一种奥氏体不锈钢压力容器的封头变形控制装置及控制方法与流程

本发明涉及不锈钢压力容器制造，特别涉及一种奥氏体不锈钢压力容器的封头变形控制装置及控制方法。

背景技术：

1、基于应变强化技术的不锈钢压力容器和低温容器轻量化设计制造已在工程中有所应用，利用了奥氏体不锈钢材料良好的塑性、韧性和低温性能，通过牺牲材料的部分冗余塑性，来提高材料的屈服强度，从而提高奥氏体不锈钢压力容器的承载能力，可有效减薄容器壁厚，降低重容比，提高经济效益。

2、但是在实际应变强化不锈钢压力容器过程中发现，封头和筒体部位的变形量一般不同，尤其是椭圆形封头，其顶点和赤道处应力具有一定差异，因此需要在应变强化过程中合理监测、限制封头部位的变形，保证封头变形达到理想要求，对保证产品安全性具有重要意义。

3、现有技术中，如申请号为现有技术中，如申请号为cn202210262646.1的名为一种大型超长筒体应变强化定位检测工装及定位检测方法，筒体径向尺寸监测装置包括固定设置在筒体旁且平行于筒体中心轴线的导轨组件、安装在导轨组件上的且为间隔布置的n个径向激光测距传感器，监测应变强化中筒体尺寸的变化。但是在应变强化过程中该装置并未考虑封头与筒体变形不均问题，缺少限制封头部位变形的装置。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于：针对目前不锈钢压力容器应变强化装置中存在的问题，提出了一种奥氏体不锈钢压力容器的封头变形控制装置及控制方法，整个装置可对封头区域局部压紧、适用于不同尺寸压力容器，在传统应变强化装置的基础上，保证封头变形达到理想要求。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、奥氏体不锈钢压力容器的封头变形控制装置，包括封头压紧装置、封头支撑装置、筒体支撑装置（3）和横向调节装置（4）；

4、封头压紧装置和封头支撑装置均设有两个，分别用于控制容器的筒体（6）两端封头处的变形大小以及支撑封头；

5、筒体支撑装置（3）安装在横向调节装置（4）上并与其滑动配合，用于支撑压力容器的筒体（6）。

6、进一步的，封头压紧装置设有两个，分别为第一封头压紧装置（1-1）和第二封头压紧装置（1-2）；

7、封头支撑装置设有两个，分别为第一封头支撑装置（2-1）和第二封头支撑装置（2-2）；

8、第一封头压紧装置（1-1）与第一封头支撑装置（2-1）固定连接，第二封头压紧装置（1-2）与第二封头支撑装置（2-2）固定连接，第一封头压紧装置（1-1）和第二封头压紧装置（1-2）对称设置在压力容器的筒体（6）两端，监控并限制封头部位变形，保证封头部位变形符合要求；

9、第一封头支撑装置（2-1）固定在横向调节装置（4）左端面，第二封头支撑装置（2-2）安装在横向调节装置（4）的右上部并与其滑动配合。

10、进一步的，所述封头压紧装置包括固定杆（101），固定杆（101）一端设置有圆形压头（102）；

11、第一连接板（103）固定连接在固定杆（101）之上，第一连接板（103）与第二连接板（104）相邻设置并固定；

12、第三连接板（105）与第二连接板（104）相邻设置并固定，第三连接板（105）表面平行于压力容器筒体（6）；

13、在第二连接板（104）和第三连接板（105）内侧均设置有可伸缩压头，在可伸缩压头上设置有压力传感器（110）。

14、进一步的，所述封头支撑装置包括支撑板（21），支撑板（21）上下分别设置有上横梁（22）和下横梁（26），上横梁（22）和下横梁（26）内侧对称设置有上压环（23）和下压环（24）。所述固定杆（101）固定在支撑板（21）中间部位。

15、进一步的，所述筒体支撑装置（3）包括滑块（31），滑块（31）内部孔中设置有螺纹，滑块（31）上部连接有筒体底座（32）；筒体底座（32）两侧对称设置有第一支撑杆（33a）和第二支撑杆（33b），第一支撑杆（33a）和第二支撑杆（33b）通过第一滑杆（34）连接，且第一支撑杆（33a）固定在筒体底座（32）上，第二支撑杆（33b）能够沿着第一滑杆（34）左右移动；第一滑杆（34）顶端设置有第一调节圆盘（35）；筒体底座（32）顶部设置有两个升降台（36）；升降台（36）上部安装有弧形支架（37）；第一支撑杆（33a）和第二支撑杆（33b）上部内侧对称设置有限位块（38）；通过弧形支架（37）和限位块（38）共同限制固定筒体（6）。

