超高压容器自增强处理规范及方法解析

一、自增强处理基本要求与操作规范（一）基本要求材料性能核查自增强处理前需对元件材料的性能报告进行严格核查，确保材料性能符合处理要求。设备压力要求自增强处理设备的压力上限必须高于自增强处理压力，且需留有一定余量，以保障处理过程的安全性和有效性。检测仪表检定自增强处理的检测仪表应按规定进行定期检定，且需在有效期内使用，确保检测数据的准确性。人员资质要求自增强处理人员须经过专业培训，熟悉操作工艺规程，具备相应的操作技能和安全意识。工艺规程制定制造单位应制定书面的自增强工艺规程，至少涵盖以下内容：自增强处理的时机和方法；控制自增强程序的方法；在自增强操作期间记录时间、温度和压力的方法；测量达到自增强程度以及确定该程度在合格限度以内的方法。（二）操作规范处理步骤按照设计和工艺规定要求连接工艺装置；在元件规定的位置连接传感器或粘贴应变片；连接处理系统；调整测量仪表；加载，检查密封性能；记录时间、压力、位移或应变等数据；卸载，检验。压力与安全要求耐压试验前的容器应装配完成并检验合格，为进行耐压试验而装配的临时受压元件，应采取适当措施保证安全性；制造单位需制定严密的试验程序和要求，试验场地应有可靠的安全防护设施和适用的消防器材，附近不得有火源，且必须经过单位技术负责人和安全技术部门检查认可；耐压试验时，被试验容器或试验装置的顶部应安装两个量程相同、并在检定有效期内的压力表，压力表的量程宜为试验压力的 1.5 倍 - 2 倍，精度不得低于 1.0 级，表盘直径不得小于 100mm；耐压试验期间，无关人员不得在试验场地停留。自增强处理实际压力不得超过规定值。其他场地、安全等要求参照耐压试验的规定执行：应变控制要求自增强处理过程中，应采用合适的方法控制筒体内壁的残余环向应变量，在内孔表面由自增强处理产生的永久环向应变不得超过 2%。二、自增强处理方法及其特点（一）机械挤压法基本原理利用一个带有过盈配合的滑动锥形心轴通过圆筒的内壁，使内壁受到挤压，产生塑性变形和残余应力，从而实现自增强的效果。推动心轴滑动的方式使用冲头和水压机将心轴压入（间接液压方式）；将液压引入心轴的背面，以直接推动心轴；用机械方式拉动心轴，即机械拉牵法。特点主要用于开放式圆筒（管子），经济实惠，无需外部限制模具，密封相对简单；仅受心轴材料的压缩强度限制，而不受圆筒强度的影响，可实现 1500 - 2000MPa 的残余应力；在特定的径比下，与静液压法相比，对于具有相同屈服强度的材料，所需的压力明显低于静液压法；虽然理论上产生的周向残余应力应小于静液压法，但实际结果相反，原因在于静液压法由于 Bauschinger 效应降低了自增强产生的残余应力，而挤压法则通过三向变形组合产生较小的反向屈服，从而获得较大的残余应力。（二）直接静液压法基本原理通过液体压力直接作用于圆筒的内壁，使其发生塑性变形，产生超应变，卸除压力后获得残余应力，进而提升材料的弹性强度极限和疲劳寿命。特点与容器的液压试验流程大致相同，操作简便、机动灵活，无需特殊的压力元件，能够使壁面获得均匀的塑性变形，特别适合用于闭式容器的自增强处理，对于开口的圆筒，可使用端部密封装置；自增过程需要超高压源、超高压泵以及超高压管道和相关附件，需解决超高压的密封问题，常受到适用范围的限制。

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