I. definición básica y posicionamiento del producto
La cabeza elíptica de acero al carbono es un componente clave de presión del recipiente a presión fabricado con acero al carbono y con forma geométrica ovalada estándar. Está cerrado uno a uno en los extremos de contenedores, tanques de almacenamiento, reactores y tuberías de gran calibre que necesitan soportar presión interna o externa.
Como forma de cabeza ampliamente utilizada y estandarizada en la industria de recipientes a presión, la cabeza elíptica ha logrado un buen equilibrio entre las propiedades mecánicas, la utilización de materiales y los costos de fabricación. Su forma "elipsoide" se refiere específicamente a su bus de superficie interior y es una curva estándar compuesta por dos partes: una esfera elipsoide y un segmento de borde recto de una columna altamente fijo, en lugar de una simple elipsoide.
2. ventajas de la geometría estándar y la mecánica
La ventaja central de la cabeza ovalada de acero al carbono proviene de su meticuloso diseño geométrico estandarizado:
Excelente distribución del estrés: la curva de perfil longitudinal de su parte curvada es semielíptica. Esta forma hace que la distribución del estrés de la película delgada en la parte esférica de la cabeza se distribuya uniformemente bajo presión interna y la transición sea suave, evitando la existencia de zonas locales de alto estrés en el borde plegable de otras formas, como la mariposa. En teoría, su gran estrés se encuentra en la parte superior de la cabeza y los valores son controlables.
Segmento de borde recto estándar: todas las cabezas elípticas estándar tienen un borde recto de altura clara (generalmente 25 mm, 40 mm o según la norma). Este borde recto tiene dos funciones clave: primero, confirmar que la soldadura de Anillo Principal evita la zona de transición con forma geométrica repentina y tensión compleja, y organizar la soldadura en la sección recta del cilindro con tensión relativamente baja, lo que mejora en gran medida la seguridad y la bondad de la Junta de soldadura; En segundo lugar, es conveniente para el montaje preciso y neutralizante de la cabeza y el cilindro.
Parámetros estandarizados: sus dimensiones centrales - diámetro interior / diámetro exterior, escala total, altura del borde recto, espesor, etc., siguen estrictamente las normas nacionales (como GB / T 25198). Entre ellos, la relación entre el eje largo y el eje corto (es decir, la diferencia entre el diámetro y el doble de la escala) es el valor estándar, lo que confirma la previsibilidad del rendimiento y la intercambiabilidad del producto.
3. nivel de material básico
El "acero al carbono" cubre aquí una serie de aceros que satisfacen diferentes necesidades de resistencia y tenacidad:
Acero para recipientes a presión ordinarios - q245r: esta es una marca común. La letra "r" significa "contenedor". Controla estrictamente los elementos inútiles (s, p), tiene una excelente plasticidad, tenacidad y propiedades de flexión en frío, y es una opción económica para contenedores de media y baja presión.
Excelente acero al carbono - 20 (20 acero): la resistencia es ligeramente superior a la serie q235, con buenas propiedades mecánicas integrales y excelente soldabilidad. Se utiliza ampliamente en recipientes químicos y tapas de tuberías con temperaturas de trabajo entre - 20 ° C y 450 ° C y alta presión.
Acero para estructuras generales - q235b: adecuado para tanques de almacenamiento a presión atmosférica o baja y sin requisitos especiales para la resistencia al impacto, tanques de agua y otros contenedores no importantes. Su costo tiene ventajas.
Uso a alta temperatura: para ocasiones con temperaturas ligeramente más altas, se pueden usar materiales como 20G (acero para calderas), cuya resistencia a alta temperatura es más protectora.
La selección del material debe basarse estrictamente en la presión de diseño del recipiente, la temperatura de diseño, las características del medio y las especificaciones técnicas de Enron relacionadas.
IV. procesos clave de fabricación
Una cabeza elíptica de acero al carbono de excelente calidad debe pasar por un proceso de fabricación cuidadosamente controlado:
Corte y empalme: Corte de placa de acero de acuerdo con el tamaño calculado. Para las cabezas de gran calibre, puede ser necesario soldar varias placas de acero primero.
Formación de estampado en caliente (proceso principal): colocar la placa de acero calentada a la temperatura de forja entre los moldes superior e inferior de la gran prensa hidráulica, a través de uno o más estampados, para que se produzca una deformación plástica, y finalmente se ajuste a la cavidad del molde para formar un blanco de cabeza elíptica con bordes rectos. Este proceso requiere un control preciso de la temperatura, la velocidad y el tiempo de retención de presión.
Mecanizado de borde: hilar o tornear la cabeza formada, mecanizar con precisión la forma de ranura necesaria (como v, u) y la altura del borde recto, y confirmar la precisión de montaje de la soldadura con el cilindro.
Tratamiento térmico: para eliminar el enorme estrés interno y el endurecimiento del procesamiento generado durante el proceso de estampado y restaurar la resistencia plástica del material, es necesario realizar un recocido general sin estrés. Este es un proceso clave para proteger la estabilidad del tamaño de la cabeza y la seguridad del uso.
Pruebas no destructivas y pruebas de tamaño: 90% de pruebas radiológicas o ultrasónicas de soldadura de empalme. La precisión dimensional de la cabeza del producto terminado se mide en muchos aspectos (incluyendo diámetro, espesor, redondez, altura del borde recto, etc.) e inspección de la calidad de la superficie.
V. principales formas de conexión
Conexión de soldadura a tope: esta es la forma adecuada de conexión dominante. El extremo recto de la cabeza de sellado se procesa con una ranura estándar para realizar una soldadura de acoplamiento de penetración completa con el puerto del cilindro del equipo. Después de la soldadura, se aprueba la prueba no destructiva, formando una fuerte conexión a largo plazo con el material base, y la estanqueidad y la capacidad de presión son buenas.
Conexión de brida: la cabeza de sellado en sí se solda a un anillo de brida para formar una "cabeza de sellado con brida", y luego se conecta a la brida emparejada a través de pernos. Este método facilita la apertura, limpieza o mantenimiento de los contenedores, y es común en las tapas de agujeros humanos, tapas de agujeros de manos o dispositivos de apertura rápida que requieren apertura y cierre frecuentes.
VI. industrias básicas de aplicaciones
Las cabezas elípticas de acero al carbono son la piedra angular de la industria básica y están casi en todas partes:
Productos Químicos y farmacéuticos: tapas superiores e inferiores de varios reactores, tanques de mezcla, tanques de almacenamiento de líquidos, separadores y secadores.
Alimentos y elaboración de cerveza: fermentador, tanque de almacenamiento de azúcar, tanque de ingredientes, específicamente la olla principal real.
Energía y protección del medio ambiente: tambor de caldera, desoxidante, intercambiador de calor, torre de desulfuración de gases de combustión, tanque de almacenamiento de biogás.
Almacenamiento y transporte de petróleo: tanques de almacenamiento de petróleo horizontales y verticales, tanques de amortiguación, separadores de agua.
Suministro de agua y calefacción: tanques de expansión, tanques de presión constante y grandes tanques de agua caliente para sistemas de calefacción urbana.