橢圓封頭是通過旋轉(zhuǎn)的圓球面以及圓筒直段兩部分組合而成的封頭。在橢圓封頭中,使用封頭可以將其焊接在管子上,并作為一個末端來使用。并且橢圓封頭還可以應(yīng)用在壓力容器上,并在上下部都有。橢圓封頭的綜合性非常好,并在壓力容器中得到廣泛的應(yīng)用。
橢圓封頭在熱應(yīng)力的作用下,由于表層開始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當(dāng)冷卻結(jié)束時,由于心部后冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在熱應(yīng)力的作用下終使工件表層受壓而心部受拉。這種現(xiàn)象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時,因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先后相變,造成體積長大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。
橢圓封頭在加熱和冷卻過程中,表層和心部的冷卻速度和時間的不一致,形成溫差,導(dǎo)致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力,即熱應(yīng)力。橢圓封頭冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷卻過程中在熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形愈大,后形成的殘余應(yīng)力就愈大。
橢圓封頭在使用中,它的材質(zhì)有碳鋼、合金鋼以及不銹鋼之分。并且橢圓封頭在食品、航天航空、石油、電子、機(jī)械、化工、、以及輕紡和建筑等行業(yè)中得到應(yīng)用。橢圓封頭在使用中,它的使用壽命更長。
大型橢圓封頭拉伸成形厚度用二維剛塑性有限元軟件DEFORM-2D對底部帶柱形支撐臺的大型厚壁橢圓形封頭的熱拉伸工藝進(jìn)行模擬,研究了拉伸過程中板坯變形特點(diǎn),并預(yù)測出其成型缺陷,在與橢圓封頭短軸成37°~67°范圍內(nèi)存在"不貼模"現(xiàn)象,分析了產(chǎn)生該缺陷的原因和影響因素。在此基礎(chǔ)上定量研究了板坯削邊值、凹模帶等參數(shù)對缺陷的影響,確定了合理的工。
隨著大型石油、化工裝備國產(chǎn)化工作的日益進(jìn)展,我國自行設(shè)計制造的大直徑(①2400)。大壁厚(670)壓力容器越來越多。由于設(shè)備條件的限制,一些球型、橢圓型封頭往往不能整體壓制成形,需采取分瓣沖壓拼焊的方法。對于這類封頭的瓜瓣拼焊,下面看一下橢圓封頭電渣焊拼接時佳焊接位置的計算機(jī)輔助。
在分析橢圓封頭及絲極電渣焊工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立了用于解決橢圓封頭瓜瓣絲極電渣焊拼接的數(shù)學(xué)模型。開發(fā)了計算佳焊接位置和工件運(yùn)動情況的計算機(jī)軟件。根據(jù)計算結(jié)果,討論了橢圓封頭瓜瓣絲極電渣拼焊工藝的可行性,并將計算結(jié)果用于指導(dǎo)生產(chǎn)。