大口径椭圆碳钢封头又名为椭圆形封头、椭圆封头即为由旋转椭圆球面和圆筒形直段两部分组成的 封头。 其作用就是管道到头了,不准备现延伸了,就用封头焊到 管子上,做为一个末端来使用。用在压力容器上,上下各有一个封头,中间是一个直管段,做为压力容器的罐子用。 旋转椭圆球面母线的长、短轴之比为2.0的椭圆形封头,习惯上称为标准椭圆形封头。 椭圆封头的力学性能仅次于半球封头,但优于碟形封头。大口径椭圆封头温旋成形技术主要用于中厚板封头和一些难于冷变形材料的封头成形。一般将金属加热到再结晶温度或锻造温度以下某个温度的旋压成形称为热压封头。热旋成形是将金属加热到再结晶温度或锻造温度以上某个温度下进行的,随着温度的升高,金属的塑性也随之增强。而变形速度对塑性的影响是一个比较复杂的问题,随着变形速度的增加,既有使金属塑性降低的一面,又有作用相反的一面,而且不同温度下变形速度的影响也不同。 大口径椭圆碳钢封头石油化工设备压力容器上的凸形封头分为标准椭圆形封头、任意长短轴的非标准椭圆形封头、碟形封头等。对于标准椭圆形封头和碟形封头冲压毛坯下料展开直径计算可按设计手册公式进行。而对于非标准椭圆形封头,则需按展开原理运用数学进行推导计算公式,使之下料合理,从而确保冲压封头质量。现对非标准椭圆形封头下料毛坯展开直径计算公式进行推导。由于这种封头的主截面曲线是椭圆曲面和直边高度h圆柱面组成,其表面积由两部分构成。 大口径椭圆碳钢封头冲压成形是一种典型坯料塑性加工工艺,整个坯料在成形过程中发生剧烈的金属塑性流变,各部分应力、应变和金属流动状态较为复杂,难以实现精确定量控制,易形成如周边起皱、起包、椭圆变形及直边处纵向裂纹等缺陷。? (1)周边起皱?? 封头冲压时坯料外缘的压缩量较大。此压缩量向三个方向流动,增加边缘厚度;拉深时向中心流动,补充径向拉薄;向外自由伸长,即径向扩大。由于径向流动阻力小,所以向外伸长往往较大。如果坯料较薄或模具不当、工艺不当,使封头在拉延过程中其变形区切向压应力大于径向拉应力时,就会丧失稳定而产生周边皱折。?? 影响起皱产生的主要原因是坯料的相对厚度,相对厚度越大,坯料边缘稳定性越好,切向压应力只能使板边变厚;相对厚度越小,对板边纵向弯曲抗力越小,易丧失稳定而起皱。此外,板坯加热温度不均、模具间隙及下模圆角太大、坯料焊缝太高、压边力太小或不均等都能产生皱折。坯料产生皱折后,很难通过上下模具间的间隙,容易被拉断。即使通过下模,起皱也无法消除,影响封头质量。?? 通过使用压边圈,可以防止起皱的产生。压边圈的压力应合适,压力过大增大摩擦力,使拉应力增大,封头被拉薄甚至拉断;过小则不能防止起皱的产生。不产生起皱较适宜的压边力应是一个变值,即应随冲头向下行程的增加而逐渐加大,这在实际生产中是难以实现的。?? (2)起包?? 在一般大口径椭圆椭圆封头的拉深过程中,起包现象多发生在封头曲率较大的部位。采用圈形整体式压延模,先对封头折边附近的大曲率部位进行预压,使坯料成为平底锅形,再用凸模压制成型这样,在曲率较大的部位,由于预压成了一定的几何形状,在其预压区域存在冷作硬化现象,增强了坯料变形过程中的刚性,则避免了起包现象的发生。?? (3)椭圆变形及直边纵向裂纹?? 椭圆变形产生的原因是脱模方法不当,或封头吊运温度太高。直边处纵向裂纹是危害性较大的一种缺陷。产生的原因是坯料边缘不光滑或有缺口、脱模温度太低等。这两种缺陷的防止方法是仔细检查和清理坯料边缘,合理制定加热规范和控制脱模温度。?? 此外,直边拉痕或压坑也是常出现的缺陷。原因是下模及压边圈工作表面粗糙,润滑不好,坯料气割熔渣未清除。防止方法是提高下模压边圈工作表面的光滑度,合理使用润滑剂,清除坯料上熔渣及氧化皮等。??