專(zhuān)利名稱(chēng)：一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及奧氏體不銹鋼低溫容器加工領(lǐng)域，同時(shí)涉及工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，屬于裝備自動(dòng)加工技術(shù)范疇。
背景技術(shù)：
用來(lái)儲(chǔ)存低溫液體的容器稱(chēng)為低溫容器，奧氏體不銹鋼低溫性能良好，可用于制造低溫壓力容器。同時(shí)，奧氏體不銹鋼本身也具有顯著的低溫應(yīng)變強(qiáng)化特性。所謂應(yīng)變強(qiáng)化特性，是當(dāng)奧氏體不銹鋼承受一個(gè)大于屈服強(qiáng)度Rpa2的拉伸應(yīng)力σ ,時(shí)，卸載后會(huì)產(chǎn)生永久的塑性變形；當(dāng)再次加載時(shí)，在應(yīng)力小于Ok范圍內(nèi)，應(yīng)力應(yīng)變保持彈性增長(zhǎng)，相當(dāng)于增加 了材料的低溫強(qiáng)度。與常規(guī)設(shè)計(jì)方法相比，采用應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)設(shè)計(jì)奧氏體不銹鋼低溫容器內(nèi)容器，可減小容器設(shè)計(jì)壁厚，減輕容器重量，降低重容比，減少容器制造與運(yùn)輸過(guò)程中的能耗。應(yīng)變強(qiáng)化奧氏體不銹鋼低溫容器在成形和強(qiáng)化過(guò)程中要用高壓液體使焊接好的容器產(chǎn)生不超過(guò)10%的永久塑性變形，過(guò)量的永久塑性變形會(huì)導(dǎo)致低溫容器性能難以滿足相關(guān)制造和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前生產(chǎn)此類(lèi)低溫容器碰到的問(wèn)題是因?yàn)榈蜏厝萜饔屑訌?qiáng)筋、開(kāi)孔或其他不連續(xù)結(jié)構(gòu)，使得容器在應(yīng)變強(qiáng)化時(shí)各部分很難產(chǎn)生均勻的變形量，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，或要花費(fèi)很多時(shí)間控制質(zhì)量，引起生產(chǎn)效率下降，生產(chǎn)成本上升。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓裝置，可確保低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加工質(zhì)量，避免人為操作失誤。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓裝置，包括加壓裝置、加在待加工容器上的變形傳感器以及變頻器、測(cè)量及控制信號(hào)處理器和計(jì)算機(jī)，所述加壓裝置將壓力送入待加工容器，變形傳感器將檢測(cè)到的變形信號(hào)傳送給測(cè)量及控制信號(hào)處理器進(jìn)行處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)事先儲(chǔ)存的加工控制軟件，比較采集到的信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器，分別控制變頻器及電動(dòng)截止閥的開(kāi)關(guān)，通過(guò)變頻器控制加壓裝置進(jìn)行加壓、保壓操作，通過(guò)打開(kāi)泄壓的電動(dòng)截止閥進(jìn)行泄壓操作。優(yōu)選地，所述傳感器包括3個(gè)周長(zhǎng)變化傳感器，加載于待加工容器的圓周上，以及I個(gè)軸長(zhǎng)變化傳感器，加載于待加工容器的兩軸端。優(yōu)選地,所述壓力表包括指針壓力表和電觸點(diǎn)壓力表。優(yōu)選地，所述電動(dòng)高壓水泵與待加工容器之間的管路上設(shè)有溢流閥、流量計(jì)、電動(dòng)截止閥、溫度變送器、壓力傳感變送器和壓力表；所述流量計(jì)、溫度變送器、壓力傳感變送器和電觸點(diǎn)壓力表檢測(cè)的信號(hào)均經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器處理后，輸入計(jì)算機(jī)。