CN108097770B - 一种压力容器封头成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压力容器封头成型方法方法，包括如下步骤：1)将下层压边圈吊入液压机上，安装固定；2)将封头钢板放置于下层压边圈上，吊装与下层压边圈匹配的上层压边圈于封头钢板上，液压机驱动上层压边圈压紧封头钢板；3)启动液压机压头对封头钢板进行压制，形成封头；4)将封头吊装放置到封头放置座上；5)启动封头放置座带动封头旋转，驱动找正装置上的滚轮同步向封头放置座的中心移动；6)待封头与找正装置上的红外线控制开关接触、红外线控制开关全亮时，滚轮停止，完成找正；7)启动封头放置座上的电磁吸盘，固定封头；8)调节切边装置对封头进行切边。

Description

一种压力容器封头成型方法
技术领域
本发明涉及压力容器制造领域，尤其涉及一种大型压力容器封头的成型方法。
背景技术
封头是容器的一个部件，属压力容器中锅炉部件的一种，通常用于压力容器的两端以焊接的方式连接筒体，再有就是在管道的末端做封堵之用的一种焊接管件产品。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。
此前，国内大尺寸凸形封头主要采用多块钢板构件成形组装拼焊，存在变形量大、尺寸不均匀等问题，焊接处为封头产品日后使用带来了极大的隐患。近年，一片式预压变形技术实现整体拉深成型，避免了分块焊接带来的尺寸不均匀、焊接处不稳定等问题。封头的冷压成型均采用双动压力机进行，为使封头在成型过程中不产生鼓包、褶皱等缺陷，需要对一片式钢板进行压边。椭圆封头的成型要在十分大的压边力下产生阻力，才能使封头的成型不产生鼓包和褶皱。国内普遍使用的压边装置为平面压边，而冷压所需平面压边力比热压成型高出很多，因此冷压封头对压机的压力要求很高，冷压压制约350*100cm的椭圆封头，需要3000吨左右的压边力，导致设备成本过高，且不能一次成型，模具容易磨损使用寿命短。
同时，经过液压机的弧形压模压制后，由于端口的直边缘不平或者存在裙边等问题，需要经过封头找正切割工序，现有的割边均是通过人工找正法，由于封头的质量大(直径3米左右)工作强度大，找正效果差，割边后直边缘的高度误差一般只能控制在10mm左右，进而影响后续压力容器的焊接和密封。
发明内容
本发明目的在于提供一种能快速对大型压力容器封头成型加工的方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明公开了一种压力容器封头成型方法，包括如下步骤：
1)将下层压边圈吊入液压机上，安装固定；
2)将封头钢板放置于下层压边圈上，吊装与所述下层压边圈匹配的上层压边圈于所述封头钢板上，所述液压机驱动所述上层压边圈压紧所述封头钢板；
3)启动液压机压头对所述封头钢板进行压制，形成封头；
4)将所述封头吊装放置到封头放置座上；
5)启动封头放置座带动封头旋转，驱动找正装置上的滚轮同步向所述封头放置座的中心移动；
6)待所述封头与所述找正装置上的红外线控制开关接触、所述红外线控制开关全亮时，所述滚轮停止，完成找正；
7)启动封头放置座上的电磁吸盘，固定所述封头；
8)调节切边装置对所述封头进行切边。
进一步的，所述下层压边圈的上表面设有一圈凸台，所述上层压边圈的下表面设有内外两圈凸台，所述两圈凸台之间设有与下层压边圈上表面的凸台相匹配的凹槽。
进一步的，所述上层压边圈下表面的两圈凸台中，内圈的凸台纵深大于外圈的凸台纵深。
进一步的，所述下层压边圈和/或上层压边圈的凸台边缘圆滑且带有弧度。
进一步的，所述下层压边圈上表面设置有环形凹槽。
进一步的，所述找正装置和切边装置设置在封头放置座的外沿，可向封头放置座中心同步移动的滚轮和红外线控制开关安装在所述找正装置上，所述滚轮的中心可形成一个与所述封头放置座同心的圆。
进一步的，所述封头放置座上位于其边缘设置有三个用于支撑所述封头的万向球。
