大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于管道泵泵壳加工工艺的问题,于是小编就整理了1个相关介绍管道泵泵壳加工工艺的解答,让我们一起看看吧。
潜艇耐压壳用巨大的深度海水压力锻造怎么样?
说到锻压技术,我不得不跟大家聊一聊我国的锻压机啦。目前我国最新研制出来的最高级别锻压机大约有13层楼高,地上有27米,地下有15米,自身重量高达2万吨。
这款锻压机能给被锻压的钢材施加8万吨的压力,通过如此巨大的压力来改变钢材的物理特性,为我国生产出了让全世界都难以锻造出来的高质量钢材,也为制造性能更加优异的武器提供了可能。妥妥的又一项世界第一,让国人甚感欣慰!
我们有了世界上最能抗压的钢材,再将这种钢材通过锻压机卷曲成圆桶状,然后焊接封口就形成了潜艇的前期雏形,具体制造潜艇工艺本人尚在研究之中。
题主所提到的靠海水压力来锻压潜艇材料,我觉得是太高估了海水的压力了,
我们就拿一平方米的面积计算,海水每增加一米深度差不多增加一吨的压力,就算到达6000米深度也才只有6000吨压力,和我们的8万吨的锻压机压力,根本就没有相提并论的可能。
如果靠这个压力锻造出来的钢材,肯定也是废材一块,造出来的潜艇估计还没开始下潜,就会被海水给压扁了。
且不说利用海水能不能锻造,潜艇耐压壳体主要是一种轧制、卷圆、焊接而成的焊接件,跟锻造有什么关系?所以说即使能够利用海水锻造,费时费力去利用这样一种制造工艺去造耐压壳,付出的成本与得到的性能提升完全不合乎逻辑。潜艇上肯定有锻件也有铸件,但是与耐压壳的筒体无关,顶多也就是加强筋、法兰、结合构件一类的需要锻造。耐压壳制造没见过,压力容器制造总见过吧,大方面的制造流程都是一样的,无非是潜艇耐压壳的材料强度更高、板材更厚、卷制精度要求更严、焊接难度更大而已。
上图就是俄罗斯“北风之神”级核潜艇耐压壳的一段,话说现在潜艇制造基本上都是模块化总段技术。总得来说,潜艇耐压壳制造难,难在工艺、精度和制造设备上,比如说耐压壳板材的校平、壳体板的卷制和校正、肋骨的弯制和热处理、耐压壳圈和肋骨的焊接坡口仿形加工、曲面开孔、上千吨大型立体分段高精度无余量合拢、高屈强比特殊钢材的焊接及热处理等。这些东西吧,在民用压力容器制造行业可以说都见的多、做的多,听起来也没什么了不起。但是由于钢材强度的大幅提高、精度要求的提高,这些事做起来的难度就呈几何级数的增加。
上图美国“弗吉尼亚”级核潜艇的耐压壳的一段。对于这个题目的很多答案,在那疯狂分析什么还水锻造的可能性,可能就是完全不懂工业制造,这东西根本就不需要锻造,通俗点说就是把材料特性合适的厚钢板轧制出来、运到生产的地方进行校平、用合适的卷板机卷制、拼焊成一个圆筒、制作肋骨、焊制壳体和肋骨、耐压壳里分层建造、舾装各类设备、分段合拢,基本就完事了(当然具体细节就不能说了),跟锻造有个什么关系,个别零部件(锻件)怎么着都能做出来,用得着海水去锻么?
上图英国“机敏”级核潜艇耐压壳的一段,看得出来该开的孔开了,焊接坡口也打了,只不过还没焊环缝和纵缝而已(不要问我为啥不用国内的图,这个机敏级核潜艇耐压壳的图是英国BAE官网提供的),相信你很容易就能看出这东西就是“卷板机卷制、然后再去拼焊”。所以说,东西讲出来都很简单,做起来就是千难万难,比方说你们整天关心得核潜艇“龟背”问题,这与以前我们做不出大直径耐压壳有关,别人家的战略核潜艇耐压壳直径都在10米以上的时候,我们还只能做9米以下的,当然放不下弹道导弹,要搞凸出来一块(放导弹),当然世界上绝大部分战略核潜艇都龟背,只不过人家耐压壳直径大,凸出来的部分很小(通过造型把龟背修饰的不明显而已)。
美国核潜艇耐压壳的一段在加工,如果不说这是核潜艇的耐压壳,你就这么看与普通压力容器筒体的制作有什么区别?所以不用去想那些不切实际的技术,这东西本来就没什么神秘的。原来做不好是材料学、冶金工业、机床设备等各个环节不过关造成,现在能够造,还能造的又好又大那是因为我们技术进步了呗。例如,过去潜艇总是整双壳体,一方面是因为承袭苏联技术的原因,另一方面则主要是因为高强度潜艇用钢造不出来,现在潜艇用高强度钢整出来了,不就开始做单壳体潜艇了嘛,俄罗斯不也改行开始做单壳体了。但是钢材强度的提高,又给焊接工艺带来极大的挑战,美国弗吉尼亚级就是为了减重,用来屈服强度更高的钢材,结果焊接工艺没跟上,造成初期建造进度很慢。再说说耐压壳里那一圈一圈的肋骨,这个东西也很关键,圆度不够将影响整个潜艇结构的性能,而且肋骨间距太小就会因增加肋骨的数量而增重,这与通过是使用高强度钢减薄钢板厚度来减重相冲突;肋骨间距过大,又会引起耐压壳结构的不稳定性;所以说,潜艇的制造技术,说起来容易,做起来那是一步一个脚印,慢慢攀岩,而且每个问题与其他问题都是环环相扣的。
另外,以前做不了大直径潜艇耐压壳还与缺乏相关卷板机有关,是不是很不可思议,其实这种卷板机可不是一般民用的那种,其卷制规格、可卷制材料厚度与强度、以及最后的卷圆精度要求是相当高的。以前只有瑞典能制造这种卷板机,美国以前的核潜艇耐压壳也是租用瑞典设备卷制,而且这种设备还对咱们禁止出口。好消息是,这种设备的技术咱们已经攻克了,以后战略核潜艇也能做12米以上直径的,那样核潜艇的龟背就会越来越小(反正消除龟背就那么两条路,要么做更大直径的耐压壳,要么在保证射程的基础上尽可能的小型化弹道导弹)。
那是不可行的,巨大的压力是源于压力差。
潜艇的耐压壳是轧制的,然后经过卷圆焊接处理的,晓伟在这里想说,一块实心的钢板,在深海里面是没有压力差的,你把它放进去无论是正面还是反面,压力值是一样的,你如何卷圆处理?
