CN109175897B - 承压设备厚壁封头结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种承压设备厚壁封头结构的制造方法。消除了加工外表面以及坡度或过渡产生的外表面不连续的问题。主要工艺流程：钢板复验合格→毛坯下料→加热→热压封头→热处理→齐边→样板检查内球面形位尺寸→车加工环缝坡口4及内表面1、对坡口外表面轻微车加工修整→测厚。封头外表面光滑连续；内表面经过加工椭圆度减小，内坡口尺寸均匀；封头内外表面质量好。

Description

承压设备厚壁封头结构的制造方法

技术领域

本发明涉及锅炉、压力容器和核电设备等承压设备的厚壁封头的设计和制造领域，具体是一种承压设备厚壁封头结构的制造方法。

背景技术

长期以来，锅炉和压力容器、核电等承压设备热压成形的厚壁球形封头或椭圆封头等（简称封头），由于压制过程中存在减薄和增厚现象，成形后封头并不是等厚的，而且环缝坡口处的增厚都是分布在外表面，为保证封头环缝坡口厚度尺寸需要加工坡口外表面以及倾斜过渡，造成封头外表面产生不连续、不整齐，表面质量差，容易产生应力集中；而内表面由于没有增厚和加工余量以及封头椭圆度原因，内坡口尺寸不均、偏差过大，见图1a、图1b。导致承压设备制造企业厚壁封头设计结构和制造技术单一落后。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种承压设备厚壁封头结构的制造方法，将厚壁封头压制增厚分布在内表面、通过加工内表面达到封头内表面设计尺寸要求、减小椭圆度；消除了加工外表面以及坡度或过渡产生的外表面不连续导致的应力集中的问题 。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种承压设备厚壁封头结构的制造方法，其步骤如下，

一、钢板检验合格后，毛坯钢板下料并加热；

二、采用小于设计封头内径的冲压冲头对加热的毛坯钢板进行热压成型，并进行热处理，齐边；

三、检查成型封头内球面形位尺寸，车加工环缝坡口以及内表面增厚，并对坡口外表面进行车加工修整；内表面增厚2加工去除后得到封头5。

进一步的，

一、毛坯钢板选用厚度145mm，检验合格后下料并加热；

二、设计封头规格为SR1225×125，采用SR1200×145冲压冲头，对加热的毛坯钢板进行热压成型，并进行热处理，齐边；

三、检查成型封头内球面形位尺寸，车加工环缝坡口以及内表面增厚，并对坡口外表面进行车加工修整成型，内表面增厚2加工去除后得到封头5。

本发明的有益效果是：通过采用本发明的技术方案，将以往长期以来厚壁封头内表面不加工、压制增厚分布于封头外表面，环缝坡口外表面需要削薄及过渡、外表面不连续、不整齐，外表面质量差，容易产生应力集中等设计结构和制造方法单一落后的现状进行改进创新：将厚壁封头压制增厚分布在内表面、通过加工内表面达到封头内表面设计尺寸要求、减小椭圆度；消除了加工外表面以及坡度或过渡产生的外表面不连续的问题。

附图说明

图1a为传统常见球形厚壁封头结构示意图。

图1b为传统常见椭圆形厚壁封头结构示意图。

图2为本发明承压设备厚壁封头等厚结构制造方法示意图。

图3为传统压力容器封头结构示意图。

图4为压力容器球形封头等厚结构制造方法示意图。

图5a为封头钢板毛坯削薄过渡方案钢板压制前示意图。

图5b为封头钢板毛坯削薄过渡方案钢板压制后示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

图3某球形封头设计规格SR1225×125，为非标准封头， 125 mm为最小厚度，设计要求环缝坡口厚度135 mm、环缝坡口外径2720 mm；钢板毛坯选用厚度145mm。封头产品最小壁厚130 mm；由于压制增厚封头最大壁厚160 mm，大于要求环缝坡口厚度25 mm。

某封头以往采用整板热压、压制增厚分布封头外表面，采用SR1225×145冲压模具。压制后车加工环缝坡口和外表面及过渡。主要工艺流程：钢板复验合格→毛坯下料→加热→热压SR1225×145封头→热处理→齐边→样板检查内球面尺寸→车加工环缝坡口及外表面及过渡。

