一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片及其制造工藝的制作方法

本發(fā)明涉及爆破片生產(chǎn)加工，具體涉及一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片及其制造工藝。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)所用各種承壓設(shè)備，在服役過程中由于工藝操作等不當(dāng)手段，經(jīng)常會出現(xiàn)內(nèi)部壓力升高問題，如果設(shè)備內(nèi)部壓力超過設(shè)備安全允許值，就可能造成設(shè)備本體不可逆的破壞損傷，同時承壓設(shè)備失效會對周圍環(huán)境和人員造成不可預(yù)知的傷害。目前避免設(shè)備超壓的最常用方法是超壓泄放，利用爆破片或安全閥及時將超壓介質(zhì)泄放出去。爆破片是一種由壓差控制的超壓泄放裝置，在設(shè)定的爆破溫度下，爆破片兩側(cè)壓力差達(dá)到預(yù)定值時，爆破片即可動作(破裂或脫落)，并泄放出流體介質(zhì)。

2、爆破片作為壓力容器及管道、設(shè)備的一種安全附件，對于保障壓力容器及管道在設(shè)定壓力下安全運行至關(guān)重要。然而，對于當(dāng)下應(yīng)用較多的正拱形爆破片，為了定向爆破，避免產(chǎn)生碎片，通常在爆破片上加工減弱槽。但正拱形爆破片上減弱槽在加工過程中，是根據(jù)預(yù)拱面的弧度進(jìn)行刻槽，對刀具精度要求極高，且刀具損壞后不易修復(fù)。由于刀具在減弱槽加工過程中出現(xiàn)磨損從而導(dǎo)致減弱槽尺寸與設(shè)計尺寸不一致，或刀具劃傷減弱槽造成減弱槽局部位置應(yīng)力集中，均能造成爆破片實際爆破壓力與設(shè)計壓力不一致。為解決這一問題，專利公開號cn114909502a的中國專利記載了一種正拱環(huán)槽型爆破片及其生產(chǎn)設(shè)備，將減弱槽的加工設(shè)計在同一平面；專利公開號cn115031045a的中國專利公開了一種十字架四拱形帶槽爆破片泄壓裝置及其制作方法，將十字形減弱槽設(shè)計為與密封面處于同一個平面上，采用平面刀刃加工；專利公開號cn206652871u的中國專利發(fā)明了一種精確控制十字槽型金屬爆破片爆破壓力的胎具。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有背景技術(shù)存在的不足，以解決爆破片設(shè)計過程中爆破壓力與計算壓力不一致，且爆破壓力波動較大的問題，提供一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片及其制造工藝。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，包括上層爆破片和下層爆破片，均通過圓形薄片沖壓成型，相互疊加固定；所述上層爆破片的弧形面上設(shè)有十字形減弱槽，減弱槽貫穿上層爆破片的厚度方向，所述減弱槽的端部平滑過渡；所述上層爆破片上還設(shè)有四個透氣孔，分別設(shè)置于十字形減弱槽的四個劃分空間內(nèi)，每個透氣孔的直徑小于0.1倍的爆破片直徑。

4、進(jìn)一步地，所述圓形薄片的表面粗糙度控制在小于0.2μm，鏡面拋光；所述圓形薄片的厚度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，上層爆破片和下層爆破片的預(yù)拱形高度相同。

5、進(jìn)一步地，所述十字形減弱槽的寬度為0.5-1mm，減弱槽端部的過渡半徑為0.5倍的減弱槽寬度。

6、進(jìn)一步地，一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片的加工過程中應(yīng)用到一種爆破片固定夾具，該爆破片固定夾具包括上部固定夾具和與之相對應(yīng)的下部固定夾具，所述上部固定夾具的底面中心位置處設(shè)有向內(nèi)凹陷的爆破片腔，下部固定夾具的頂面設(shè)有向外凸出的頂塊，當(dāng)上部固定夾具和下部固定夾具相對扣合時，頂塊嵌入爆破片腔并與之圍成爆破片放置空間，上部固定夾具和下部固定夾具的四周通過緊固螺栓完成相對固定。

