Stress-geïnduceerde vervorming en preventie
1. Vervorming veroorzaakt door vlamsnijden
(1) Shell-secties: Wanneer de randen van korte shell-secties met een vlam- worden gesneden voor vaten met een grote- diameter (waarbij het ruwe materiaal relatief lang en smal is), zijn de snijranden aan de uiteinden gevoelig voor vervorming. Dit komt doordat de hoge snijwarmte ervoor zorgt dat de bewerkte rand bij afkoeling samentrekt, waardoor de oorspronkelijk rechte rand in een gebogen rand verandert. Als gevolg hiervan liggen de uiteinden, nadat het schaalgedeelte tot een cilinder is gerold, niet langer in hetzelfde horizontale vlak; Als de resulterende maatfout aanzienlijk is, voldoet deze mogelijk niet aan de vereisten voor passen en lassen. Methoden zoals symmetrisch snijden of mechanisch bewerken moeten worden toegepast om dergelijke vervorming te voorkomen.
(2) Koppen: Nadat het ruwe materiaal voor een gevormde kop met een vlam- op maat is gesneden, ondergaat de omtrek van de opening krimp, wat resulteert in een verkleining van de diameter van de kop. In ernstige gevallen kan het zijn dat de diameter van de kop na krimp niet voldoet aan de gespecificeerde maatvereisten. Bij het bewerken van de opening van een integraal gevormde kop met behulp van vlamsnijden, moet het ontwerp van de vormmatrijs rekening houden met de verwachte krimp na het snijden. Als bij gesegmenteerde koppen (samengesteld uit meerdere bloemblaadjes) gebruik wordt gemaakt van vlamsnijden om de randen te bewerken, moet de diameter van de kop tijdens het passen iets worden vergroot- om de krimp te compenseren die door het snijden wordt veroorzaakt. Als alternatief kunnen mechanische bewerkingsmethoden worden gebruikt om vervorming te voorkomen.
(3) Bewerking van plano's (voornamelijk stalen plaatplano's): Deze plano's worden doorgaans gebruikt voor de vervaardiging van grote flenzen, afdichtingsringen en soortgelijke componenten voor drukvaten. Na het vlamsnijden kunnen ongelijkmatige thermische uitzetting en samentrekking binnen de stalen plaat ervoor zorgen dat het oppervlak van de plano kromgetrokken of oneffen wordt. In ernstige gevallen kan dit resulteren in onvoldoende bewerkingsruimte op het oppervlak van de plano. De blanco stalen plaat moet na het snijden worden afgevlakt en rechtgetrokken; voor moeilijk te richten plano's moet de bewerkingstoeslag dienovereenkomstig worden verhoogd.
2. Vervorming veroorzaakt door machinale instabiliteit
Vervorming veroorzaakt door machinale instabiliteit treedt doorgaans op bij het snijden van grote openingen (zoals toegangspoorten of mangaten) in reeds gevormde koppen of schaaldelen. Omdat de structurele stabiliteit van de openingszone-en het omliggende gebied- in gevaar komt, kan de schaal of het onderdeel plaatselijke vervorming ondergaan. Het is raadzaam om waar mogelijk te voorkomen dat grote openingen rechtstreeks in individuele schaaldelen of koppen worden gesneden; in plaats daarvan moeten, afhankelijk van de specifieke situatie, de schaalcomponenten worden samengevoegd tot een grotere sub-constructie of een compleet vat voordat de grote openingen worden uitgesneden. Voordat een grote opening wordt gesneden, moet de aangewezen openingszone worden versterkt met behulp van verstijvingsribben of platen die strak tegen het schaaloppervlak worden geklemd. Deze tijdelijke verstevigingen moeten op hun plaats blijven totdat het mondstuk is ingelast en de schaalconstructie zijn algehele stabiliteit heeft herwonnen. Op dat moment kunnen de verstevigingsplaten worden verwijderd.
