不锈钢封头在加热和冷却过程中,表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。不锈钢封头在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。球型封头即在热应力的作用下使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,然后形成的残余应力就愈大。
球型封头冷加工与热加工有什么区别?
冷加工的特点:
1. 未经加热,不会发生材质劣化,特别适合不锈钢封头加工。
2. 未经加热,不会产生冷却收缩导致的尺寸变化,形状规整,尺寸准确且一致性好
3. 未经加热,封头成形后表面维持原有材料的光洁表面,外观漂亮。
4. 无需燃料,能源消耗少。
5. 无需加热,不会产生有害气体和烟雾,避免环境污染和地球温暖化,与中 国国策一致。
热加工的特点:
因加热,会发生材质劣化,导致不锈钢封头耐腐蚀性下降,不适合不锈钢封头加工。
加热成形,封头厂,导致模具受热膨胀和封头冷却收缩,尺寸难以控制且一致性差。
因加热,封头成形后的表面氧化皮严重,封头,且难以去除。
需要燃料,大量消耗宝贵的资源。
因加热产生大量的有害气体,污染环境,产生公害,与中国国策相违背
封头是压力容器中的堵塞装置,常用于压力容器的两端,我们知道压力容器对于密封性要求较为严格,因此在制作封头的,它的质量及形状都是有严格要求的,封头的品质直接关系到压力容器的长期安全可靠运行。当球型封头出现裂缝时,会影响封头的使用吗?
封头是容器的一个部件(如下图)根据几何形状的不同,可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种,其中球形 、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。在焊接上分为对焊封头,承插焊封头。用于各种容器设备,如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉和分离设备等。材质有碳钢、不锈钢、合金钢、铝、钛、铜、镍及镍合金等。
不锈钢封头焊接过程中产生的裂纹一般是热裂纹,热裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、和多边化裂纹,产生的原因主要是焊接过程中母材中的杂质(硫化物)产生偏析,和易于产生低容共晶的物质(Ni),形成了低熔共晶,在拉伸应力的作用下就产生了微裂纹,对于高温产生的热裂纹,会在焊接应力的作用下,以及受到结构、工作介质、环境温度的影响,扩展为宏观裂纹,所以在工作一段时间后就产生了裂纹。
处理球型封头裂纹时应先将裂纹去除掉,可以用无损检测(渗透检测)确认裂纹完全消除,然后采用小热出入的焊接工艺,严格控制焊接线能量,和层间温度,必要时可采用水冷,以避免产生晶间腐蚀,施焊过程中尽量多层多道焊,然后再进行一次射线检测,确认无裂纹。
从以上情况我们可以看出,封头出现裂缝会对生产造成非常严重的影响,因此在封头的工作中,一定要注意尽量避免其出现裂缝的情况
半球形封头:即外观像球体形状而得名。 半球形封头尺寸:因这类封头深度较深,在压制程度上面存在一定的困难,一般在1500以内是用模具直接冲压成形,在1500以上采用分瓣的形式较多。 半球形封头制造工艺:直径在800以下,因直径较小,均采用模具直接冲压成型,800mm-1500mm以内,尺寸较大,冲压过程中封头受压力的影响,会造成一些变形或起包的现象,所以需要先用模具冲压,再用旋压工艺,更精准的控制尺寸范围负差。 半球形封头的用途:这类封头因承压较强,所以一般高压容器中比其它形状封头使用较多,特别是在一些食品设备制造、制药设备等方面,如夹层锅,均采用这种形状的封头。
球形封头的连接结构设计球形封头的受力情况好,在相同直径和压力下所需厚度很小,因而在较高设计压力的石油化工设备中得到了广泛应用。由旋转薄壳理论公式可知在均匀内压作用下,薄壁球壳的薄膜应力为相同直径圆筒的一半,因而在容器设计中,球形封头的设计所需厚度与圆筒所需厚度之差接近圆筒厚度的一半。 由于壁厚相差较大,球形封头与圆筒的连接不可能直接对接,它们之间的连接部位出现结构不连续,此处应力水平较高,因此连接结构的设计对设备安全性影响较大。