如图2所示，本实施例所涉及的一种承压设备厚壁封头结构的制造方法，其步骤如下，

一、钢板检验合格后，毛坯钢板下料并加热；

二、采用小于设计封头内径的冲压冲头对加热的毛坯钢板进行热压成型，并进行热处理，齐边；

三、检查成型封头钢板毛坯内表面3形位尺寸，车加工环缝坡口4以及钢板毛坯内表面3，并对封头环缝坡口外表面进行车加工修整，内表面增厚2加工去除后得到封头5。

实际压制成形的封头钢板毛坯内表面3半径尺寸需要根据各厚度尺寸数据计算得出；设计要求的封头内表面1半径尺寸大于实际压制成形的封头钢板毛坯内表面3半径尺寸；设计要求的封头内表面1宜采用数控车床加工、去除封头压制增厚2而得到；也可以对压制增厚2局部进行加工。

作为本发明的一个实施例，如图4所示，封头设计规格SR1225×125，为非标准封头， 125 mm为最小厚度，设计要求环缝坡口厚度135 mm、环缝坡口外径2720 mm；钢板毛坯选用厚度145mm；封头产品最小壁厚130 mm；由于压制增厚封头最大壁厚160 mm，大于要求环缝坡口厚度25 mm；将压制增厚分布在封头内表面，封头内表面按SR1200标准封头尺寸，采用SR1200×145冲压模具。

主要工艺流程：

一、毛坯钢板选用厚度145mm，检验合格后下料并加热；

二、设计封头规格为SR1225×125，采用SR1200×145冲压冲头，对加热的毛坯钢板进行热压成型，并进行热处理，齐边；

三、检查成型封头钢板毛坯内表面3形位尺寸，车加工环缝坡口4以及钢板毛坯内表面3，并对封头环缝坡口外表面进行车加工修整；

四、测厚检查，合格后得到内表面增厚2去处后的封头5。

采用本方法本方法今后加工的封头外表面光滑连续；内表面经过加工椭圆度减小，内坡口尺寸均匀；封头内外表面质量好。

作为本发明的一个实施例，如图5a、图5b所示、封头设计规格SR1225×125，为非标准封头， 125 mm为最小厚度，设计要求环缝坡口厚度135 mm、环缝坡口外径2720 mm；钢板毛坯选用厚度145mm；封头产品最小壁厚130 mm；由于压制增厚封头最大壁厚160 mm，大于要求环缝坡口厚度25 mm；在钢板毛坯表面车加工削薄过渡；压制封头内表面按SR1225，采用SR1225×122冲压模具（压制增厚到135mm）。压制后仅需要车加工环缝坡口，不需再加工内表面球面。主要工艺流程：钢板复验合格→毛坯下料→毛坯削薄过渡→加热→热压SR1225×122封头→热处理→齐边→样板检查内球面形位尺寸→车加工环缝坡口4；本实施例的方法封头外表面光滑连续、内外表面质量良好；但椭圆度没有得到改善；

具体的，以上设计和工艺创新对于常规产品并不需要花费过多的模具成本和加工费用，但产品质量明显提高，当需要在封头热压后加工封头内表面增厚时，封头冲压需要按实际压制成形的封头内表面3选用或制造冲压模具；当需要在封头热压前对压制增厚进行削薄时，可对封头钢板毛坯表面进行削薄过渡；厚壁封头有无拼接焊缝均可；厚壁封头等厚结构是指通过对冲压前钢板毛坯削薄加工或冲压后封头压制增厚进行加工，尽可能使封头成品各处壁厚趋于均等、更加符合设计尺寸要求、外观更加连续、设计和制造技术更加优化。为消除封头端部外表面椭圆度和压制偏斜，对环缝坡口外表面进行少量的机加修整效果更好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种承压设备厚壁封头结构的制造方法，其步骤如下，

钢板检验合格后，毛坯钢板下料并加热；

采用小于设计封头内径的冲压冲头对加热的毛坯钢板进行热压成型，并进行热处理，齐边；

检查成型封头钢板毛坯内表面（3）形位尺寸，车加工环缝坡口（4）以及钢板毛坯内表面（3），并对封头环缝坡口外表面进行车加工修整；内表面增厚（2）加工去除后得到封头（5）。

2.根据权利要求1所述的承压设备厚壁封头结构的制造方法，其步骤如下，

毛坯钢板选用厚度145mm，检验合格后下料并加热；

设计封头规格为SR1225×125，采用SR1200×145冲压冲头，对加热的毛坯钢板进行热压成型，并进行热处理，齐边；

检查成型封头钢板毛坯内表面（3）形位尺寸，车加工环缝坡口（4）以及钢板毛坯内表面（3），并对封头环缝坡口外表面进行车加工修整；

内表面增厚（2）加工去除后得到封头（5）。

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