3.6 焊縫返修控制
3.6.1 焊縫返修必須編制返修工藝,經(jīng)焊接責(zé)任人審核后依據(jù)返修工藝進(jìn)行返修,對(duì)焊接接頭的同一部位的返修次數(shù)超過(guò)2次以上的返修,需經(jīng)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。
3.6.2 返修的現(xiàn)場(chǎng)記錄應(yīng)詳細(xì),至少包括坡口型式、尺寸、返修長(zhǎng)度、焊接工藝參數(shù)(焊接電流、電弧電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度、層間溫度、后熱溫度和保溫時(shí)間,焊材牌號(hào)及規(guī)格,焊接溫度等)和施焊者及鋼印等。
3.6.3 要求焊后熱處理的壓力容器,應(yīng)在熱處理前焊接返修;如在熱處理后進(jìn)行返修,返修后應(yīng)再作熱處理。
3.6.4 有抗晶間腐蝕要求的奧氏體不銹鋼制壓力容器,返修部位仍需保證原有的抗晶間腐蝕性能。
3.6.5 壓力試驗(yàn)后需返修的返修部位,必須按原質(zhì)量要求經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格,由于焊接接頭或接管泄漏而進(jìn)行返修的,或返修深度大于1/2壁厚的壓力容器,還需重新進(jìn)行壓力試驗(yàn)。
3.7 復(fù)合材料壓力容器性能檢測(cè)
如何獲取復(fù)合材料壓力容器制造過(guò)程信息,提高其穩(wěn)定性,一直是復(fù)合材料壓力容器工作者關(guān)注的重要課題。復(fù)合材料壓力容器成型工藝過(guò)程中包含復(fù)雜的物理化學(xué)變化,影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的工藝過(guò)程控制無(wú)法得到加工材料內(nèi)部狀態(tài)變化的信息。光纖傳感技術(shù)是近年來(lái)隨著智能材料與結(jié)構(gòu)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用而興起的一種全新的監(jiān)測(cè)手段。光纖傳感器具有體積小、重量輕、抗電磁干擾、信噪比高、測(cè)量對(duì)象范圍廣、與基體材料相容性好等特點(diǎn),最適合于埋入式測(cè)量,因而使復(fù)合材料固化工藝過(guò)程的監(jiān)測(cè)成為可能。
根據(jù)復(fù)合材料的特點(diǎn),用多種手段對(duì)復(fù)合材料的工藝全過(guò)程、多種參量進(jìn)行在線監(jiān)控。將光纖智能化在線監(jiān)測(cè)技術(shù)引入復(fù)合材料壓力容器生產(chǎn)工藝中,將大大提高復(fù)合材料成型工藝過(guò)程的效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能,降低工藝成本。實(shí)時(shí)獲取復(fù)合材料壓力容器服役條件下的狀態(tài)信息,對(duì)提高結(jié)構(gòu)安全與可靠性、降低維護(hù)成本以及理論模型的發(fā)展具有重要意義。通常所采用的一些復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)方法成本較高,設(shè)備復(fù)雜,不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。迫切需要建立一種有效的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確檢測(cè)損傷的形成以及損傷的位置。因此,將材料開發(fā)、力學(xué)設(shè)計(jì)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合,針對(duì)一些特殊的復(fù)合材料壓力容器服役環(huán)境有必要采用氦檢漏技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)、高精度變形測(cè)量技術(shù)、光纖健康監(jiān)測(cè)技術(shù)等,建立一套滿足復(fù)合材料壓力容器使用性能評(píng)價(jià)方法,為復(fù)合材料壓力容器的工程應(yīng)用提供相關(guān)的配套技術(shù),保障其在特殊環(huán)境應(yīng)用的可靠性和安全性。
復(fù)合材料壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展,薄壁金屬內(nèi)襯成型技術(shù)的創(chuàng)新,纏繞成型工藝仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)以及性能監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)體系的建立,為最大化地優(yōu)化了復(fù)合材料壓力容器個(gè)方面性能,解決了如航天,深海潛水等科學(xué)。
