CN107460304B - 一种应变强化应变量的控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应变强化应变量的控制系统和方法，包括低温液体贮罐内容器、增压装置和水箱；低温液体贮罐内容器的左端设有进水口，水箱通过管道连接至增压装置，增压装置另一端通过进水管连接至低温液体贮罐内容器的进水口，进水管上设有阀门，所述低温液体贮罐内容器的右端底部设有泄水口，低温液体贮罐内容器上还设有压力表。本发明对低温压力容器内容器在进行应变强化处理前进行预先工艺处理，之后再进行正常应变强化工艺处理，能够有效地控制内容器在应变强化过程中的应变量，解决应变强化超量的问题；工艺流程简便，操作简单，效果显著。

Description

一种应变强化应变量的控制系统和方法
技术领域
本发明涉及低温压力容器技术领域，具体是一种应变强化应变量的控制系统和方法。
背景技术
奥氏体不锈钢材料目前在低温压力容器行业已经得到普遍应用(低温容器内容器材料基本采用奥氏体不锈钢)。材料行业专家们通过研究发现，奥氏体不锈钢的屈服性能相较行业普遍采用的屈服强度值而言，还存在可观的潜力可挖；即通过对奥氏体不锈钢材料进行特殊的工艺处理，可以大幅度提高该类材料的屈服强度。其实用性在于，奥氏体不锈钢经过强化处理，屈服强度得到大幅度提高。这样就可以使用较薄的不锈钢材料，通过强化工艺处理后，来代替原本需要的较厚的不锈钢材料。大大降低了压力容器的主体材料需求(可以降低30％)，体现很好的经济效益。
目前低温压力容器行业采用的强化处理工艺为冷拉伸工艺，即在室温条件下对采用奥氏体不锈钢制作的内容器进行拉伸处理，产生足够的应变，提高内容器筒体的屈服强度，并保持足够的塑性性能。该工艺在国内称为“应变强化”工艺。
“应变强化”工艺从2009年开始，在国内低温压力容器行业逐步得到普遍应用，效果显著。近年来，国内不锈钢生产厂(如太钢不锈钢厂)不锈钢制作工艺不断改善，出厂的不锈钢产品的塑性明显提高。这对不锈钢原料使用来说是有利因素，但因为不锈钢材料塑性提高，低温压力容器企业按相关标准要求在进行应变强化工艺处理时，内容器产生的应变量会明显增大，导致拉伸应变超量，即低温压力容器的内容器在进行应变强化工艺操作时膨胀的更大，在进行后续制作将内容器投套入外壳时很难套入。所以，目前低温压力容器企业在采用应变强化工艺制作压力容器时如何在达到应变强化效果的前提下有效控制应变量，是急需解决的问题。因此，本发明提供一种应变强化应变量的控制系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应变强化应变量的控制系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应变强化应变量的控制方法，对不锈钢制压力容器在正常应变强化操作前进行预拉伸操作。
作为本发明进一步的方案：所述预拉伸操作的拉伸压力为设计计算压力的1.5倍。
作为本发明进一步的方案：在对低温压力容器内容器在进行应变强化处理前进行预先工艺处理，之后再进行正常应变强化工艺处理，能够有效地控制内容器在应变强化过程中的应变量，解决应变强化超量的问题；能够有效解决目前低温压力容器行业因不锈钢钢厂出厂的不锈钢产品塑性提高；所述应变强化应变量的控制方法具体包括以下步骤：
一、在正式应变强化前，将完工的低温液体贮罐内容器稳固放置在操作平台上，且低温液体贮罐内容器通过进水口连接进水管，进水管另一端连接增压装置；
二、打开进水口，开启增压装置，增压装置通过进水口向低温压力容器内容器中注水，通过排气口排出空气，直到低温压力容器内容器中充满水，然后封闭进水口；