潜艇之所以要有耐压壳,主要是潜艇内部有空间,如果内部实心化,耐压壳几乎不受深海压力差。因为人生活在一个大气压,所以潜艇内部空间需要保证一个大气压,所以内外的压差才能把潜艇压碎。
想用深海压力制造耐压壳,你就得制造出压力差,目前的技术来说就算能制造压差,也无法把耐压壳做成圆的,所以你说的完全没有可行性。
更别说还有经济因素,你知道深海捞上来一个东西多少钱吗?俄罗斯的核潜艇至今都还在数千米深的海底,用深海压力制造耐压壳经济性也不行,所以洗洗睡吧。
想法很大胆,事实上然并卵!锻造其实就是拿锻锤不断地敲打金属,然后使材料发生形变的一种加工工艺。题主的意思是想用深海巨大的静压力来压迫耐压壳材料,使其分子结构更加紧密,然后抗压能力随之提高?但是海水本身是不可能随意抬高、举低的,因此这其实并不算锻造,最多只能算静压测试而已。这个想法从脑洞上来说还是很有开拓性的,但是我们仔细分析就会发现其实并没有想象中那么美好。
(被海底高压压爆的以色列“达喀尔”号潜艇耐压壳)
海水的压力真的有传说中那么大吗?海水的密度大约为1000千克/立方米,换算下来也就是说深度每增加1米,每平方米的压力就会增加1吨,全球平均海深为3795米,那么对应的压力就为每平方米3795吨,全世界最深的地方是太平洋的马里亚纳海沟,深度约为11000米,在这样的水底压力约为1.1万吨,那这样的压力是不是大到超过人类的科学极限?
(卡梅隆导演驾驶小型潜航器下潜至马里亚纳海沟最深处,有钱任性啊!)
图样图森破!美国1893年就研制出了世界上第一台万吨水压锻造机,我国也在1961年生产出了自己的第一台1.2万吨水压机,目前全世界1.5万吨乃至2万吨的水压机也并不罕见。所以从压力上讲,即使最深的海底所产生的压力和人类所生产的机器相比也还差的远。即使潜艇耐压壳真的需要锻造,那也完全轮不到海水,各种大压力锻造机大吼一句:放着我来!但很不幸的是,耐压壳其实跟锻造完全搭不上边。
(我国第一台万吨水压机,这幅图在历史课本上大家肯定都见过,这是当年堪比两弹一星的成就!)
那么潜艇为什么要采用轧制而不是锻造呢?锻造一般适用于形状比较复杂,厚度和体积较大的零部件加工,比如燃气轮机的转子、大型发动机的曲轴等。通俗点讲,锻造就相当于捏面人,可以着重发力,任意改变角度和揉捏,能够打造出造型特别复杂的金属部件。锻造虽然优点突出,但是缺点却是潜艇耐压壳所不能承受的,锻造使用的锻锤瞬间压力超过万吨,这是厚度只有几十毫米的潜艇耐压壳承受不住的,其次潜艇耐压壳面积较大,使用锻造反复捶打会造成各区域受力面积不均匀,不能保证艇壳板材的加工精度。
(锻造工艺)
而轧制其实就相当于擀面条,它就是将金属胚料塞进两个间距已经设置好的旋转轧辊(滚轮)的缝隙之中,然后滚轮压制出来的胚料就被压缩变薄,长度面积增加,密度也随之变厚,金属强大也相应增加。相比于锻造,轧制用力均匀,作用面广,效率高,还能够反复轧制加工,特别适合潜艇耐压壳这样外形简单,受压均匀的材料加工。总结来看,潜艇耐压壳的加工不需要锻造工艺,也无需夸张的万吨水压,海水锻造耐压壳的设想被一票否决!
(轧制的原理)
到此,以上就是小编对于管道泵泵壳加工工艺的问题就介绍到这了,希望介绍关于管道泵泵壳加工工艺的1点解答对大家有用。