3. Vervorming door lassen
De lasprocedure omvat de technische vereisten en operationele voorschriften voor het lassen van schepen. Het omvat de specifieke toegepaste lasmethode, lasvoorbereiding (groefontwerp), elektrodetype en diameter, lasparameters, lasvolgorde, aantal laslagen, voor- en post- lasbehandelingen, omgevingseisen voor het lassen, evenals maatregelen voor het voorkomen en tegengaan van vervorming. De lasprocedure moet een formeel kwalificatieproces ondergaan en met succes doorstaan; bovendien is tijdens daadwerkelijke laswerkzaamheden strikte naleving van deze procedurevereisten verplicht.
Op basis van de specifieke lasomstandigheden en het lasvolume voor drukvaten en grootschalige componenten- wordt een voorlopige analyse uitgevoerd om de omvang en het patroon van de verwachte lasvervorming te voorspellen. Vervolgens worden gerichte beheersmaatregelen geformuleerd, waaronder:
(1) Voor grote drukvaten met meerdere lasgangen-zoals bolvormige vaten-moeten de verschillende secties eerst worden samengevoegd en samengevoegd tot een complete eenheid voordat het lassen begint. Laswerkzaamheden moeten symmetrisch en strikt in overeenstemming met de voorgeschreven lasvolgorde worden uitgevoerd.
(2) Voor grote componenten met meerdere lasgangen-zoals koppen van het type samengestelde bloemblaadjes- of schaalovergangssecties samengesteld uit individuele bloemblaadjes-moeten, naast het voldoen aan de bovengenoemde vereisten, gespecialiseerde "C--klem"-bevestigingen op de laslocatie worden geïnstalleerd om een stevige bevestiging te bieden.
(3) Voor drukvaten met een aanzienlijke lengte die uit meerdere cilindrische delen (blikken) zijn samengesteld, moeten de afmetingen van deze delen worden gesneden met voldoende ruimte voor de te verwachten laskrimp; dit zorgt ervoor dat de afgewerkte schaal niet korter wordt dan gespecificeerd nadat het lassen is voltooid.
(4) Voor drukvaten-vooral die met complexe structurele ontwerpen-moet het assemblageproces een logische volgorde volgen, en passende maatregelen om lasvervorming te voorkomen moeten worden geïmplementeerd om ervoor te zorgen dat het vat zijn beoogde vorm behoudt gedurende het hele productieproces.
(5) Maatregelen tegen-vervorming: Op basis van praktische ervaring of technische berekeningen wordt een opzettelijke "tegen-vervorming" (pre-vervorming) op het werkstuk toegepast in een richting tegengesteld aan die van de verwachte lasvervorming. De omvang van deze pre-vervorming wordt zodanig berekend dat deze nauwkeurig wordt gecompenseerd door de daaropvolgende lasvervorming. Specifieke implementatiemethoden zijn onder meer: bij het raken van de boog aan de uiteinden van de longitudinale stootverbindingen op drukvatschalen wordt een specifieke tolerantie voor tegenvervorming vastgesteld in de richting tegengesteld aan de richting waar lasvervorming naar verwachting zal optreden; Op dezelfde manier zijn voor koppen en overgangssecties van het composietbloemblaadje- de afmetingen van de vormmatrijzen of mallen ontworpen om de noodzakelijke tegenvervorming -te compenseren om de effecten van lasvervorming te compenseren.
4. Preventieve maatregelen tegen vervorming door warmtebehandeling
(1) Warmtebehandelingsovens moeten strikt voldoen aan de relevante code- en standaardvereisten. De temperatuur in de oven moet uniform zijn en nauwkeurig worden gecontroleerd. Firewalls of schotten moeten in de buurt van de vlambranders op de ovenwanden worden geïnstalleerd om direct contact-of zelfs dichte nabijheid-tussen de open vlam en de componenten die een warmtebehandeling ondergaan te voorkomen.
(2) Wanneer drukvaten van aanzienlijke lengte in de oven worden geladen voor warmtebehandeling, moeten tijdelijke steunblokken of armaturen worden toegevoegd om voldoende ondersteuning te bieden. Het aantal benodigde dergelijke steunen moet worden bepaald op basis van de specifieke afmetingen en geometrie van het betreffende vaartuig. (3) Schalen met een relatief grote diameter en dunne wanddikte moeten in het algemeen interne versterking ondergaan.
