CN110039257A - 一种安全压力容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于压力容器制造技术领域，尤其涉及一种安全压力容器的制造方法。一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态；注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出；加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；压力试验，对成品压力容器内分别注入至少5种不同压力的空气进行抗压测试。本发明提供了一种一体成型、防锈、防腐蚀的安全压力容器的制造方法。
Description
技术领域
本发明属于压力容器制造技术领域，尤其涉及一种安全压力容器的制造方法。
背景技术
压力容器是一种能够承受压力的密闭容器。压力容器的用途极为广泛，它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。其中以在化学工业与石油化学工业中用最多，仅在石油化学工业中应用的压力容器就占全部压力容器总数的 50％左右。压力容器在化工与石油化工领城,主要用于传热、传质、反应等工艺过程，以及贮存、运输有压力的气体或液化气体；在其他工业与民用领域亦有广泛的应用，如空气压缩机。各类专用压缩机及制冷压缩机的辅机(冷却器、缓冲器、油水分离器、贮气罐、蒸发器、液体冷陈剂贮罐等)均属压力容器。
传统的压力容器制造都需要经过焊接，如中国专利CN108906930A 公开的技术内容：
一种压力容器的制造方法，该方法包括以下步骤：
S1，将板材利用切板机进行切割成板状；
S2,将S1中获得的板材放在卷板机中卷制成螺旋形结构；
S3，将S2中制得的板材的首尾采用埋弧焊焊接在一起；
S4，将S3中制得的压力容器的两端利用钢板焊接密封；
S5，将S4中制得的压力容器运至下一道工序；
本方法采用的卷板机包括固定架，所述固定架为U形结构，所述固定架上设有用于对不同厚度的板材进行限位的两个液压结构，两个所述液压结构均包括传动块和液压杆，两个用于驱动的所述液压杆对称设于所述固定架的顶端，所述液压杆连接于所述传动块，用于传动的所述传动块与所述固定架之间滑动连接；所述固定架上设有用于驱动板材运动的卷板结构，所述卷板结构包括第一卷板辊、第二卷板辊、导向轴、连接轴、电机、两个驱动轮和第一皮带，用于导向的所述导向轴贯穿连接于所述传动块与所述第一卷板辊，圆柱体结构的用于驱动的所述第一卷板辊通过所述导向轴与所述传动块之间转动连接，用于传动的圆柱体结构的所述连接轴贯穿连接于所述固定架与用于驱动板材的所述第二卷板辊，所述第二卷板辊与所述第一卷板辊一一对应，所述电机固定于所述固定架，一个所述驱动轮卡合于所述连接轴，另一个所述驱动轮卡合于所述电机，且所述第一皮带缠绕于两个所述驱动轮；所述第二卷板辊与用于固定板材的桌板一一对应固定于所述固定架；所述固定架上设有用于卷板调节弧度的导向结构，所述导向结构包括滑块、导向辊和转轴，用于调节弧度的矩形结构的所述滑块与所述固定架之间滑动连接，所述滑块设有两个，两个所述滑块对称设置，所述转轴贯穿连接于所述滑块与用于导向卷板的所述导向辊，所述导向辊与所述滑块之间转动连接，且圆柱体结构的所述导向辊与所述第二卷板辊的长度相同，所述导向辊与所述第二卷板辊平行设置；所述滑块连接于用于驱动的驱动结构，且所述驱动结构固定于所述固定架。
虽然上述技术方案将传统的焊接工艺进行了改进，采用焊接质量较好的埋弧焊进行焊接，可避免焊接缺陷的产生，但是安全容器的罐体上仍存在焊接缝，仍存在焊接缝漏气、断裂等安全隐患。同时，压力容器长时间接触外界空气容易产生腐蚀，腐蚀后的压力容器也易发生漏气、炸罐等危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种一体成型、防锈、防腐蚀的安全压力容器的制造方法。为此，本发明采用以下技术方案：
一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入至少5种不同压力的空气进行抗压测试。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
进一步地，所述步骤A中的铝合金加热温度为720℃-730℃。
进一步地，所述步骤B中压力容器模具采用风冷淬火的方式进行一道冷却，所述风冷淬火的时间为3-5分钟。
进一步地，所述步骤B中压力容器模具采用水冷淬火的方式进行一道冷却，所述水冷淬火的时间为3-5分钟。
进一步地，步骤D中压力容器模胚于防锈液中的静置时间为 1.5-3小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干24-36小时。
进一步地，所述步骤E中加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处。
进一步地，所述步骤F的压力试验中，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
进一步地，所述压力容器的可承载压力为10-12MPa。
进一步地，所述压力容器可充装氧气。
本发明的优点是：在传统压力容器的生产工艺基础上进行了改进，将传统的焊接方式替换成一体成型的技术来制造压力容器，在保证原有的压力容器存储性的基础上，通过一体成型和防锈、防腐蚀的工艺极大地增加了压力容器的安全性，减少了传统压力容器焊接处或受腐蚀处易漏气、易发生炸罐的风险，从而提高了压力容器的使用寿命。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。
本实施例中，采用合金牌号为7075的铝合金，其各化学成分的组分为：硅0.236、铁0.5、铜1.2-2.0、锰0.3、镁2.1-2.9、铬0.18-0.28、锌5.1-6.1、钛0.2、铝余量；防锈液可采用嘉实多4175型号的水溶性防锈剂。
实施例一，一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态，其中，铝合金加热温度为720℃℃；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；其中，压力容器模具采用风冷淬火的方式进行一道冷却，所述风冷淬火的时间为3分钟；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出，其中，压力容器模胚于防锈液中的静置时间为1.5小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干24小时；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；其中，加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、 11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
实施例二，一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态，其中，铝合金加热温度为720℃℃；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；其中，压力容器模具采用水冷淬火的方式进行一道冷却，所述水冷淬火的时间为3分钟；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出，其中，压力容器模胚于防锈液中的静置时间为1.5小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干24小时；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；其中，加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、 11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