进一步的，所述封头放置座上位于其边缘设置有三个用于吸附固定所述封头的电磁吸盘。
进一步的，所述封头放置座的滚轮通过同一电机驱动而向所述封头放置座的中心运动。
进一步的，任一所述找正装置上的滚轮的数量为两个，且所有滚轮的中心位于与所述封头放置座的中心同心。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的封头成型方法通过上层压边圈和下层压边圈的凸台与凹槽相配合，使钢板压边部分先预压变形，使其比平面压边产生更大的压型阻力，以降低压机的压边力，达到同样的压边效果，冷压压制约350*100cm的椭圆封头，仅需要压力机提供1600吨左右的压边力(否则需要3000吨压机)，不仅降低了设备的压力，而且实现了一次成型，大大提高了模具的使用寿命。目前共压制600多件椭圆封头，经检测完全符合图纸的技术要求。
同时，本发明的封头成型方法通过自动找正切割装置的封头在圆形封头放置座上用三个万向球支撑，通过找正装置驱动滚轮很容易实现封头的调整，当各红外线控制开关接触到封头表面时即能自动完成找正工作，该种找正工作实现了全自动化，极大的提高了找正切割的效率。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例公开的压力容器封头的压边装置示意图；
图2是本发明优选实施例公开的压力容器封头自动找正切割装置示意图。
图例说明：
1、封头放置座；2、找正装置；3、切边装置；4、滚轮；5、红外线控制开关；6、封头；7、万向球；8、电磁吸盘；9、同步轴；10、转盘；11、下层压边圈；12、封头钢板；13、上层压边圈；14、压头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1-2所示，本发明公开了一种压力容器封头成型方法，包括如下步骤：
1)将下层压边圈11吊入液压机上，安装固定；
2)将封头钢板12放置于下层压边圈11上，吊装与下层压边圈13匹配的上层压边圈13于封头钢板13上，液压机驱动上层压边圈13压紧封头钢板12边缘；
3)启动液压机压头14对封头钢板进行压制，形成封头6；
4)将封头6吊装放置到封头放置座1上；
5)启动封头放置座1带动封头6旋转，驱动找正装置2上的滚轮4同步向封头放置座1的中心移动；
6)待封头6与找正装置2上的红外线控制开关5接触、红外线控制开关5全亮时，电机停止，完成找正；
7)启动封头放置座1上的电磁吸盘8，固定封头6；
8)调节切边装置3对封头6进行切边。
本成型方法包括压型和找正切边两个步骤，其中压型的过程原理为：将下层压边圈11吊入液压机上，调好位置固定，然后将封头钢板12放在下层压边圈13之上，中心对齐，再将上层压边圈13通过凸出的固定部吊入四柱液压机置于封头钢板12之上，通过螺栓固定上层压边圈13的固定部，液压机先驱动上层压边圈13下压压紧封头钢板12，然后液压机驱动压头14下压，将封头钢板12压制成封头。
而找正切边的工作原理是封头6周边的三个安装有滚轮4的找正装置2驱动滚轮4同步向圆心方向等速运动，其中，滚轮4始终在一个圆弧线上，三个滚轮4均设置有红外线控制开关5，当三个滚轮4均碰触到封头6表面时，红外线控制开关5的灯全亮，此时同时自动关闭滚轮4的移动，封头6自动找正完成，然后开始割边。经过该种方式完成的700多件封头6，其椭圆度误差控制在±1.5mm内，压型样板间隙控制在2mm。
在本实施例中，下层压边圈11的上表面设有一圈凸台，上层压边圈13的下表面设有内外两圈凸台，两圈凸台之间设有与下层压边圈11上表面的凸台相匹配的凹槽。通过上层压边圈13和下层压边圈11的凸台与凹槽相配合，使封头钢板12压边部分先预压变形，使其比平面压边产生更大的压型阻力，以降低液压机的压边力，达到同样的压边效果，冷压压制约350*100cm的椭圆封头，仅需要压力机提供1600吨左右的压边力，不仅降低了设备的压力，而且实现了一次成型，大大提高了模具的使用寿命。