(4) Voor drukvaten die in secties zijn geprefabriceerd, moeten versterkende steunen worden geïnstalleerd op de sectie-interfaces.
(5) Onderdelen van drukvaten die gevoelig zijn voor instabiliteit onder hoge- temperatuuromstandigheden moeten ook worden versterkt en verstevigd waar nodig, op basis van specifieke omstandigheden.
Vervorming veroorzaakt door verwerkingsfouten
1. Vervorming veroorzaakt door snijfouten
Onnauwkeurige snijafmetingen hebben tot gevolg dat de vorm van het gevormde onderdeel afwijkt buiten de door relevante normen gespecificeerde grenzen. Onnauwkeurige snijafmetingen worden voornamelijk veroorzaakt door fouten in de berekening of bij het voorbereiden van sjablonen op volledige- schaal. Naast het verbeteren van de technische vaardigheid van het snijpersoneel moet er een systeem voor het verifiëren van de snijafmetingen worden geïmplementeerd, en moet -waar mogelijk- computersoftware worden gebruikt om de snijafmetingen te beheren en te controleren.
2. Vervorming veroorzaakt door vormfouten
Vervorming van onderdelen van het drukvat tijdens het vormingsproces kan optreden als gevolg van onjuiste bediening of het gebruik van niet-standaard mallen. Voor warm-gevormde koppen bestaan er specifieke eisen met betrekking tot de ontvormtemperatuur; voortijdig uit de vorm halen terwijl de temperatuur hoog blijft, kan leiden tot aanzienlijke krimp van de kop, waardoor de geometrische afmetingen in ernstige gevallen mogelijk de standaardtoleranties overschrijden. Componenten die zijn gevormd door mechanisch rollen of persen kunnen ook vervorming ondergaan als gevolg van onjuiste bedieningstechnieken. Bovendien kan een ontoereikend of foutief matrijsontwerp ertoe leiden dat de geometrische afmetingen van de gevormde drukvatcomponenten niet aan de gespecificeerde eisen voldoen. De primaire preventieve maatregelen omvatten:
(1) Vormwerkzaamheden moeten worden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de voorgeschreven technische procesvereisten.
(2) Er moeten inspectiesjablonen worden gebruikt om de vorm van de verwerkte componenten strikt te controleren.
(3) Het matrijsontwerp moet gebaseerd zijn op de theoretische afmetingen en vorm van het onderdeel, waarbij volledig rekening moet worden gehouden met de maatveranderingen die optreden zowel tijdens als na het vormingsproces. In het bijzonder moeten koud-vormvormen rekening houden met de terugvering van het gevormde onderdeel, terwijl warm-vormvormen rekening moeten houden met de krimp van het onderdeel bij afkoeling.
3. Vervorming veroorzaakt door montagefouten
Vervorming die optreedt tijdens de montage van drukvatschalen-als gevolg van overmatige verkeerde uitlijning (mismatch) bij verbindingen of afwijkingen in de rechtheid-wordt aangeduid als montagevervorming. Preventieve maatregelen omvatten:
(1) Tijdens de montage van de schaal moeten positioneringsbevestigingen worden gebruikt. Voor schalen met een relatief grote diameter en dunne wanddikte moeten tijdens de montage extra interne steunen in de schaalsecties worden geïnstalleerd om eventuele verkeerde uitlijning bij de stootvoegen van de schaal strikt te beperken.
(2) De horizontale montage van drukvatschalen moet worden uitgevoerd op rolsteunen, en er moet een liniaal of referentielijn worden gebruikt om de rechtheid van de schaal te verifiëren en te controleren. (3) Voor drukvaten die in secties zijn vervaardigd, moeten tijdens de montage positioneringsbevestigingen worden geïnstalleerd en moet een theodoliet worden gebruikt om de rechtheid ervan te verifiëren.
