مقدمه ای بر فرمینگ کامپوننت های مخازن تحت فشار

یک مخزن از بخشهای مختلفی ساخته شده است و در یک گروه بندی ساده که متناسب با بحث فعلی باشد می توان یک مخزن را به بخشهای زیر تفکیک کرد:

اجزای تشکیل دهنده مخزن - ساده شده

بر اساس شکل هر یک از اجزا، متدهای ساخت مختلفی برای هر یک قابل اجرا می باشد. و می بایست توجه داشت که در انتخاب و کاربرد متدهای ساخت این کامپوننتها الزامات کد رعایت گردد. در اینجا توضیحات مطابق با الزامات کد ASME SECVIII DIV I ارائه شده است که جهت مخازن مختلف با کاربردهای متنوع و مطابق با اسکوپ ذکر شده در کد ASME SECVIII DIVI قابل اجرا می باشد.

         HEAD OR DISHED ENDS

         SHELL ( BODY OF VESSEL )

         CONES OR REDUCERS

      ATTACHMENTS LIKE NOZZLE, MANHOLES, SADDLE SUPPORTS, SKIRT SUPPORTS, LEG SUPPORTS, LUG SUPPORTS, TRUNNIONS, LIFTING LUGS, PLAT FORMS AND LADDER SUPPORTS, ETC

از لحاظ دشواری و دقت کار، ساخت هد ها و مخروطی ها نسبت به ساخت بدنه دشوارتر است لذا در ابتدا می بایست عدسی ها و مخروطها ساخته شده و سپس بدنه به نسبت آنها کورس شود.

جهت شکل دهی کامپوننت های عدسی و مخروط ها از عملیات فرمینگ استفاده می شود که با اعمال نیرو و تنشی بیشتر از استحکام تسلیم و کمتر از استحکام شکست به متریال، فرم مورد نظر در آن ایجاد می گردد.

در اینجا بسته به دمای اجرای عملیات فرمینگ این عملیات را به دو گروه cold forming , hot forming طبقه بندی می گردد. هنگامیکه عملیات فرمینگ در دمایی بالاتر از recrystallization اجرا شود به آن hot forming گفته می شود و در کد ASME SECVIII DIVI دماهای مربوطه ذکر گردیده است. فرآیند کاربردی pressing, spinning, bending از موارد پرکاربرد در ساخت مخازن می باشد.

  • جهت الزامات فرمینگ به کد رجوع گردد؛ در اینجا صرفا کلیات مبحث جهت آشنایی بیشتر با موضوع فرمینگ در مخازن بیان شده است.

فرآیند پرسکاری PRESSING

این فرآیند جهت فرمینگ کامپوننتهای نسبتا کوچک و یا به عنوان بخشی از فرآیند فرمینگ کامپوننتهای بزرگ بسیار متداول می باشد. در این روش فرم نهایی توسط اعمال تغییر فرمهای تدریجی حاصل می گردد. ضخامت ورق، شعاع انحنای لازم، توان و ظرفیت دستگاه، خواص مکانیکال متریال فرمینگ از مواردیست که محدودیتهای اجرای فرآیند پرسینگ را مشخص می کند.

می توان گفت که این فرآیند یک فرآیند نسبتا کند می باشد که ممکن است گاها شاهد دفرمینگهای موضعی خارج از تلرانس نیز در فرمینگ نهایی کامپوننتها ( عموما هد ) باشیم. درهنگام استفاده از COLD FORMING می بایست توجه کافی به احتمال بروز ترک ( ناشی از بروز کارسختی و اعمال همزمان تنش ) بر روی سطوح داشته باشیم و می بایست حتما از متدهای مناسب تست های غیر مخرب جهت تست و ترک یابی سطوح استفاده کنیم ( مانند MT,PT ). درصورتیکه حیت اجرای مراحل فرمینگ تغییر FIBER ELONGATION زیاد باشد علاوه بر اجرای عملیات حرارتی نهایی ممکن است جهت جلوگیری از بروز ترک خوردگی حین فرمینگ، اجرای عملیات حرارتی بین مراحل فرمینگ اجباری گردد. در فرآیند HOT FORMING نیز می بایست توجه کامل به تطابق عملیات با اسپک دمایی اجرای فرآیند لحاظ گردد زیرا شرایط دمای فرمینگ، نرخ گرم و سرد کردن قطعه و ... تاثیر بسزایی بر خواص نهایی متریال بکار رفته در ساخت و بعضا حفظ تولرانسهای ابعادی خواهد داشت.

اسپینینگ SPINNING

یکی دیگر از فرآیندهای پرکاربرد در فرمینگ کامپوننت های مخزن فرآیند اسپینینگ بوده و کاربر د عمده آن در فرمینگ هدها می باشد. در این فرآیند بعد از اجرای یک فرمینگ اولیه توسط متدهای دیگر مانند پرسینگ، فرم نهایی توسط حرکت غلطک دستگاه روی سطح کار ایجاد می گردد. ایجا یک سوراخ در مرکز تاج عدسی از موارد اجتناب ناپذیر این فرآیند بوده که جهت بررسی الزامات مربوط به جوشکاری این سوراخ می بایست به کد و اسپک پروژه رجوع شود. حرکت غلطک راهنما حین فرمیگ عدسی ها از نوک تاج به سمت ناکل اجرا می گردد. با توجه به فرمیگ یکپارچه کامپوننت احتمال بروز دفورمینگ موضعی در سطح کار نسبت به فرآیند پرسکاری بسیار کمتر بوده و البته خطوط اسپینینگ بر روی سطح و مخصوصا ناحیه ناکل عدسی ها اجتناب ناپذیر خواهد بود.

در این متد هم مانند پرسینگ ضخامت ورق، شعاع انحنای لازم، توان و ظرفیت دستگاه، خواص مکانیکال متریال فرمینگ از مواردیست که محدودیتهای اجرای فرآیند را مشخص می کند. در صورت استفاده از HOT FORMING رعایت الزامات حائز اهمیت می باشد.

بندینگ BENDING

این متد تحت عنوان رولینگ نیز بکار می رود. با اینکه در فرآیند رولینگ تغییر در ضخامت ورق رخ می دهد ولیکن در اینجا تغییر در انحنای ورق هدف از اجرای کار می باشد ولیکن استفاده از اصطلاح رولینگ به جای بندینگ بسیار متداول بوده و معمولا استفاده می شود.

این فرآیند عموما توسط اعمال نیروی کافی توسط سه یا پنج غلطک جهت ایجاد فرم نهایی در ورق اجرا می شود. قبل از شروع رول کردن کامل ورق ابتدا دو سر ورق را به انحنای لازم می رسانند که این کار عمدتا توسط اعمال نیروی پرس به ورق توسط پاور رولرهای دستگاه اجرا می شود و به آن پیش رول یا PREPINGING گویند. بعد از آنکه لبه های ورق به انحنای صحیح بندینگ شد کل ورق از میان غلطک ها گذشته و فرمینگ اجرا می گردد.

هنگامیکه قطر زیاد و ضخامت کم باشد فرآیند سریعتر از هنگامیکه قطر کم و ضخامت زیاد است اجرا می شود. حین اجرا کیفیت رول باید توسط یک شابلون تمپلیت بررسی گردد.

مجدد تاکید می گردد که:

  • جهت الزامات فرمینگ به کد رجوع گردد؛ در اینجا صرفا کلیات مبحث جهت آشنایی بیشتر با موضوع فرمینگ در مخازن بیان شده است.