实施例三，一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态，其中，铝合金加热温度为730℃；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；其中，压力容器模具采用风冷淬火的方式进行一道冷却，所述风冷淬火的时间为5分钟；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出，其中，压力容器模胚于防锈液中的静置时间为3小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干36小时；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；其中，加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、 11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
实施例四，一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态，其中，铝合金加热温度为730℃；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；其中，压力容器模具采用水冷淬火的方式进行一道冷却，所述水冷淬火的时间为5分钟；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出，其中，压力容器模胚于防锈液中的静置时间为3小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干36小时；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；其中，加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、 11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
实施例五，一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态，其中，铝合金加热温度为725℃；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；其中，压力容器模具采用风冷淬火的方式进行一道冷却，所述风冷淬火的时间为4分钟；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出，其中，压力容器模胚于防锈液中的静置时间为2小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干30小时；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；其中，加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、 11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
实施例六，一种安全压力容器的制造方法，包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态，其中，铝合金加热温度为725℃；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；其中，压力容器模具采用水冷淬火的方式进行一道冷却，所述水冷淬火的时间为4分钟；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出，其中，压力容器模胚于防锈液中的静置时间为2小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干30小时；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；其中，加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、 11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
对比例，一种压力容器的制造方法，该方法包括以下步骤：
S1，将板材利用切板机进行切割成板状；
S2，将S1中获得的板材放在卷板机中卷制成螺旋形结构；
S3，将S2中制得的板材的首尾采用埋弧焊焊接在一起；
S4，将S3中制得的压力容器的两端利用钢板焊接密封；
S5，将S4中制得的压力容器运至下一道工序。
根据实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六和对比例，分别制得样品A、样品B、样品C、样品D、样品E、样品F和样品G各5件，分别于安全室内进行罐体抗压极限测试，以罐体爆炸或漏气时的罐体内压力值为测试结果，试验结果如下(每种样品取平均值，单位为MPa)：
| 样品A | 样品B | 样品C | 样品D | 样品E | 样品F | 样品G | |
| 极限值 | 11.98 | 12.01 | 12.04 | 12.11 | 12.34 | 12.37 | 12.10 |
由上表可知，七组样品中样品E和F的抗压极限值最高，其次为样品C、样品D和样品G，效果最差的为样品A和样品B。但是由于本实验是测试机限值且单位较大，样品E和样品F的极限值结果与普通焊接的压力容器相比均已较为优异。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
Claims (9)
1.一种安全压力容器的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
A.原材料加热熔融，将铝合金原材料投入加热炉中加热至液态；
B.注模及脱模，将液态的铝合金溶液注入耐高温的压力容器模具中，并在压力容器模具进行冷却后，将成型的压力容器模胚从压力容器模具中脱离；
C.切割及打磨，将压力容器模胚进行边角料的切割，以及对压力容器模胚的内外表面进行打磨处理；
D.除锈及覆膜，将处理后的压力容器模胚完全浸没于防锈液中静置后取出；
E.加盖及密封，将加工成型的盖体与压力容器模胚通过转销进行转动连接，并在盖体的开口处内嵌密封圈；
F.压力试验，对成品压力容器内分别注入至少5种不同压力的空气进行抗压测试。
2.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述步骤A中的铝合金加热温度为720℃-730℃。
3.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述步骤B中压力容器模具采用风冷淬火的方式进行一道冷却，所述风冷淬火的时间为3-5分钟。
4.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述步骤B中压力容器模具采用水冷淬火的方式进行一道冷却，所述水冷淬火的时间为3-5分钟。
5.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于步骤D中压力容器模胚于防锈液中的静置时间为1.5-3小时，静置完成后将压力容器模胚取出并自然风干24-36小时。
6.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述步骤E中加工成型的盖体下部开口处的孔径大于压力容器的上开口孔径，所述盖体将压力容器的上开口包覆其内，所述密封圈内嵌于盖体的下部开口处。
7.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述步骤F的压力试验中，对成品压力容器内分别注入压力为10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa的空气进行抗压测试。
8.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述压力容器的可承载压力为10-12MPa。
9.根据权利要求1所述的一种安全压力容器的制造方法，其特征在于所述压力容器可充装氧气。
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