压力容器封头钢板的冷旋压

,
。
m
字的 低
1 强 钢到 屈 服极 限 为 so N /
,
r ln l
早的 淬火 调 质 钢
。 。
。
图 3 汇 总 了试 验 结果 从 中 可 以 看 出 屈 服极 限 显 著
, ,
地 提 高 了 尽 管各 区 域 提高 的 程 度不 同 的 80 %
,
屈 服 极 限 提 高最 多 的 区 域 发生 的 过 渡 区 和 直 边 区 这 些 区
镇 静 钢在 强 度 等级 及板 厚范 围 方 面 均 取代 了 半 镇静 钢
, ,
。
采 用 连铸 连 轧方 法 有 其特 有 的 优 点 由于
, , 。
,
连 铸 连轧 的 凝 固速 度较 快 可 以使 杂质 更小 分 布更 均 匀 ; 对 于 一 定 的板 厚 减 小 了 轧 制 的 次数 从 而 减 弱 了 杂质 的延 长 及 材 料 机械 性能 的 方 向 性 ; 并 可 保 证 钢 坯 的顶 部及 底 部 的 质 量
宁
冯 志猛
4
畔
(常 州 市锅 炉 压 力 容 器 检 验所
邓 建德
1 0 2 2 3 0 )
(宜 兴 北 海 封 头 有 限公 司
1 2 2 4
,
12 )
,
摘
要 叙 述 了 压 力 容 器封 头 冷 旋 压 工 艺 及 其 对 机 械 性 能 的 影 响 冷 旋 压 对钢 板 的技 术 要 求
,
:
以 及 制 造 厂 应 严 格 操作 规程 和 及 时 进行 热 处 理 确 保封 头 制 造 质量
到这 些 因 素
。 ,
在 决 定 是 否 进行 工 序 间 热 处 理 时应 考 虑
。 , 。
因 为加 工 工艺 和 设 备 的不 同 对此 没 有 硬 性 的 规定
, 。
现 代 复 合板 制造 技术 能保 证 复 合 层 之 间 有 足 够 的 结 合 力 能 使 复合 板 较 好 地 适 用 子 冷 旋压
。
实践证 明
。
,
6 一 10
甚 至 当它们 的截 面 收 缩 率 降低到 1 % 以 下 时 0
这样看 来 使用 截 面 收 缩 率不 能 可 靠 地 指 导 冷 旋 压
~
的 钢 板 能很 好 地 进行 冷旋 压
,
,
制 造方面
冷 旋 压对 于 机 械 操作 技能要 求 很 高 要 确 切 地定 义 制 造 合 格 封 头 的 操 作 参 数 是 不 可 能 的
:
, , , ,
1 一 sm
)
。
目前
,
并 对 因 冷旋 具 压而 产生 的 问 题 有充 分 的 了 解 选 择材 料必 须慎 重 还应 了 解 冷旋 压加 工对 产 品 机 械性 能产 生 的 不
良影 响 以 及热 处 理对 这些 不 良影 响消 除 的程 度
。
,
本 文 重 点对 压力 容器 封头 用 C 钢 C 一 M n 钢 及低
to
g hn
~
t
扮n g
e
-
t he
-
e
l 城e s 昭 c e l
s e c o r
st
i rp
K e y w o 川s
2 1
o o 4 r / C 1 M l/ V a d 3 C 1 M l/ V 4 n 4 r
w e l in d g
,
st
d d in g
压 力 容 器 封 头 钢 板 的冷 旋 压
域 由 冷旋 压引 发 的 应 变 比 封头 顶 部 区 高 这 类 钢 相 当于
,
其 中低 强 钢 冷旋 压 封头 的 过 渡 区 占了 提高 幅 度 最 大 区 域
15 1
S B
15 0 1
一
196 4
中
等级 钢
、
。
抗拉 强 度 也 提高 了 但 提 高 的幅 度 比 屈 服极
。
,
限 提 高 的 幅 度 小 从而 提 高 了屈 强 比 (Y S 刀口T S )
f s e i滋 Pc
:
e w
,
l i d
e
pre d
c s ut
ca
pa b
u
e f l o
,
fu n
o i
n s
f o
t he
t
e源自文库m
C
nt
o o s ea (PW H T ) in t c n id r
ba e s
:
t i a r m e
l as
st
e r
.
