大直徑壓力容器管板的加工

    科技縱橫

    作者：楊微　朱豐

    摘 要：我國化工行業趨向大規模發展，就要求壓力容器製造得更大、更厚，因此壓力容器管板的直徑和厚度越來越大。如何充分利用現有設備加工大直徑管板，通過實踐摸索出一套獨特的加工方法。

    關鍵詞：壓力容器 大直徑管板 導向模板加工

    壓力容器管板是壓力容器重要部件，根據管板結構的特點，它直接影響著管箱的承壓能力。它的變形情況及應力分析對整個箱管結構的應力分析起著決定性的作用。此次加工的管板特點就是大直徑。管板坯料為餅型複合層堆焊鍛件。直徑為3.594m，厚度為89mm，重量達7.5t，進廠時已經完成車削工序，因此隻需要進行鑽孔工序即可。但未找到能夠加工如此大工件的龍門式鑽床，隻有一台6080型搖臂鑽床，管板坯料（以下簡稱坯料）的直徑超出搖臂長度。無法一次加工出全部管孔。

    1創建有限元模型

    本文選用一種U型管式的壓力容器來建模，管板材料選用20MuMo鍛件。球冠形封頭材料Q345R，材料的彈性模量E=20E+05MPa.泊鬆比為03，密度為7.8t/m3，設計壓力P=31.4MPa，許用應力為196MPa。在壓力容器的應力的分析中，壓力容器部件設計關心的是應力沿壁厚的分布規律及其大小，可采用沿壁厚方向的校核線代替校核麵。另外由於壓力容器是軸對稱結構，所以可選其一半結構來建模。為了節省時間和存儲空間，而又不影響分析結果，根據其結構，略去一些細節。其中管孔對於管板強度的削弱，可以采用有效彈性模量E1和有效泊鬆比V1的概念將管板折算為同厚度的當量無孔圓平板，因此管板區域分為兩大部分，1區按等效圓板來處理，而2區按實際悄況處理。

    2加工工藝和方法