7、進(jìn)一步地，所述上部固定夾具和下部固定夾具上設(shè)有相互對應(yīng)的通氣孔，通氣孔的設(shè)置位置與爆破片上透氣孔相對應(yīng)。

8、進(jìn)一步地，所述下部固定夾具的頂面邊沿上分別設(shè)置有呈對稱布置的定位槽；所述上部固定夾具的底面邊沿上分別設(shè)置有與上述定位槽相適配的定位塊。

9、本發(fā)明所述技術(shù)方案中還提供了一種用于生產(chǎn)上述真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片的制造工藝，包括有以下加工步驟：

10、s1.加工圓形薄片，慢速率沖壓成型；根據(jù)爆破片直徑d1和平面密封面外徑d2，通過線切割方式切出直徑為d2+2～d2+3的圓形薄片2片，切出后對圓形薄片進(jìn)行清洗，去除表面油污、雜質(zhì)；兩片圓形薄片疊加，在中間覆蓋一層石墨粉；沖壓成型前清掃沖壓機(jī)，檢查沖壓設(shè)備在預(yù)拱段與平面密封面過渡區(qū)域有無尖銳倒角，隨后覆蓋一層石墨粉；緩慢移動沖壓機(jī)沖頭，圓形薄片與沖頭緩慢貼合后，保持10min，卸載，取出，清洗表面石墨，并檢查是否出現(xiàn)機(jī)械劃傷；將兩片沖壓好的圓形薄片再次疊加，通過線切割加工直徑為d2的爆破片圓形，加工完成后進(jìn)行油污清洗；同時根據(jù)拉伸標(biāo)準(zhǔn)加工等厚度的拉伸試樣；

11、s2.銑處爆破槽；只針對上層爆破片，采用微型銑刀，加工十字形減弱槽；在銑削加工過程中，隨預(yù)拱高度變化，調(diào)整銑刀高度；同時在上層爆破片上加工四個透氣孔，透氣孔的直徑小于0.1d1；

12、s3.爆破片疊加固定；將清洗后的上層爆破片和下層爆破片進(jìn)行疊加組裝，利用固定夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，并通過螺栓進(jìn)行豎直方向夾緊固定，爆破片與固定夾具之間噴灑一層石墨粉；

13、s4.真空擴(kuò)散焊成型；將步驟s3中夾持有爆破片的固定夾具結(jié)構(gòu)整體以及步驟s1中標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣放入真空擴(kuò)散焊接爐中，完成上層爆破片和下層爆破片之間的擴(kuò)散焊。

14、進(jìn)一步地，所述步驟s3中的清洗方式為：首先采用低濃度hno3水溶液清洗5～10s，熱水清洗后再熱烘箱中烘干，烘干溫度控制在＜100℃；烘干后采用丙酮清洗，去除表面油脂，再次在熱烘箱中烘干。