飞 th
i rp
e r e p i飞 曲 d
:
, , , 、 、 , ,
。
对于 直径 较 大 的 封头 通 常需 由两 块板 拼焊 而 成 这 时 焊 接 质 量 应 与 产 品 的要 求 一 致 表 面 应
圆 滑 不 能有 咬 边 裂 纹 机械损 伤 及 其 他缺 陷 不 然 的 话 这些 缺 陷会 很 快致 冷 旋 压 失 败 尤 其 是 在
, , 。 。
实践证
。
使 用 超声 波 探
,
伤可 以 测 出钢 板是 否分层 及 杂质 的 含 量 尤 其是 对 于那 些将 被划 定 为 圆弧 过渡 区 及直 边 区 的 区 域 随着 冶金 技术 的进 步 从 平 炉 炼钢 和 铸 锭发 展 到 转炉 炼钢 和 连 铸 连 轧 对 于 冷旋 压 铝脱 氧 的
这 些 优 点使
镇 静 钢能 非常 适用 于 冷 旋压 而 且 不需 交叉 轧制
采取 一定 的 控 制措 施
的 区域
, 。
.
,
。
尽 管 如 此 实践 证 明 要 想达 到 更好 的 效 果还 需
:
, ,
,
,
。
这些 控 制 措施基 于 这 样 一 个 事 实 连 铸 钢坯 的 最 后 凝 固 发 生 在 沿 着 中心 线
过 还是 应 该采 取一 定 的预 防 措施 来 降低 发生 问 题 的 可 能性
, 。 ,
。
不
大多 数 冷旋 压是 采用 从平 板 之上 切 割下 来 的 圆片 这些 圆 片 通 常 首先 从 顶 部 区 进 行 冷 态 预 压 (译 注 即 压鼓 )
:
,
。
圆片 的边 缘应 平 滑 ( 注 倒 圆 角 ) 防止 切割 的槽 口 成 为裂 纹及 开 裂源 译
。
承受 板厚 方 向上 的应 变 时而 发生 开 裂 或撕 裂 (图 1 )
顶 部区
圆弧 过渡 区
直边 区
图
1
典 型 的冷 旋 压 封 头 钢板开 裂
一
33
一
新 技 术新 材 料
以 前 钢 板 采用 传统 方 法 冶炼 钢 的 类型 对冷 旋加 工 有 较大 的影 响
, , , , 。
中 《 国化 工 装 备》 半镇 静 钢 一 般 可 以 较 好 地
。
关键 词 封 头 冷 旋 压 规 范 引言
冷 旋压 是 一 种 广 泛 应 用 于 压 力 容 器 封 头 制 造 的 成 熟 技 术 5 3
,
:
。
利用 这 项技 术 可加 工厚 度达
8 sm
.
的 封 头 (译 注 中国 宜兴 北海 封 头有 限 公 司 冷旋 压封 头 直径 可 达 ~ 直径 许多 压力 容器 制 造厂 采 用 了 冷 旋压 封头 为 了 保 证产 品 质 量 应 备 良好 的加 工 技 术
待 于 在 实 际 工 作 中取 得
( ) 进行 试验 盯 相近
。
,
不过
,
通 过对 部分 能 较 好地 进 行 冷 旋 压 的 1 0
% 一2 % 5 % 可 能更 为 恰 当
,
截 面收 缩 率 (R A ) 为 2 0
,
这个 值 和 为 防 止 层 状 裂 纹 而 允许 的 最低 值
虽 然 这 还 没 有得 到 公 认
, 。
~
的钢 板横 截 面 延性
在 实 际工 作 中
,
5 更低 的值 如 1
当板 厚在 1 0
以下 时
虽 然在 轧制 过程 中不 可 避 免地增 加 了杂 质 的 变 形 程 度
从 而 降低 了 相 应 的 截 面 收 缩 率
~
,
一
34
一
新 技 术 新材 料
中 《 国化 工 装 备》
,
然 而 冷旋 压 过程 中板 厚 方 向的 应 变 减 少 了 尤其 是 对 于 薄板
、 , ,
所 以 尽 管连 铸 可 以 使杂 质更 小 分 布更 均 匀 如 不 采 取 预 防措施 沿着 中心 线 还 是 会 产生
。
一个 杂 质 的集 中区 压失 败 (图 2 )
。
另 外 因 浇 铸 方 面 的原 因必 须用 铝 进 行脱 氧 可 能使 锰硫 杂 质具 有较 高 的 可 塑
。
性 从 而 使钢板 中残 余 了更 多更 薄 的 硫 杂质
, ,
,
这 些措 施包 括 避 免使用 钢 锭 的顶 部
,
:
及下 端 因 为这 部分 区域 的凝 固 特 性 与 通 常 的 凝 固 特 性 差 别 最 大 杂质 的含 量 往往 较 高 明 对 钢板 采用 交叉 轧 制 的方 法可 使杂 质 的 伸长 减少 以 及 降低 机 械 性 能 的 方 向性
,
,
高应 力 区
。
对 于 较 厚 的 封头 经 常须 通过 工 序 热处 理来 软化 加工 硬化 区