4 復(fù)合材料壓力容器的設(shè)計(jì)及其典型結(jié)構(gòu)
4.1 復(fù)合材料壓力容器的設(shè)計(jì)
復(fù)合材料壓力容器一般采用纖維纏繞工藝方法制造,由連續(xù)纖維提產(chǎn)品所需的強(qiáng)度和剛度。制造時(shí)一般采用延展性好的金屬材料如鋁、塑性塑料或橡膠傲內(nèi)襯以滿足容器的氣密性能和疲勞性能要求。設(shè)計(jì)上一般采用網(wǎng)絡(luò)理論,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。
網(wǎng)絡(luò)理論認(rèn)為由纖維連續(xù)纏繞而成的(壓力容器)器纖維分布均勻,同時(shí)受力,不計(jì)基體剛度,載荷全部由纖維承擔(dān)。筒身可以進(jìn)行螺旋纏繞、螺旋纏繞加環(huán)向纏繞、螺旋纏繞加縱向鋪放、縱向鋪放加環(huán)向纏繞。封頭的形狀不能預(yù)先給定,必須通過(guò)計(jì)算決定,且網(wǎng)絡(luò)徽元必須以均衡型條件為前提,只能進(jìn)行螺旋或平面纏繞,不能進(jìn)行環(huán)向纏繞。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析獲得纏繞纖維的纏繞方向、纖維厚度和纖維應(yīng)力。
4.2 復(fù)合材料壓力容器的典型結(jié)構(gòu)
由于復(fù)合材料不同于鋼材的制造工藝壓,不能在筒體上方便地開孔、接管等,復(fù)合材料壓力容器必須考慮復(fù)合材料的特有性能,其結(jié)構(gòu)的連接、密封等都有不同于鋼材的方法。
一個(gè)典型的軸對(duì)稱圓柱形筒體復(fù)合材料壓力容器的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程。接頭是由短纖維復(fù)合材料層包圍的金屬適配器,用以連接管子、閥門等,以便裝載和排出物料,由于復(fù)合材料不適合經(jīng)常的螺紋裝配,需要使用金屬。在這種情況下,連接部分必須保證安全,由短纖維和樹脂組成的填料能夠較好地填進(jìn)槽中,將長(zhǎng)纖維加強(qiáng)件和金屬適配器緊密地連接起來(lái)。
本例的容器下部是向內(nèi)的,這適合于低壓的情況,而向外則適合于高壓的情況上部和中部、中部和下部之間通過(guò)金屬環(huán)連接,結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。該結(jié)構(gòu)的壓力容器在制造時(shí),用工具鋼或碳鋼做模.模通常分為上、下兩個(gè)部分,嚴(yán)格定義內(nèi)部空心部分的形狀。將待成型的容器做成上面所述的形狀,化工裝備在其內(nèi)部放置一個(gè)用尼龍做成的袋子,袋子端部有一個(gè)用以接受壓縮空氣的接頭。然后將成型的容器放進(jìn)模中,通入壓縮空氣,使得容器的材料膨脹,緊貼模的內(nèi)壁,最終制成所需的容器。由經(jīng)典的應(yīng)力分析可知,承受內(nèi)壓圓柱殼的周向應(yīng)力、軸向應(yīng)力和長(zhǎng)度無(wú)關(guān),容器的容積可以在不影響應(yīng)力的情況下通過(guò)改變而改變,該結(jié)構(gòu)的容器的改變是通過(guò)圖3中所示的金屬連接環(huán)的使用而實(shí)現(xiàn)。
結(jié)束語(yǔ)
復(fù)合材料壓力容器生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、制備工藝、性能評(píng)價(jià)方法的不斷突破,使得復(fù)合材料壓力容器性能越來(lái)越高,從而能夠適應(yīng)更多的使用環(huán)境。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球化給我國(guó)壓力容器行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)也給復(fù)合材料壓力容器的帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。作為生產(chǎn)者的我們應(yīng)嚴(yán)格把好壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量關(guān),以身作則,兢兢業(yè)業(yè),生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、安全的產(chǎn)品,為企業(yè)提高效益的同時(shí),為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富。