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大型球罐,不銹鋼空心球,建筑裝飾球是典型的大型封閉殼體,具有受力均勻、承壓高、用料省、重量輕和外形美觀等優(yōu)點(diǎn),在石油、化工、冶金、液化氣存儲(chǔ)、造紙和建筑等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展,對(duì)于大型鋼結(jié)構(gòu)球形容器的需求逐漸增多。 傳統(tǒng)建球技術(shù)是將模壓球瓣進(jìn)行組裝焊接,其工序決定了該建球技術(shù)存在如下問題:工序繁多,成形精度低,模壓過程起皺難以避免,雙曲率殼體組焊困難,制造周期長(zhǎng);先成形,后焊接,焊接變形殘留在產(chǎn)品上,無法消除;組裝精度難以保證,現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制裝配組焊,影響焊接質(zhì)量和形狀;需要大型壓力機(jī)和大型模具,制造成本高,不適于產(chǎn)品變更的需要。
由于傳統(tǒng)制造技術(shù)的局限性,其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為:小厚度與直徑的比值(t/D)僅為8/1000,無法制造小于等于1/1000的超薄球形殼體;很難制造橢球等曲率有變化的容器,因?yàn)椴煌实姆职陮⑿枰煌哪>哌M(jìn)行模壓,成本急劇提高。 大型封閉殼體內(nèi)壓成形技術(shù),突破傳統(tǒng)制造技術(shù)的局限性,擺脫了對(duì)大型壓力機(jī)和大型模具的依賴,其主要工序?yàn)椋合铝?彎卷-組裝焊接-液壓脹形。
應(yīng)用該技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)無模具和壓力機(jī)制造大型球形容器,還可實(shí)現(xiàn)超薄球形容器的制造,因而也適用于制造各種建筑裝飾球體和藝術(shù)造型球體。 此外,由于橢球形殼體外形美觀、穩(wěn)定性好,常常被用作通訊發(fā)射塔上的裝飾物,管路彎頭在石油化工及水利建設(shè)等行業(yè)也有廣泛應(yīng)用。近年來內(nèi)壓成形技術(shù)已為橢球等變曲率殼體以及管路彎頭等的制造開辟了新路。 大型封閉殼體內(nèi)壓成形技術(shù)解決了以下關(guān)鍵問題:球殼脹形前殼體與瓣片的CAD技術(shù)及厚度控制技術(shù);成形壓力的計(jì)算及脹形過程數(shù)值模擬及缺陷預(yù)報(bào);內(nèi)壓成形過程焊接接頭開裂預(yù)防措施、新型焊接接頭設(shè)計(jì)及焊接新工藝。
制球方法由以往的模具壓瓣,改為利用封閉殼體中自相平衡的液體壓力施加成形載荷,實(shí)現(xiàn)不用模具、不用壓力機(jī)的成形。改變傳統(tǒng)制球工序的“先成形后焊接”為“先焊接后成形”,避免了成形后的大型球瓣組焊的難點(diǎn)和焊后變形的缺陷。 在容器制造觀念上提出焊后容器經(jīng)受少量塑性變形有利于提高強(qiáng)度的思想,突破了傳統(tǒng)觀念中壓力容器焊接之后不能再進(jìn)行塑性變形的成規(guī)。改變傳統(tǒng)工藝由部分球面(瓣片)拼合成整體球殼的思路,采用接近球殼的多面殼體(非球殼)在壓力增大的過程中逐漸逼近球殼,即由非球殼體一次整體成球的思路。