本文關(guān)鍵詞：基于失效模式的搪玻璃壓力容器接管設(shè)計制造技術(shù)研究

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【摘要】：搪玻璃壓力容器具有耐腐蝕、絕緣、耐磨及表面光潔的優(yōu)點,應(yīng)用范圍越來越廣。隨著材料及制備工藝的發(fā)展,搪玻璃設(shè)備的使用壽命得到大幅提升,并在化工、制藥等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。然而,在實際使用中,接管部位的爆瓷失效問題時有發(fā)生已成為制約搪玻璃壓力容器向高可靠性、長壽命方向發(fā)展的重要因素。因此開展接管部位的相關(guān)理論和試驗研究十分必要。本研究針對現(xiàn)場失效案例進(jìn)行分析,得出了亟待解決的問題,通過對接管區(qū)的數(shù)值模擬和試驗研究,得到接管區(qū)主要的幾何參數(shù)與其搪瓷性能之間的關(guān)系,并進(jìn)一步探討了接管區(qū)爆瓷的失效機(jī)理。首先,現(xiàn)場調(diào)研搪玻璃壓力容器制造和使用單位,對搪玻璃壓力容器的主要失效形式進(jìn)行歸類統(tǒng)計,分析發(fā)現(xiàn)無論是搪玻璃壓力容器生產(chǎn)制造中頻發(fā)的應(yīng)力脫瓷,還是使用中常出現(xiàn)的熱應(yīng)力損傷問題,其破壞根源大都為管口處。其次,利用DEFORM-3D塑性成形有限元模擬軟件模擬接管制造過程,模擬了沖壓速度、成形溫度等主要工藝參數(shù)對熱成形過程中接管區(qū)最大應(yīng)力、破壞程度、塑性流變的影響,得出搪玻璃壓力容器接管制造工藝的優(yōu)化參數(shù)組,為試驗提供參考。模擬結(jié)果表明,成形溫度、沖壓速度等熱成形關(guān)鍵參數(shù)均有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。最后,在模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行了接管熱成形制造環(huán)節(jié)試驗研究,對比驗證模擬結(jié)果；對熱成形的不同結(jié)構(gòu)尺寸接管進(jìn)行搪燒試驗研究,探究接管區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸對可搪性的影響；而后對搪燒好的試件進(jìn)行性能測試。試驗結(jié)果表明,當(dāng)接管內(nèi)徑為38-100mm時,管口R值大小對接管區(qū)搪瓷性能的影響顯著,3mm≤R≤10mm區(qū)間是接管區(qū)搪瓷性能顯著增強(qiáng)的范圍；當(dāng)R值小于3mm時,接管區(qū)搪瓷性能很差,難以滿足工業(yè)需求,當(dāng)R值增加到10mm以上時,對接管區(qū)瓷層性能影響不顯著,趨于穩(wěn)定。本文通過現(xiàn)場調(diào)研、軟件模擬及大量試驗,探究了接管區(qū)的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對接管區(qū)瓷層性能的影響,并從設(shè)計和制造環(huán)節(jié)提出改進(jìn)措施,具有一定的理論與實際意義。
【關(guān)鍵詞】：搪玻璃壓力容器 失效分析 接管 設(shè)計制造 搪瓷層性能
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH49
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 翻孔模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計13-14
• 1.2.2 翻孔成形規(guī)律、變形特點及成形工藝優(yōu)化14-15
• 1.2.3 翻孔成型件質(zhì)量評定15
• 1.2.4 幾何尺寸對管口搪瓷性能的影響15-16
• 1.3 存在的問題16
• 1.4 研究內(nèi)容及步驟16-18
• 1.4.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 研究步驟17-18
• 第2章 搪玻璃壓力容器失效分析18-24
• 2.1 概述18
• 2.2 產(chǎn)品生產(chǎn)制造引起的爆瓷分析及防治措施18-21
• 2.2.1 金屬基體缺陷引起的爆瓷19
• 2.2.2 魚鱗爆瓷19-20
• 2.2.3 應(yīng)力脫瓷20
• 2.2.4 焊接缺陷爆瓷20-21
• 2.3 產(chǎn)品使用引起的爆瓷失效分析及防治措施21-23
• 2.3.1 機(jī)械損壞21
• 2.3.2 熱應(yīng)力損傷21-22
• 2.3.3 靜電荷刺穿22-23
• 2.3.4 反應(yīng)罐夾套爆炸23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)數(shù)值模擬24-38
• 3.1 有限元模型的建立24-26
• 3.1.1 仿真工序流程24
• 3.1.2 幾何模型24
• 3.1.3 材料特性24-25
• 3.1.4 單元選擇25-26
• 3.2 成形溫度對接管成形影響的數(shù)值模擬和分析26-32
• 3.2.1 成形溫度對管口破壞程度的影響26-29
• 3.2.2 成形溫度對工件成形應(yīng)力的影響29-32
• 3.3 沖壓速度對接管成形影響的數(shù)值模擬和分析32-37
• 3.3.1 沖壓速度對管口破壞程度的影響32-35
• 3.3.2 沖壓速度對工件成形應(yīng)力的影響35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 關(guān)鍵工序試驗研究38-57
• 4.1 接管熱成形過程試驗研究38-42
• 4.1.1 試驗條件38-39
• 4.1.2 試驗步驟39-40
• 4.1.3 成形溫度對成形結(jié)果的影響40-41
• 4.1.4 成形速度對成形結(jié)果的影響41-42
• 4.2 搪燒試驗研究42-46
• 4.2.1 試驗條件42
• 4.2.2 試驗步驟42-44
• 4.2.3 試驗結(jié)果及分析44-46
• 4.3 破壞性試驗研究46-56
• 4.3.1 搪玻璃層耐機(jī)械沖擊試驗46-52
• 4.3.2 搪玻璃層耐溫差急變性試驗52-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 結(jié)論與展望57-60
• 5.1 主要完成的工作57
• 5.2 結(jié)論57-58
• 5.3 創(chuàng)新點58
• 5.4 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-65
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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3 楊柱強(qiáng);;搪玻璃鐵胎的焊接工藝對瓷釉密著的影響[J];石油和化工設(shè)備;2014年02期

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5 楊萍;鋼板搪瓷鱗爆缺陷探討[J];中國搪瓷;1998年05期

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本文編號：511435