工硬 化 区 会 使旋 压机 很 快地 达到 其载 荷极 限
,
,
。
对 于 强 度较 高 的 钢 尤 其如 此 加
,
,
。
不 过 在旋 压 机达 到 载 荷极 限 以 前 可 能已 经 使钢 板
。
,
延展 了 特别 是对 于 厚 度 较薄 的 封 头 和 一 般 强 度 的钢种
,
实 践表 明 即 使存 在少 量 的 硫 杂 质集 中区也 会使 冷旋
:
,
因而 目前 必 须 采取 的控 制 措 施包 括 以 下 几 个
) l 合格
2
)不 合 格
图
2
硫 杂质 区 对 冷 旋 压 操 作 的 影 响
1
2
、
控 制硫 的 含量 以 保证 锰 硫 杂 质总含 量较 低
, , ,
。
、
对 厚 片浇 铸进 行控 制 改 进浇 铸规 范 尽可 能地 消除 锰 硫杂 质集 中 区
,
可 能引发 开裂 或撕 裂
,
,
这 和 焊接
过程 中发生 层 状 裂纹 的 原 因 相 似
文献
(1
、
2
、
) 3
。
表明
,
测量 横 截 面 延 性 (S ) 对预 防开 裂 很 T
,
所 以 认 为 可 以利 用 这种 特 性来 指导 冷旋 压
。
目前
。
得 到 的数 据很 有 限
一3 0
大 量 的 数据 还有
新 技 术新 材料
ld g W 七 in
a n
中 《 国 化 工 装备 》
d S tr P C la d in i d g
V S
an
o f
r
th e N e 即 2 1 / 4
r C
an
d
3 C r 1 Mo l/ 4
慨1
o
5 o
fH
s yd 似 。c k e r
h Z
A bs t
qui
a n
g L ia n g c he g n
n ts
t
n o i
e
灿d
p
s u in g
p o i t
.
o
b t a in
a
l d a
a n r
t
l r a e i
su
b
l d d i雌 ( E C S )
:
es m r e
,
d a r
、
st
e a
l dd i n 飞 (S A C ) a d
i rP c l
a
s e r
k a i雌 s e ay t l 吧 p 山 o vi e w o r w e
。
适 用 于 冷旋 压 但 是 这些 经 过镇 静 处理 的 钢 尤其 是 用铝 进 行脱 氧 的 钢 在 板 厚 的 中部 存 在 着 开 裂
的倾 向
。
,
人们 确信 这种 情况 的发 生 取 决于 钢 中所含 杂 质 的含 量 类 型 形 状及 尺 寸
。
,
、
、
所 以 为 了保
。
证 质 量 不 得 不 对半 镇静 钢 的 制造 采用 一 些 特殊 的 控 制措施
t
(S h
g h a E 劝i e Fa c to l l r
y r
6
g n
.
,
L td )
l a v
c a r
t:
t
en
凡
es
e a
st
w
e
l i d 飞 H e a t T re a
。t r
h s ri T i a td l e m h耐 a
e e
e
n o i tr d u e e s
et
ev e a h d 帅m n e t
, -
合金 钢 板 的 冷 旋压 进 行讨论
。
材料选择 及 制钢 方面
在冷旋 压 加 工过 程 中 钢 板受 到 了 剧烈 的应 变 尤 其是 封 头 边 缘 的 圆 弧 过 渡 区 及 直 边 区 它们 在旋 压过 程 中是 通过 环 向 的 压 应 变加 工而 成 的
。
, , ,
发 生 最 多 的 问题 是 当过 渡 区及 直 边 区 的钢 板 不 能
但应 保证 基 材 的质 量 否 则一 旦 发 生 问 题 损失 较大
对材 料 性 能 的影响
由冷旋 压 引 发 的应 变对 于 材 料的 拉伸 性 能和 缺 口 韧性有 显 著 的影 响
拉 伸 性能
D i k c i I ( e 参 考 文 献 4 )测 试 了 5 种 不 同的钢 所发 生 的 变化 这些 钢 从 屈 服 极 限 为 3 0 N / n
。
。
3
、
用 超 声波 探伤 检查 钢 板 的 总 体质量 确 保钢 板 的层 状 结构及 杂 质总 含 量 合 格 特 别对 于 将 在
,
,
冷旋 压过 程 中处 于 过 渡 区及 直边 区 的 范 围 前 面提 到 有 帮助
。
因 在 冷 旋 压 过 程 中 板厚 方 向 会发 生 很 高 的应 变
。