专利名称：一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及奥氏体不锈钢低温容器加工领域，同时涉及工业自动控制技术领域，属于装备自动加工技术范畴。
背景技术：
用来储存低温液体的容器称为低温容器，奥氏体不锈钢低温性能良好，可用于制造低温压力容器。同时，奥氏体不锈钢本身也具有显著的低温应变强化特性。所谓应变强化特性，是当奥氏体不锈钢承受一个大于屈服强度Rpa2的拉伸应力σ ,时，卸载后会产生永久的塑性变形；当再次加载时，在应力小于Ok范围内，应力应变保持弹性增长，相当于增加 了材料的低温强度。与常规设计方法相比，采用应变强化技术设计奥氏体不锈钢低温容器内容器，可减小容器设计壁厚，减轻容器重量，降低重容比，减少容器制造与运输过程中的能耗。应变强化奥氏体不锈钢低温容器在成形和强化过程中要用高压液体使焊接好的容器产生不超过10%的永久塑性变形，过量的永久塑性变形会导致低温容器性能难以满足相关制造和检测标准的要求。目前生产此类低温容器碰到的问题是因为低温容器有加强筋、开孔或其他不连续结构，使得容器在应变强化时各部分很难产生均匀的变形量，从而导致产品质量难以控制，或要花费很多时间控制质量，引起生产效率下降，生产成本上升。
发明内容本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压装置，可确保低温容器应变强化加工质量，避免人为操作失误。本实用新型的目的通过以下技术方案实现一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压装置，包括加压装置、加在待加工容器上的变形传感器以及变频器、测量及控制信号处理器和计算机，所述加压装置将压力送入待加工容器，变形传感器将检测到的变形信号传送给测量及控制信号处理器进行处理，然后传输给计算机，计算机根据事先储存的加工控制软件，比较采集到的信号，然后发出控制信号，经测量及控制信号处理器，分别控制变频器及电动截止阀的开关，通过变频器控制加压装置进行加压、保压操作，通过打开泄压的电动截止阀进行泄压操作。优选地，所述传感器包括3个周长变化传感器，加载于待加工容器的圆周上，以及I个轴长变化传感器，加载于待加工容器的两轴端。优选地,所述压力表包括指针压力表和电触点压力表。优选地，所述电动高压水泵与待加工容器之间的管路上设有溢流阀、流量计、电动截止阀、温度变送器、压力传感变送器和压力表；所述流量计、温度变送器、压力传感变送器和电触点压力表检测的信号均经测量及控制信号处理器处理后，输入计算机。优选地，所述加压装置为电动高压水泵，该水泵将工业用水或自来水升高压力后直接送入待加工容器。优选地，电动高压水泵的流量由变频器控制。[0011 ] 优选地，加压装置的管道安装有单向阀，用于防止液体倒流。一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压方法，包括如下步骤[0013](I)启动电动高压水泵，清水经过电动高压水泵升高压力后、通过流量计计量，被送入待加工容器，使其产生塑性变形；(2)加载在待加工容器上的变形传感器将检测到的信号传送给测量及控制信号处理器进行处理，然后传输给计算机，计算机根据事先储存的加工控制软件，比较采集到的信号，然后发出控制信号，该控制信号经测量及控制信号处理器处理后，控制变频器的输出频率以及电动截止阀的开关，启动或停止电动高压水泵，改变电动高压水泵的输出流量，实现升压、保压操作；通过电脑程序自动操作，打开泄压的电动截止阀，实现泄压操作。优选地，当电动高压水泵出口压力超压时，通过溢流阀快速泄压，从而保护电动高压水泵及待加工容器的安全。优选地，当待加工容器的内压力大于预定压力时，电触点压力表动作，快速切断电动高压水泵动力电源，停止电动高压水泵工作，保护待加工容器的安全。优选地，当待加工容器的3个周长变形量和I个轴长变形量其中的任意一个达到设定值(容器材料强度规定的数值)时，加压装置即自动停止加压，按规定进行保压操作，然后按泄压曲线开始自动泄压。本实用新型与现有技术相比具有如下优点I.采用电动高压水泵作为加压装置，省去了液压加压装置及液压系统，杜绝了油泄漏入水中污染待加工容器的可能性，大大简化了加压装置的结构，极大地提高了可靠性。2.通过变频器控制电动高压水泵的流量，省去了电控阀门，可以实现高压水泵的节能运行，同时提闻控制精度。3.通过计算机、测量及控制信号处理器以及具有PID控制功能的加工控制软件，可自动控制加压装置工作。4.采用2个或多个容器周长变化传感器以及I个或多个容器轴长变化传感器，监测多个部位的变形量，以保证应变强化加工质量。5.采用电触点压力表可以保护本加压装置及待加工低温容器的安全。6.本实用新型可使待加工容器按工艺要求产生f 10%的塑性变形，达到应变强化的目的。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
