自增強(qiáng)處理及多層縮套、硬質(zhì)合金內(nèi)襯雙層筒體;繞 絲式筒體;剖分式、層間沖壓式筒體等。

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單層厚壁筒體

1.整體鍛造簡(jiǎn)體

   整體鍛造筒體鍛件是厚壁容器中最為常見(jiàn)的型式,容器頂、底部可以與筒體一起鍛造,也可采用鍛件經(jīng)機(jī)械加工后以螺紋連接為一體。單層整體鍛造容器使用范圍存在較大的局限性,因?yàn)橄喈?dāng)高的內(nèi)壓力使筒體內(nèi)壁產(chǎn)生很大的應(yīng)力,以至有可能發(fā)生屈服或塑性流動(dòng),而外壁的應(yīng)力卻很低,在非彈性范圍內(nèi)工作時(shí)會(huì)使容器壽命大大降低。而對(duì)于高應(yīng)力的內(nèi)壁部位,很容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕和疲勞破壞。設(shè)計(jì)中,為了保證筒體材料在彈性范圍內(nèi)工作,一般選用高強(qiáng)度鋼制造筒體,但這類鋼的塑性、韌性較低,使用中也存在一定安全隱患。單層整體鍛造超高壓容器,該設(shè)備為高壓聚乙烯裝置超高壓反應(yīng)釜,設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度為225.6MPa和300℃,殼體材質(zhì)為34CrNi3MoA。

2.整體鍛造自增強(qiáng)簡(jiǎn)體

      整體鍛造自增強(qiáng)筒體鍛件是利用結(jié)構(gòu)本身的預(yù)應(yīng)力抵消一部分工作應(yīng)力,以提高容器材料的彈性工作范圍。具體做法是在容器使用前,先在圓筒內(nèi)壁施加一個(gè)內(nèi)壓,使內(nèi)壁發(fā)生屈服,屈服層材料產(chǎn)生徑向擴(kuò)張的殘余變形,然后卸除內(nèi)壓,由于外層材料的彈性收縮,使已塑性變形的屈服層材料在彈性恢復(fù)后受到外層的彈性壓縮而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力,外層材料產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。

     與整體鍛造筒體比較,整體鍛造自增強(qiáng)筒體具有可提高耐壓程度,減小容器壁厚和質(zhì)量,筒壁的平均應(yīng)力較低等優(yōu)點(diǎn),且容器自增強(qiáng)處理過(guò)程對(duì)筒體是一次耐壓試驗(yàn),進(jìn)一步保證容器使用的安全性。

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