三、升压：连上压力表，泄水口关闭，开启增压装置，继续将水压入低温压力容器内容器，低温压力容器内容器中水压逐步升高，低温压力容器内容器产生膨胀；
四、保压：通过压力表观察并记录低温压力容器内容器顶端的压力，按工艺要求将低温压力容器内容器中的水压升到设计计算压力的1.5倍时停止升压，并保持该压力一端时间；
五、泄压：保压后，停增压装置缓慢释放压力至0；
六、重复步骤三、步骤四、步骤五多次，完成预拉伸。
作为本发明进一步的方案：所述排气口为压力表与低温压力容器内容器的连接口。
作为本发明进一步的方案：所述步骤四的保压时间为10分钟。
作为本发明进一步的方案：所述步骤六中重复步骤三、步骤四、步骤五3次。
一种应变强化应变量的控制系统，包括低温液体贮罐内容器、增压装置和水箱；低温液体贮罐内容器的左端设有进水口，水箱通过管道连接至增压装置，增压装置另一端通过进水管连接至低温液体贮罐内容器的进水口，进水管上设有阀门，所述低温液体贮罐内容器的右端底部设有泄水口，低温液体贮罐内容器上还设有压力表。
作为本发明进一步的方案：所述增压装置为压水泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明对低温压力容器内容器在进行应变强化处理前进行预先工艺处理，之后再进行正常应变强化工艺处理，能够有效地控制内容器在应变强化过程中的应变量，解决应变强化超量的问题；能够有效解决目前低温压力容器行业因不锈钢钢厂出厂的不锈钢产品塑性提高，从而导致在应变强化工艺操作时出现筒体材料应变量过大而无法投套的问题；本工艺流程简便，操作简单，效果显著。
附图说明
图1为应变强化应变量的控制系统的结构示意图。
其中：1-低温液体贮罐内容器；2-压水泵；3-水箱；4-压力表；5-进水口；6-泄水口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种应变强化应变量的控制系统，包括低温液体贮罐内容器1、压水泵2和水箱3；低温液体贮罐内容器1的左端设有进水口5，水箱3通过管道连接至压水泵2，压水泵2另一端通过进水管连接至低温液体贮罐内容器1的进水口5，进水管上设有阀门，所述低温液体贮罐内容器1的右端底部设有泄水口6，低温液体贮罐内容器1上还设有压力表4；
一种应变强化应变量的控制方法，包括以下步骤：
一、低温压力容器内容器1完工后，达到可以进行应变强化的状态，在正式应变强化前，将完工的低温液体贮罐内容器1(奥氏体不锈钢制内容器)稳固放置在操作平台上，且低温液体贮罐内容器1通过进水口5连接进水管，进水管另一端连接压水泵2；
二、打开进水口5，开启压水泵2，泄水口6关闭，压水泵2通过进水口5向低温压力容器内容器1中注水(也可以不用压水泵2，替换为直接通过自来水管加水进内容器1)，通过压力表4与低温压力容器内容器1的连接口排出空气，直到低温压力容器内容器1中充满水，然后封闭进水口5；
三、升压：连上压力表4，泄水口6关闭，开启压水泵2，继续将水压入低温压力容器内容器1，低温压力容器内容器1中水压逐步升高，低温压力容器内容器1产生膨胀，达到拉伸的效果；
四、保压：通过压力表4观察并记录低温压力容器内容器1顶端的压力，按工艺要求将低温压力容器内容器1中的水压升到设计计算压力的1.5倍时停止升压，并保持该压力10分钟，低温压力容器内容器1在这10分钟内因受压膨胀，筒体材料会有一定量的应变；GB150标准里对计算压力的定义：在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，包括液柱静压力等附加荷载。该设计计算压力的压力值是设计压力+液柱静压力，设计压力根据容积的设计工况和使用要求选取的。
五、泄压：保压10分钟后，停压水泵2缓慢释放压力至0；
六、重复步骤三、步骤四、步骤五三次，即重复进行三次“升压—保压—泄压”操作，完成预拉伸。