優(yōu)選地，所述加壓裝置為電動(dòng)高壓水泵，該水泵將工業(yè)用水或自來(lái)水升高壓力后直接送入待加工容器。優(yōu)選地，電動(dòng)高壓水泵的流量由變頻器控制。[0011 ] 優(yōu)選地，加壓裝置的管道安裝有單向閥，用于防止液體倒流。一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓方法，包括如下步驟[0013](I)啟動(dòng)電動(dòng)高壓水泵，清水經(jīng)過(guò)電動(dòng)高壓水泵升高壓力后、通過(guò)流量計(jì)計(jì)量，被送入待加工容器，使其產(chǎn)生塑性變形；(2)加載在待加工容器上的變形傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)傳送給測(cè)量及控制信號(hào)處理器進(jìn)行處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)事先儲(chǔ)存的加工控制軟件，比較采集到的信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器處理后，控制變頻器的輸出頻率以及電動(dòng)截止閥的開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)或停止電動(dòng)高壓水泵，改變電動(dòng)高壓水泵的輸出流量，實(shí)現(xiàn)升壓、保壓操作；通過(guò)電腦程序自動(dòng)操作，打開(kāi)泄壓的電動(dòng)截止閥，實(shí)現(xiàn)泄壓操作。優(yōu)選地，當(dāng)電動(dòng)高壓水泵出口壓力超壓時(shí)，通過(guò)溢流閥快速泄壓，從而保護(hù)電動(dòng)高壓水泵及待加工容器的安全。優(yōu)選地，當(dāng)待加工容器的內(nèi)壓力大于預(yù)定壓力時(shí)，電觸點(diǎn)壓力表動(dòng)作，快速切斷電動(dòng)高壓水泵動(dòng)力電源，停止電動(dòng)高壓水泵工作，保護(hù)待加工容器的安全。優(yōu)選地，當(dāng)待加工容器的3個(gè)周長(zhǎng)變形量和I個(gè)軸長(zhǎng)變形量其中的任意一個(gè)達(dá)到設(shè)定值(容器材料強(qiáng)度規(guī)定的數(shù)值)時(shí)，加壓裝置即自動(dòng)停止加壓，按規(guī)定進(jìn)行保壓操作，然后按泄壓曲線開(kāi)始自動(dòng)泄壓。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)I.采用電動(dòng)高壓水泵作為加壓裝置，省去了液壓加壓裝置及液壓系統(tǒng)，杜絕了油泄漏入水中污染待加工容器的可能性，大大簡(jiǎn)化了加壓裝置的結(jié)構(gòu)，極大地提高了可靠性。2.通過(guò)變頻器控制電動(dòng)高壓水泵的流量，省去了電控閥門(mén)，可以實(shí)現(xiàn)高壓水泵的節(jié)能運(yùn)行，同時(shí)提聞控制精度。3.通過(guò)計(jì)算機(jī)、測(cè)量及控制信號(hào)處理器以及具有PID控制功能的加工控制軟件，可自動(dòng)控制加壓裝置工作。4.采用2個(gè)或多個(gè)容器周長(zhǎng)變化傳感器以及I個(gè)或多個(gè)容器軸長(zhǎng)變化傳感器，監(jiān)測(cè)多個(gè)部位的變形量，以保證應(yīng)變強(qiáng)化加工質(zhì)量。5.采用電觸點(diǎn)壓力表可以保護(hù)本加壓裝置及待加工低溫容器的安全。6.本實(shí)用新型可使待加工容器按工藝要求產(chǎn)生f 10%的塑性變形，達(dá)到應(yīng)變強(qiáng)化的目的。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