电动高压水泵选取3DY-1150/15型号，指针压力表选取量程为0_16MPa的Y-100型号，流量计选取量程为O. 6-6m3/h的一体型电磁流量计，压力传感变送器选取量程为0-16MPa的KLGK-3151型号，溢流阀选用A41Y-100P型号，第一电动截止阀选用PN16DN25规格的电磁阀，第二电动截止阀选用PN16DN15规格的电磁阀，第三电动截止阀选用PN16DN20规格的电磁阀，单向阀选取H11T-16K型号，电触点压力表选取量程0-16MPa的YTX-150型号，温度变送器选取KZW-KPt-3-A-2型号，手动截止阀选取J11T-16K型号。周长变化传感器及轴向长度传感器选取KTF型号，测量及控制信号处理器选用西门子CPU313C系列PLC及其功能模块，变频器选用三菱15KW重载三相变频器。待加工奥氏体不锈钢容器13体积5m3。实施例I本实用新型一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压装置，如图I所示，包括电动高压水泵2、一个轴长变化传感器15、三个周长变化传感器14、变频器19、测量及控制信号处理器17和计算机18，所述周长变化传感器14加载于待加工容器13 (奥氏体不锈钢容器)的圆周上，轴长变化传感器15加载于待加工容器13的两轴端。所述电动高压水泵2与待加工容器13之间的管路上设有压力传感变送器5、第一 电动截止阀7、单向阀8、电触点压力表9、指针压力表3、温度变送器10、流量计4和溢流阀6 ;所述流量计4、温度变送器10和电触点压力表9、压力传感变送器5检测的信号均经测量及控制信号处理器17处理后，输入计算机18。电动高压水泵2的流量由变频器19控制。所述电动高压水泵2将自来水升高压力后直接送入待加工容器13，使其产生塑性变形，轴长变化传感器15和周长变化传感器14将检测到的变形信号传送给测量及控制信号处理器17进行处理，然后传输给计算机18，计算机18根据事先储存的加工控制软件，比较采集到的信号，然后发出控制信号，经测量及控制信号处理器17，分别控制变频器19及第一电动截止阀7的开关，通过变频器控制电动高压水泵2的启动或停止以进行加压、保压操作，通过打开泄压的第二电动截止阀11进行泄压操作。上述加压装置的加压方法如下(I)把待加工容器的加压、保压、泄压加工控制软件装入计算机，然后依照程序指示进行操作。(2)首先打开第一电动截止阀7及第三电动截止阀16，然后启动电动高压水泵2，清水经过电动高压水泵升高压力后、通过流量计计量4，被送入待加工容器13 ;清水将待加工容器内的空气通过第三电动截止阀排出，空气排出完毕，关闭第三电动截止阀；高压清水便使待加工容器产生塑性变形。(3)加载在待加工容器上的变形传感器将检测到的信号传送给测量及控制信号处理器进行处理，然后传输给计算机，计算机根据事先储存的加工控制软件，比较采集到的信号，然后发出控制信号，该控制信号经测量及控制信号处理器处理后，打开或关闭第一电动截止阀7，以及控制变频器19的输出频率，以启动或停止电动高压水泵、改变电动高压水泵的输出流量，从而实现升压操作、保压操作；通过电脑程序自动操作，打开第二电动截止阀11，实现泄压操作。当电动高压水泵出口压力超压时，通过溢流阀6快速泄压。当待加工容器的内压力大于预定压力时，电触点压力表9动作，快速切断电动高压水泵动力电源，停止电动高压水泵工作。通过上述操作，可使待加工容器按工艺要求产生5%的塑性变形，达到应变强化的目的。
权利要求1.一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压装置，其特征在于，包括加压装置、加在待加工容器上的变形传感器以及变频器、测量及控制信号处理器和计算机，所述加压装置将压力送入待加工容器，变形传感器将检测到的变形信号传送给测量及控制信号处理器进行处理，然后传输给计算机，计算机根据加工控制软件，比较采集到的信号，然后发出控制信号，经测量及控制信号处理器，分别控制变频器及电动截止阀的开关，通过变频器控制加压装置进行加压、保压操作，通过打开泄压的电动截止阀进行泄压操作。
2.根据权利要求I所述的加压装置，其特征在于，所述传感器包括3个周长变化传感器，加载于待加工容器的圆周上，以及I个轴长变化传感器，加载于待加工容器的两轴端。
3.根据权利要求I或2所述的加压装置，其特征在于，所述压力表包括指针压力表和电触点压力表。
4.根据权利要求3所述的加压装置，其特征在于，所述电动高压水泵与待加工容器之间的管路上设有溢流阀、流量计、电动截止阀、温度变送器、压力传感变送器和压力表；所述流量计、温度变送器、压力传感变送器和电触点压力表检测的信号均经测量及控制信号处理器处理后，输入计算机。
5.根据权利要求4所述的加压装置，其特征在于，所述加压装置为电动高压水泵。
6.根据权利要求5所述的加压装置，其特征在于，所述电动高压水泵的流量由变频器控制。
专利摘要本实用新型公开了一种奥氏体不锈钢低温容器应变强化加压装置，包括加压装置、加在待加工容器上的变形传感器以及变频器、测量及控制信号处理器和计算机，所述加压装置将压力送入待加工容器，变形传感器将检测到的变形信号传送给测量及控制信号处理器进行处理，然后传输给计算机，计算机根据加工控制软件，比较采集到的信号，然后发出控制信号，经测量及控制信号处理器，分别控制变频器及电动截止阀的开关，通过变频器控制加压装置进行加压、保压操作，通过打开泄压的电动截止阀进行泄压操作。本实用新型采用周长和轴长变化传感器，监测多个部位的变形量，可使待加工容器按工艺要求产生1~10%的塑性变形，达到应变强化的目的。
文档编号F04B49/06GK202658192SQ20122024764
公开日2013年1月9日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者冯毅, 江楠 申请人:华南理工大学