然后再进行正式的应变强化工艺操作，在低温压力容器内容器进行应变强化工艺操作前进行预拉伸处理，通过应变强化前的预拉伸处理，适当地先利用不锈钢材料的部分塑性，这样对后面正常的应变强化工艺不会产生实质的影响。
本发明的工作原理是：对不锈钢制压力容器在正常应变强化操作前进行预拉伸操作。所述预拉伸操作的拉伸压力为设计计算压力的1.5倍。通过预拉伸工艺操作，先使用内容器不锈钢材料的部分塑性，而刚性增强。这样再进行后续正常的应变强化操作时，既能够满足相关标准的应变强化基础性要求，且应变量得到有效控制，同时达到预期的应变强化的效果。
本发明对低温压力容器内容器在进行应变强化处理前进行预先工艺处理，之后再进行正常应变强化工艺处理，能够有效地控制内容器在应变强化过程中的应变量，解决应变强化超量的问题；能够有效解决目前低温压力容器行业因不锈钢钢厂出厂的不锈钢产品塑性提高，从而导致在应变强化工艺操作时出现筒体材料应变量过大而无法投套的问题；本工艺流程简便，操作简单，效果显著。
在本应变强化应变量的控制系统和方法的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种应变强化应变量的控制方法，其特征在于，对不锈钢制压力容器在正常应变强化操作前进行预拉伸操作；所述预拉伸操作的拉伸压力为设计计算压力的1.5倍；在对低温压力容器内容器在进行应变强化处理前进行预先工艺处理，之后再进行正常应变强化工艺处理，能够有效地控制内容器在应变强化过程中的应变量，解决应变强化超量的问题；能够有效解决目前低温压力容器行业因不锈钢钢厂出厂的不锈钢产品塑性提高；所述应变强化应变量的控制方法具体包括以下步骤：
一、在正式应变强化前，将完工的低温液体贮罐内容器（1）稳固放置在操作平台上，且低温液体贮罐内容器（1）通过进水口（5）连接进水管，进水管另一端连接增压装置；
二、打开进水口（5），开启增压装置，增压装置通过进水口（5）向低温压力容器内容器（1）中注水，通过排气口排出空气，直到低温压力容器内容器（1）中充满水，然后封闭进水口（5）；
三、升压：连上压力表（4），泄水口（6）关闭，开启增压装置，继续将水压入低温压力容器内容器（1），低温压力容器内容器（1）中水压逐步升高，低温压力容器内容器（1）产生膨胀；
四、保压：通过压力表（4）观察并记录低温压力容器内容器（1）顶端的压力，按工艺要求将低温压力容器内容器（1）中的水压升到设计计算压力的1.5倍时停止升压，并保持该压力一端时间；
五、泄压：保压后，停增压装置缓慢释放压力至0；
六、重复步骤三、步骤四、步骤五多次，完成预拉伸。
2.根据权利要求1所述的应变强化应变量的控制方法，其特征在于，所述排气口为压力表（4）与低温压力容器内容器（1）的连接口。
3.根据权利要求1所述的应变强化应变量的控制方法，其特征在于，所述步骤四的保压时间为10分钟。
4.根据权利要求1所述的应变强化应变量的控制方法，其特征在于，所述步骤六中重复步骤三、步骤四、步骤五3次。
5.一种如权利要求1-4任一所述的应变强化应变量的控制系统，其特征在于，包括低温液体贮罐内容器（1）、增压装置和水箱（3）；低温液体贮罐内容器（1）的左端设有进水口（5），水箱（3）通过管道连接至增压装置，增压装置另一端通过进水管连接至低温液体贮罐内容器（1）的进水口（5），进水管上设有阀门，所述低温液体贮罐内容器（1）的右端底部设有泄水口（6），低温液体贮罐内容器（1）上还设有压力表（4）。
6.根据权利要求5所述的应变强化应变量的控制系统，其特征在于，所述增压装置为压水泵（2）。
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