電動(dòng)高壓水泵選取3DY-1150/15型號(hào)，指針壓力表選取量程為0_16MPa的Y-100型號(hào)，流量計(jì)選取量程為O. 6-6m3/h的一體型電磁流量計(jì)，壓力傳感變送器選取量程為0-16MPa的KLGK-3151型號(hào)，溢流閥選用A41Y-100P型號(hào)，第一電動(dòng)截止閥選用PN16DN25規(guī)格的電磁閥，第二電動(dòng)截止閥選用PN16DN15規(guī)格的電磁閥，第三電動(dòng)截止閥選用PN16DN20規(guī)格的電磁閥，單向閥選取H11T-16K型號(hào)，電觸點(diǎn)壓力表選取量程0-16MPa的YTX-150型號(hào)，溫度變送器選取KZW-KPt-3-A-2型號(hào)，手動(dòng)截止閥選取J11T-16K型號(hào)。周長(zhǎng)變化傳感器及軸向長(zhǎng)度傳感器選取KTF型號(hào)，測(cè)量及控制信號(hào)處理器選用西門(mén)子CPU313C系列PLC及其功能模塊，變頻器選用三菱15KW重載三相變頻器。待加工奧氏體不銹鋼容器13體積5m3。實(shí)施例I本實(shí)用新型一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓裝置，如圖I所示，包括電動(dòng)高壓水泵2、一個(gè)軸長(zhǎng)變化傳感器15、三個(gè)周長(zhǎng)變化傳感器14、變頻器19、測(cè)量及控制信號(hào)處理器17和計(jì)算機(jī)18，所述周長(zhǎng)變化傳感器14加載于待加工容器13 (奧氏體不銹鋼容器)的圓周上，軸長(zhǎng)變化傳感器15加載于待加工容器13的兩軸端。所述電動(dòng)高壓水泵2與待加工容器13之間的管路上設(shè)有壓力傳感變送器5、第一 電動(dòng)截止閥7、單向閥8、電觸點(diǎn)壓力表9、指針壓力表3、溫度變送器10、流量計(jì)4和溢流閥6 ;所述流量計(jì)4、溫度變送器10和電觸點(diǎn)壓力表9、壓力傳感變送器5檢測(cè)的信號(hào)均經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器17處理后，輸入計(jì)算機(jī)18。電動(dòng)高壓水泵2的流量由變頻器19控制。所述電動(dòng)高壓水泵2將自來(lái)水升高壓力后直接送入待加工容器13，使其產(chǎn)生塑性變形，軸長(zhǎng)變化傳感器15和周長(zhǎng)變化傳感器14將檢測(cè)到的變形信號(hào)傳送給測(cè)量及控制信號(hào)處理器17進(jìn)行處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)18，計(jì)算機(jī)18根據(jù)事先儲(chǔ)存的加工控制軟件，比較采集到的信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器17，分別控制變頻器19及第一電動(dòng)截止閥7的開(kāi)關(guān)，通過(guò)變頻器控制電動(dòng)高壓水泵2的啟動(dòng)或停止以進(jìn)行加壓、保壓操作，通過(guò)打開(kāi)泄壓的第二電動(dòng)截止閥11進(jìn)行泄壓操作。上述加壓裝置的加壓方法如下(I)把待加工容器的加壓、保壓、泄壓加工控制軟件裝入計(jì)算機(jī)，然后依照程序指示進(jìn)行操作。(2)首先打開(kāi)第一電動(dòng)截止閥7及第三電動(dòng)截止閥16，然后啟動(dòng)電動(dòng)高壓水泵2，清水經(jīng)過(guò)電動(dòng)高壓水泵升高壓力后、通過(guò)流量計(jì)計(jì)量4，被送入待加工容器13 ;清水將待加工容器內(nèi)的空氣通過(guò)第三電動(dòng)截止閥排出，空氣排出完畢，關(guān)閉第三電動(dòng)截止閥；高壓清水便使待加工容器產(chǎn)生塑性變形。(3)加載在待加工容器上的變形傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)傳送給測(cè)量及控制信號(hào)處理器進(jìn)行處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)事先儲(chǔ)存的加工控制軟件，比較采集到的信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器處理后，打開(kāi)或關(guān)閉第一電動(dòng)截止閥7，以及控制變頻器19的輸出頻率，以啟動(dòng)或停止電動(dòng)高壓水泵、改變電動(dòng)高壓水泵的輸出流量，從而實(shí)現(xiàn)升壓操作、保壓操作；通過(guò)電腦程序自動(dòng)操作，打開(kāi)第二電動(dòng)截止閥11，實(shí)現(xiàn)泄壓操作。當(dāng)電動(dòng)高壓水泵出口壓力超壓時(shí)，通過(guò)溢流閥6快速泄壓。當(dāng)待加工容器的內(nèi)壓力大于預(yù)定壓力時(shí)，電觸點(diǎn)壓力表9動(dòng)作，快速切斷電動(dòng)高壓水泵動(dòng)力電源，停止電動(dòng)高壓水泵工作。通過(guò)上述操作，可使待加工容器按工藝要求產(chǎn)生5%的塑性變形，達(dá)到應(yīng)變強(qiáng)化的目的。