在本实施例中，上层压边圈下表面的两圈凸台中，内圈的凸台纵深大于外圈的凸台纵深，有利于防止封头钢板12在预压过程中的回弹，可产生更大的阻力，以降低液压机的压边力。
在本实施例中，下层压边圈和/或上层压边圈的凸台边缘圆滑且带有弧度，使封头钢板6的成型更为顺利，减小摩擦，不产生断裂断层或鼓包褶皱。
在本实施例中，下层压边圈上表面设置有环形凹槽，可存放润滑油或润滑剂，防止预压变形过程中因润滑油无法均匀带入压边装置凹槽中导致一片式封头钢板与凹槽摩擦力过大。
在本实施例中，找正装置2和切边装置3设置在封头放置座1的外沿，可向封头放置座1中心同步移动的滚轮4和红外线控制开关5安装在找正装置2上，滚轮4的中心可形成一个与封头放置座1同心的圆。
在本实施例中，封头放置座1上位于其边缘设置有三个用于支撑封头的万向球7，从而能够减少摩擦。
在本实施例中，封头放置座1上位于其边缘设置有三个用于吸附固定封头6的电磁吸盘8，当完成找正后，即可自动吸附固定，切边装置3即可开始切边工作。
在本实施例中，封头放置座1的滚轮4通过同一电机驱动而向封头放置座1的中心运动，其中，电机通过驱动同步轴9，便于将动力同步传递到找正装置2上，使所有滚轮4同步向封头6靠近。
在本实施例中，任一找正装置2上的滚轮4的数量为两个，且所有滚轮4的中心位于与封头放置座1的中心同心，当封头6的位置偏置较大时，首先会是其中找正装置2上的滚轮4与其接触，通过两个滚轮4使封头6的受力更加均匀。
进一步的，封头放置座上1设置有托起并带动封头6旋转的转盘10，通过边旋转边调整，封头6的椭圆度误差能调至最小。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种压力容器封头成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将下层压边圈吊入液压机上，安装固定；
2)将封头钢板放置于下层压边圈上，吊装与所述下层压边圈匹配的上层压边圈于所述封头钢板上，所述液压机驱动所述上层压边圈压紧所述封头钢板；
3)启动液压机压头对所述封头钢板进行压制，形成封头；
4)将所述封头吊装放置到封头放置座上；
5)启动封头放置座带动封头旋转，驱动找正装置上的滚轮同步向所述封头放置座的中心移动；
6)待所述封头与所述找正装置上的红外线控制开关接触、所述红外线控制开关全亮时，所述滚轮停止，完成找正；
7)启动封头放置座上的电磁吸盘，固定所述封头；
8)调节切边装置对所述封头进行切边；
其中，所述下层压边圈的上表面设有一圈凸台，所述上层压边圈的下表面设有内外两圈凸台，所述两圈凸台之间设有与下层压边圈上表面的凸台相匹配的凹槽；所述找正装置和切边装置设置在封头放置座的外沿，可向封头放置座中心同步移动的滚轮和红外线控制开关安装在所述找正装置上，所述滚轮的中心可形成一个与所述封头放置座中心同心的圆；所述封头放置座上位于其边缘均布有三个用于支撑所述封头的万向球，所述封头放置座上位于其边缘均布有三个用于吸附固定所述封头的电磁吸盘。
2.根据权利要求1所述的压力容器封头成型方法，其特征在于，所述上层压边圈下表面的两圈凸台中，内圈的凸台纵深大于外圈的凸台纵深。
3.根据权利要求1所述的压力容器封头成型方法，其特征在于，所述下层压边圈和/或上层压边圈的凸台边缘圆滑且带有弧度。
4.根据权利要求1所述的压力容器封头成型方法，其特征在于，所述下层压边圈上表面设置有环形凹槽。
5.根据权利要求1所述的压力容器封头成型方法，其特征在于，所述封头放置座的滚轮通过同一电机驱动而向所述封头放置座的中心运动。
6.根据权利要求1所述的压力容器封头成型方法，其特征在于，任一所述找正装置上的滚轮的数量为两个，且所有滚轮的中心位于与所述封头放置座的中心同心。
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