大型椭圆形封头存在问题及研究意义

     随着过程设备制造的大型化，大型椭圆形封头的制造问题迫切需要解决。然而大型封头的整体冲压存在很多弊端。需要吨位大、工作台面宽的大型水压机；大型模具的生产周期长，耗费材料多，造价高。即使采用分瓣冲压，也由于瓣片组焊工作量大，耗费时间较长，并且不容易保证质量。而且大型封头往往都是单件生产，为此制作大型模具，生产成本太高。因此，大型封头适宜采用旋压法制造。旋压法与冲压法相比有以下优点：

    (1)从制造设备上来讲，制造同样大小的椭圆形封头，旋压机跟冲压机相比在重量上要轻2-3倍；

    (2)旋压所需要的模具比冲压模具简单且成本低；

    (3)旋压法不受模具大小限制，可以制造不同尺寸及形状的封头；

    (4)冲压大型薄壁椭圆形封头时产生的褶皱及翻边问题也可以通过旋压方法解决。

    在本课题提出之前已对对杭氧、宜兴力瑞等几家国内大型的封头厂家进行调研，结果发现封头制造商在大型压力容器封头的设计中还存在二些疑惑，在制造、检测环节中“还存一些问题，问题如下：

    目前很多封头生产厂家使用冷旋压技术生产一种近似椭圆形封头来代替冲压法生产的标准椭圆形封头。从制造的角度来看，使用旋压法生产的近似椭圆形封头实质上是各种类型的磉形封头（先在冲压机上打鼓然后在旋压机上翻边），由于对封头的应力计算、强度和稳定性分析、设计方法和设计公式的来源、形状和尺寸允差的制订等尚存在一系列认识上的问题，以致在冷旋压封头的使用上存在诸多顾虑或随心所欲。例如，设计人员在图纸上标明是标准椭圆形封头，但制造厂却采用由冷旋压生产的近似椭圆形封头。其中制造厂也有和设计单位联系，要求修改图纸，按近似椭圆形封头（或标准碟形封头）的计算公式重新确定厚度的，也有不作任何分析 将近似椭圆形封头代替标准椭圆形封头的。标准碟形封头能否 的替代同材质、同壁厚的标准椭圆形封头不仅涉及到能否为压力容器设计、制造等方面带来方便的问题，而且还涉及能否 大限度的发挥国内已有的旋压设备生产能力的问题，这一问题的解决，可以节约大量资金，减少资源浪费。从而创造可观的经济与社会效益。

    椭圆形封头加工成型后要进行规定的形状偏差检测，GB150_2011中规定，形状偏差的测量要使用弦长不小于3/4的内测量板进行测量，并规定封头 形状偏差不得大于l.25%Di。对于不同尺寸的封头，需要不同的测量样板，因此封头厂家需要制作大量形状尺寸各异的封头内测量板。对于内径很大的椭圆形封头进行测量，有时需要很多人来移动巨大的测量板，耗费了、人量的人力物力，并且火尺寸的内测量板本身容易产生变形，这样 很难保证封头形状偏差的测量精度。对于大规模生产和使用封头的厂家，提高封头形状偏差的检验效率将有助于提高企业的生产效率。

    碟形封头是由半径为尼的球面部分和半径为，的过渡段转角部分组成，由于在过渡区域存在曲率不连续，并且边沿处有较大的周向压应力，所以封头的强度和稳定性都大大降低。国内外标准提出了各种碟形封头的尺寸参数，对Ri、r与Di的比值做了相应的规定，其强度、稳定性以及加工制造性能也各有侧重。 设计出一种强度和稳定性都 的碟形封头形状，将会使碟形封头的使用 为 。

    本研究课题从强度和稳定性两个方面确定碟形封头替代标准椭圆形封头的判据，以提高旋压设备的利用率，降低生产成本；设计一种通用的激光封头检测仪替代各种型号的测量板，节约资源，提高封头企业的生产效率； 设计一种兼顾强度和稳定的新型碟形封头，提高碟形封头的性能。