權(quán)利要求1.一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓裝置，其特征在于，包括加壓裝置、加在待加工容器上的變形傳感器以及變頻器、測(cè)量及控制信號(hào)處理器和計(jì)算機(jī)，所述加壓裝置將壓力送入待加工容器，變形傳感器將檢測(cè)到的變形信號(hào)傳送給測(cè)量及控制信號(hào)處理器進(jìn)行處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)加工控制軟件，比較采集到的信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器，分別控制變頻器及電動(dòng)截止閥的開(kāi)關(guān)，通過(guò)變頻器控制加壓裝置進(jìn)行加壓、保壓操作，通過(guò)打開(kāi)泄壓的電動(dòng)截止閥進(jìn)行泄壓操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加壓裝置，其特征在于，所述傳感器包括3個(gè)周長(zhǎng)變化傳感器，加載于待加工容器的圓周上，以及I個(gè)軸長(zhǎng)變化傳感器，加載于待加工容器的兩軸端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的加壓裝置，其特征在于，所述壓力表包括指針壓力表和電觸點(diǎn)壓力表。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加壓裝置，其特征在于，所述電動(dòng)高壓水泵與待加工容器之間的管路上設(shè)有溢流閥、流量計(jì)、電動(dòng)截止閥、溫度變送器、壓力傳感變送器和壓力表；所述流量計(jì)、溫度變送器、壓力傳感變送器和電觸點(diǎn)壓力表檢測(cè)的信號(hào)均經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器處理后，輸入計(jì)算機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加壓裝置，其特征在于，所述加壓裝置為電動(dòng)高壓水泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加壓裝置，其特征在于，所述電動(dòng)高壓水泵的流量由變頻器控制。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種奧氏體不銹鋼低溫容器應(yīng)變強(qiáng)化加壓裝置，包括加壓裝置、加在待加工容器上的變形傳感器以及變頻器、測(cè)量及控制信號(hào)處理器和計(jì)算機(jī)，所述加壓裝置將壓力送入待加工容器，變形傳感器將檢測(cè)到的變形信號(hào)傳送給測(cè)量及控制信號(hào)處理器進(jìn)行處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)加工控制軟件，比較采集到的信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)測(cè)量及控制信號(hào)處理器，分別控制變頻器及電動(dòng)截止閥的開(kāi)關(guān)，通過(guò)變頻器控制加壓裝置進(jìn)行加壓、保壓操作，通過(guò)打開(kāi)泄壓的電動(dòng)截止閥進(jìn)行泄壓操作。本實(shí)用新型采用周長(zhǎng)和軸長(zhǎng)變化傳感器，監(jiān)測(cè)多個(gè)部位的變形量，可使待加工容器按工藝要求產(chǎn)生1~10%的塑性變形，達(dá)到應(yīng)變強(qiáng)化的目的。
文檔編號(hào)F04B49/06GK202658192SQ20122024764
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者馮毅, 江楠 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)