壓力容器封頭焊接
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-02
壓力容器封頭焊接的視頻教程
高壓容器設計專題講義 ：專供壓力容器A1/S1取證換證
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壓力容器標準課程：GB150.2從入門到進階
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壓力容器標準課程：GB150.1從入門到進階
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壓力容器封頭焊接的實例教程
案例來源：余偉煒和高炳軍老師的著作《ANSYS在機械與化工裝備中的應用》是ANSYS經典界面在壓力容器行業應用的經典教材。近些年，Workbench界面已經成為主流，ANSYS經典界面式微，可以說已經過時。但該書的行業知識并不過時，因此采用Workbench界面復現書中的案例，頗具價值！
問題描述
某高壓容器設計壓力P=16MPa，設計溫度T=200℃，材料為16MnR。筒體內徑R1=775，壁厚t1=100mm；封頭內徑R2=800m，厚度t2=48mm。筒體削邊長度L=95mm，試對該高壓容器筒體與封頭的連接區進行應力分析。
1、幾何模型
幾何模型如下圖所示，軸對稱模型：
2、材料參數
材料參數如下圖所示，線彈性分析：
3、網格模型
網格模型如下圖所示，網格均勻整齊，符合壓力容器行業的網格習慣：
4、邊界條件
邊界條件如下圖所示，包含內壓，位移約束等：
5、分析結果
應力強度如下圖所示：
線性化應力如下圖所示：
6、思考與展望
注意應力最大位置為應力奇異位置（幾何突變）。
隨著網格細化，應力強度無限增大，應力線性化后，表現為峰值應力無限增大。
文章來源于南京安世亞太 ，作者邁力特力
展開 摘要：奧氏體不銹鋼壓力容器封頭在制造和使用過程中會產生各種缺陷，從而影響壓力容器的質量，危害壓力容器的安全運行。因此，針對不銹鋼壓力容器封頭在制造和使用過程出現的各種類型的缺陷和產生原因進行總結分析，提出消除及修復缺陷的技術措施。
關鍵詞：不銹鋼；壓力容器；封頭；制造；缺陷
引言
壓力容器封頭是壓力容器的主要受壓元件之一，奧氏體不銹鋼是制造壓力容器封頭的優質材料。但從近年的制造和使用情況來看，奧氏體不銹鋼封頭產品產生了裂紋、鼓包、過燒、折皺、減薄超標、劃傷、拉裂、凹坑等缺陷。為了減少缺陷的產生，有必要對其產生的原因進行分析，并提出控制缺陷產生的主要措施，對能修復的缺陷制定合理的返修工藝。
1奧氏體不銹鋼封頭缺陷及原因分析
奧氏體不銹鋼封頭的加工成形過程包括材料驗收、表面處理、校平、劃線、切割、焊接、焊高修磨、壓制成型、無損檢測、熱處理、切邊等工序。但是，在加工過程中，材料、厚度、加工工藝的變化以及工人操作的熟練程度都有可能產生各種缺陷。從各工序的檢驗情況對封頭缺陷及原因分析如下。
1.1裂紋缺陷及產生原因分析奧氏體不銹鋼封頭產生的裂紋原因主要有以下幾個方面：一是封頭翻直邊過程中引起加工硬化，產生第三種殘余應力，直邊段內表面承受較大的拉應力產生宏觀內應力，翻直邊過程中冷旋壓工藝的旋壓速度過快、旋壓施加的壓力過高以及冷沖壓工藝的沖壓速度過快、上下模間隙控制不當都有可能產生裂紋；二是端口裂紋的產生主要是由于坯料切割過程中，切割面不平整，在壓制過程中，產生應力集中而形成的；三是焊縫熱影響區熔合線晶粒粗大，受外力作用產生裂紋，另外，焊縫咬邊的部位在封頭壓鼓和沖壓過程中應力集中，也會沿熔合線形成裂紋。
1.2鼓包缺陷及產生原因分析封頭鼓包是指封頭表面局部區域向外凸起變形，一般是在熱成形工藝中產生。
展開 摘要：奧氏體不銹鋼壓力容器封頭在制造和使用過程中會產生各種缺陷，從而影響壓力容器的質量，危害壓力容器的安全運行。因此，針對不銹鋼壓力容器封頭在制造和使用過程出現的各種類型的缺陷和產生原因進行總結分析，提出消除及修復缺陷的技術措施。
關鍵詞：不銹鋼；壓力容器；封頭；制造；缺陷
引言
壓力容器封頭是壓力容器的主要受壓元件之一，奧氏體不銹鋼是制造壓力容器封頭的優質材料。但從近年的制造和使用情況來看，奧氏體不銹鋼封頭產品產生了裂紋、鼓包、過燒、折皺、減薄超標、劃傷、拉裂、凹坑等缺陷。為了減少缺陷的產生，有必要對其產生的原因進行分析，并提出控制缺陷產生的主要措施，對能修復的缺陷制定合理的返修工藝。
1奧氏體不銹鋼封頭缺陷及原因分析
奧氏體不銹鋼封頭的加工成形過程包括材料驗收、表面處理、校平、劃線、切割、焊接、焊高修磨、壓制成型、無損檢測、熱處理、切邊等工序。但是，在加工過程中，材料、厚度、加工工藝的變化以及工人操作的熟練程度都有可能產生各種缺陷。從各工序的檢驗情況對封頭缺陷及原因分析如下。
1.1裂紋缺陷及產生原因分析奧氏體不銹鋼封頭產生的裂紋原因主要有以下幾個方面：一是封頭翻直邊過程中引起加工硬化，產生第三種殘余應力，直邊段內表面承受較大的拉應力產生宏觀內應力，翻直邊過程中冷旋壓工藝的旋壓速度過快、旋壓施加的壓力過高以及冷沖壓工藝的沖壓速度過快、上下模間隙控制不當都有可能產生裂紋；二是端口裂紋的產生主要是由于坯料切割過程中，切割面不平整，在壓制過程中，產生應力集中而形成的；三是焊縫熱影響區熔合線晶粒粗大，受外力作用產生裂紋，另外，焊縫咬邊的部位在封頭壓鼓和沖壓過程中應力集中，也會沿熔合線形成裂紋。
1.2鼓包缺陷及產生原因分析封頭鼓包是指封頭表面局部區域向外凸起變形，一般是在熱成形工藝中產生。
