鍛件資訊
2022-07-21 10:59
超高壓容器的發(fā)展趨勢是操作壓力越來越高、容器尺寸越來越大，因此對結(jié)構(gòu)、材料和制造提出了更嚴格的要求。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。
單層厚壁筒體
1.整體鍛造簡體
整體鍛造筒體是厚壁容器中最為常見的型式，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，因為相當高的內(nèi)壓力使筒體內(nèi)壁產(chǎn)生很大的應力，以至有可能發(fā)生屈服或塑性流動，而外壁的應力卻很低，在非彈性范圍內(nèi)工作時會使容器壽命大大降低。而對于高應力的內(nèi)壁部位，很容易出現(xiàn)應力腐蝕和疲勞破壞。設(shè)計中，為了保證筒體材料在彈性范圍內(nèi)工作，一般選用高強度鋼制造筒體，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應用，該設(shè)備為高壓聚乙烯裝置超高壓反應釜，設(shè)計壓力和設(shè)計溫度為225.6MPa和300℃，殼體材質(zhì)為34CrNi3MoA。2.整體鍛造自增強簡體 整體鍛造自增強筒體是利用結(jié)構(gòu)本身的預應力抵消一部分工作應力，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)壁施加一個內(nèi)壓，使內(nèi)壁發(fā)生屈服，屈服層材料產(chǎn)生徑向擴張的殘余變形，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后受到外層的彈性壓縮而產(chǎn)生壓縮應力，外層材料產(chǎn)生拉伸應力。
與整體鍛造筒體比較，整體鍛造自增強筒體具有可提高耐壓程度，減小容器壁厚和質(zhì)量，筒壁的平均應力較低等優(yōu)點，且容器自增強處理過程對筒體是一次耐壓試驗，進一步保證容器使用的安全性。
所示為高壓聚乙烯試驗裝置氣流攪拌反應器結(jié)構(gòu)示意圖（設(shè)計壓力294.2MPa,設(shè)計溫度300℃，自增強處理壓力637.4MPa，自增強率22. 857%，筒體材質(zhì)4340鋼）