15、進(jìn)一步地，所述步驟s4中具體操作步驟包括：首先，將爐體中空氣抽出，真空度保證在0.001pa左右；緩慢升溫，升溫速率控制在小于10℃/min，逐漸升溫到900℃左右，溫度保持60min，使得材料界面充分?jǐn)U散；快速冷卻，冷卻速率控制在100℃/min，溫度降至450℃后緩慢隨爐冷卻直至室溫，取出。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用分體式組裝加工方法，將爆破片上減弱槽加工深度進(jìn)行統(tǒng)一，確保加工精度，使得十字形減弱槽不在同一平面亦可實現(xiàn)精確加工，不用考慮刀具磨損的影響，避免了爆破片加工過程中刀具磨損、劃傷等行為造成爆破片局部應(yīng)力集中或與設(shè)計不一致的問題，提升公差精度，使得爆破片真實爆破壓力與計算值精確吻合，可應(yīng)用于氣瓶、加壓反應(yīng)器、耐壓管道等多個領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，其特征在于：包括上層爆破片和下層爆破片，均通過圓形薄片沖壓成型，相互疊加固定；所述上層爆破片的弧形面上設(shè)有十字形減弱槽，減弱槽貫穿上層爆破片的厚度方向，所述減弱槽的端部平滑過渡；所述上層爆破片上還設(shè)有四個透氣孔，分別設(shè)置于十字形減弱槽的四個劃分空間內(nèi)，每個透氣孔的直徑小于0.1倍的爆破片直徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，其特征在于：所述圓形薄片的表面粗糙度控制在小于0.2μm，鏡面拋光；所述圓形薄片的厚度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，上層爆破片和下層爆破片的預(yù)拱形高度相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，其特征在于：所述十字形減弱槽的寬度為0.5-1mm，減弱槽端部的過渡半徑為0.5倍的減弱槽寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，其特征在于：其加工過程中應(yīng)用到一種爆破片固定夾具，該爆破片固定夾具包括上部固定夾具和與之相對應(yīng)的下部固定夾具，所述上部固定夾具的底面中心位置處設(shè)有向內(nèi)凹陷的爆破片腔，下部固定夾具的頂面設(shè)有向外凸出的頂塊，當(dāng)上部固定夾具和下部固定夾具相對扣合時，頂塊嵌入爆破片腔并與之圍成爆破片放置空間，上部固定夾具和下部固定夾具的四周通過緊固螺栓完成相對固定。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，其特征在于：所述上部固定夾具和下部固定夾具上設(shè)有相互對應(yīng)的通氣孔，通氣孔的設(shè)置位置與爆破片上透氣孔相對應(yīng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片，其特征在于：所述下部固定夾具的頂面邊沿上分別設(shè)置有呈對稱布置的定位槽；所述上部固定夾具的底面邊沿上分別設(shè)置有與上述定位槽相適配的定位塊。

7.一種用于生產(chǎn)上述權(quán)利要求1～6中任一所述真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片的制造工藝，其特征在于，包括以下加工步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于生產(chǎn)真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片的制造工藝，其特征在于，所述步驟s3中的清洗方式為：首先采用低濃度hno3水溶液清洗5～10s，熱水清洗后再熱烘箱中烘干，烘干溫度控制在＜100℃；烘干后采用丙酮清洗，去除表面油脂，再次在熱烘箱中烘干。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于生產(chǎn)真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片的制造工藝，其特征在于，所述步驟s4中具體操作步驟包括：首先，將爐體中空氣抽出，真空度保證在0.001pa左右；緩慢升溫，升溫速率控制在小于10℃/min，逐漸升溫到900℃左右，溫度保持60min，使得材料界面充分?jǐn)U散；快速冷卻，冷卻速率控制在100℃/min，溫度降至450℃后緩慢隨爐冷卻直至室溫，取出。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片及其制造工藝，其中真空擴(kuò)散焊式正拱形爆破片包括上層爆破片和下層爆破片，相互疊加固定；所述上層爆破片的弧形面上設(shè)有貫穿其厚度方向的十字形減弱槽，且減弱槽的端部平滑過渡；所述上層爆破片上還設(shè)有四個透氣孔，均勻分布，每個透氣孔的直徑小于0.1倍的爆破片直徑。所述制造工藝包括以下步驟：圓形薄片加工、沖壓成型，銑出減弱槽及透氣孔，爆破片疊加固定，真空擴(kuò)散焊成型。本發(fā)明采用分體式組裝加工方法，使得十字形減弱槽不在同一平面亦可實現(xiàn)精確加工，避免了爆破片加工過程中刀具磨損、劃傷等行為造成爆破片局部應(yīng)力集中或與設(shè)計不一致的問題，使得爆破片真實爆破壓力與計算值精確吻合。

技術(shù)研發(fā)人員：張偉亞,單廣斌,邱楓,陳閩東,許述劍,屈定榮,陳文武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9