展開 <p>封頭用于封閉壓力容器的端部，又稱端蓋，承受內部壓力并確保容器的密封性。根據《<span style="color: rgb(9, 64, 142);">壓力容器封頭</span>（GB/T-25198-2023）》，封頭按照形狀分為半球形、橢圓形、碟形、球冠形、平底形和錐形，適用于不同的場景。</p><p>封頭的質量直接影響容器的安全性和使用壽命。使用仿真APP能夠在研發初期，在虛擬環境中直觀展示出各類封頭在不同工況下的性能情況，從而識別潛在設計缺陷，指導設計優化。</p><p>與傳統仿真軟件相比，使用仿真APP無需掌專業的仿真知識，是適合設計工程師、試驗測試人員輕松上手使用的零門檻仿真工具。只需在瀏覽器中打開仿真APP計算頁面，簡單設置各項參數，即可一鍵在線計算，就能快速得到仿真結果。通過對結果的分析，便能找到設計中的薄弱環節，優化設計方案，提升測試效率，降低研發成本。<em>（點擊下方視頻，查看仿真APP在無線通信器件研發設計中的應用案例）</em></p><div contenteditable="false" width="100%">
<jsk id="C_Play705bd6b936bc71f0bfcc6732b68e0102" videoid="705bd6b936bc71f0bfcc6732b68e0102" duration="0秒">
<img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png?
展開 </p><p><br></p><p><span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(68, 68, 68);">下面介紹一款</span><strong style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(68, 68, 68);">帶削邊結構橢球形封頭壓力容器靜力分析仿真APP：</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
壓力容器橢球封頭的主要用途是用于壓力容器的制造，特別是那些需要承受一定壓力和具有存儲功能的容器，如反應釜、儲罐、換熱器等。橢球封頭因其特殊的形狀設計，具有較好的受力性能，能夠有效地分散和承受容器內部的壓力。橢球封頭還具有加工容易、造型美觀等特點，因此在石油、化工、輕工、醫藥、食品等許多行業都得到了廣泛的應用。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
此APP適用于設計工程師、結構仿真工程師。通過簡潔友好的輸入參數界面，用戶可以對幾何模型參數化定義，快速生成不同容器內徑、外徑及封頭外徑等尺寸，同時也可以設置不同的材料參數及載荷參數，一鍵計算得到壓力容器結構應力云圖及位移云圖，快速指導設計人員進行結構設計與優化。
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基于ABAQUS軟件，用殼單元進行波紋管（管道連接件）的建模，在波紋管中心建立柱坐標系，輸入壁厚減薄的公式表征壁厚的非均勻分布。備注：需要提前在場邊量添加STH命令，厚度結果在后處理查看。
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習壓力容器三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench壓力容器靜力學分析
概述：
本文將對一個壓力容器進行等幅疲勞分析。該壓力容器同時承受壓力及熱載荷。本文將學習如何定義主導疲勞損壞的S-N曲線，并討論多個載荷事件的交互。此外，本文還將介紹如何正確的解釋疲勞結果。
項目描述：
材料為“7075-T6(SN)鋁合金”的壓力容器將接受疲勞壽命的評估，它將同時承受等幅的應力和熱應力載荷。壓力載荷在0.066~3.3Mpa之間波動，
其中條文如下：
4.3.2.1 封頭除符合GB/T25198外,附加要求如下:
a)厚度不大于6 mm 的封頭、不銹鋼封頭、低溫壓力容器用封頭、按簡單疲勞設計壓力容器用封頭以及復合板封頭的覆層不應采用硬印標記。
b)對冷成形鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭,應采用鐵素體儀、參照 GB/T 1954 在相互垂直的兩條母線上進行檢測。其中,橢圓形封頭、碟形封頭檢測點至少應包括頂點、小半徑轉角部位4
[圖片]
<p>封頭用于封閉壓力容器的端部，又稱端蓋，承受內部壓力并確保容器的密封性。根據《<span style="color: rgb(9, 64, 142);">壓力容器封頭</span>（GB/T-25198-2023）》，封頭按照形狀分為半球形、橢圓形、碟形、球冠形、平底形和錐形，適用于不同的場景。</p><p>封頭的質量直接影響容器的安全性和使用壽命。使用仿真APP能夠在研發初期，在虛擬環境中直觀展示出各類封頭在不同工況下的性能情況
<p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(25, 27, 31);">石油化工生產工藝技術復雜，運行條件苛刻，任何一個小的失誤就有可能導致災難性后果。使用</span><strong style="color: rgb(25, 27, 31);">CAE仿真技術</strong><span style="color: rgb(25, 27
一、案例背景
轉輪高速旋轉會產生離心力，不僅影響轉輪自身的結構強度，還關系到整機穩定性。因此設計時會用計算機軟件對轉輪進行靜力學分析，確保其強度達標，同時還要進行模態分析，算出固有頻率，避免發生共振。
本案例需要的輸入文件和參數信息如下表：
圖1 幾何模型
二、導入幾何
a. 啟動AIFEM 2024R1；
b. 在窗口左側點擊+新建方案，自定義文件的保存路徑
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習壓力容器相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習壓力容器分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結構分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