16、进一步的，所述横向调节装置（4）包括底板（41），底板（41）中心开有滑槽（42），筒体支撑装置（3）下部的滑块（31）与滑槽（42）之间滑动配合；第二滑杆（43）穿过滑动底座（27）和滑块（31）并通过螺纹传动；第二滑杆（43）右端面连接有第二调节圆盘（44）。

17、进一步的，第一封头支撑装置（2-1）固定在底板（41）左端面，第二封头支撑装置（2-2）通过滑动底座（27）安装在横向调节装置的底板（41）右侧，滑动底座（27）与滑槽（42）之间滑动配合，方便本发明装置适用于不同长度的压力容器。

18、进一步的，第一连接板（103）与第二连接板（104）通过固定块（106）连接并紧固；所述固定块（106）的两端分别通过螺钉（107）与第一连接板（103）和第二连接板（104）相固定。

19、进一步的，所述可伸缩压头包括t型压头（109）和伸缩杆（108），t型压头（109）与伸缩杆（108）端部相连；压力传感器（110）设置在t形压头（109）的侧面。

20、进一步的，所述伸缩杆（108）具有三级伸缩部并依次嵌套连接。

21、进一步的，第二连接板（104）根据实验压力容器的需求可适当增加其数量；根据实际筒体尺寸增加或减少，保证包裹封头（5）。

22、进一步的，上压环（23）和下压环（24）内侧与第三连接板（105）外侧贴紧固定，并通过调节旋钮（25）将上压环（23）和下压环（24）相固定，保证圆形压头（102）与t形压头（109）紧贴在封头（5）表面。

23、本发明还提供一种奥氏体不锈钢压力容器的封头变形控制方法，包括如下步骤：

24、步骤1，将压力容器的筒体（6）放置在筒体支撑装置（3）之上；

25、步骤2，转动第一调节圆盘（35），驱动第二支撑杆（33b）沿着第一滑杆（34）左右移动，增加两个限位块（38）之间的间距；同时筒体底座（32）顶部设置的两个升降台（36）驱动弧形支架（37）上下移动；将压力容器筒体在筒体支撑装置（3）上的位置和高度调整好；

26、步骤3，转动第二调节圆盘（44）调节筒体支撑装置（3）和第二封头支撑装置（2-2）的位置，保证圆形压头（102）与t形压头（109）紧贴封头（5）表面；通过侧面设置的压力传感器（110）监测封头（5）局部压力；并通过可伸缩压头限制封头各部分变形量，保证封头变形达到理想要求。

27、在上述控制方法中，可根据实际压力容器的大小选择配置数量适合的封头压力压紧装置，同时适当增加或减少的第二连接板（104），使奥氏体不锈钢压力容器的封头变形控制装置适用于该压力容器。

28、有益效果

29、1、本装置利用封头压紧装置控制应变强化时压力容器封头部位的变形，将伸缩杆（108）顶部设置有t形压头（109）紧贴在压力容器封头部位，同时可通过调整第二连接板（104）以及封头压紧装置中沿压力容器环向第二连接板（104）的数量，保证该装置适用于现有的不同尺寸压力容器应变强化过程。

30、2、由于封头支撑装置设计了上压环（23）和下压环（24），二者内侧与第三连接板（105）外侧贴紧固定，并且通过调节旋钮（25）可将两压环固定，保证圆形压头（102）与t形压头（109）紧贴在封头（5）表面，在实际工程中可进一步保证压紧效果。

31、3、由于筒体支撑装置（3）中筒体底座（32）顶部设置有两个升降台（36），用以驱动弧形支架（37）上下移动，保证筒体与封头压紧装置中心同轴。同时，设计有第一支撑杆（33a）和第二支撑杆（33b）可沿着第一滑杆（34）左右移动，调节两个限位块（38）之间的间距，保证筒体两侧被限制固定。二者共同作用保证筒体的稳定性，并使装置适用于不同尺寸压力容器。

32、4、由于横向调节装置（4）可调节筒体支撑装置（3）和封头支撑装置的位置，保证封头支撑装置位于封头（5）两端，筒体支撑装置（3）位于筒体（6）的中间部位，使其在适用于不同压力容器尺寸的同时，又保证了装置的整体稳定性。