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热等静压设备  

2012-05-09 19:44:34|  分类: 新材料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        热等静压设备主要由高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、冷却系统和计算机控制系统组成,其中高压容器为整个设备的关键装置。目前。先进的热等静压机为预应力钢丝缠绕的框架式结构。高压容器的端盖与缸体间的连接采用无螺纹设计,因简体和框架均采用钢丝预应力缠绕,所获的负预应力可通过计算确定,即使当装置处于工作的最大压力状态时,其强大的应力也是由预应力缠绕钢丝所承受,即应力被集中消除,承载区域独立安全。同时钢丝缠绕还起到防爆和屏障的作用。因此,这种结构的热等静压机在高温高压( 2000摄氏度200MPa)的工作条件下,无需外加任何特殊的防护装置,与老式的螺纹连接结构(端盖与缸体间)的热等静压机相比,不但设备的结构紧凑,而且有效地保证了生产的安全性。加热炉负责提供热等静压所必需的热量,通常为电阻式加热炉,可视不同温度档的要求,采用不同的电阻材料,如最高工作温度为1450℃条件时可用钼丝加热炉,为2000摄氏度条件时可用石墨加热炉。目前在先进的热等静压设备中,加热炉的安装方式为插入式,加热区分布于底部和侧部,可实现快速升温和均匀加热,将温差控制在≤15~E甚至≤10℃的范围。压缩系统通常采用非注油式电动液压压缩机.并配置有过压保护、防振装置和自动调节部件,可给热等静压提供高达200MPa的高压气体。真空泵则采用旋转叶轮式,用于设备的抽空排气,同时可去除容器内水气、氧和其它挥发性杂质。

  冷却系统采用内外循环回路设计。内循环通过管道内冷却水的流动与压力容器外壳间进行热交换。为了保护冷却系统,冷却水的质量很重要,需采用去离子水。管路也需进行防锈处理。外循环则通过换热器将内循环的热量带出。计算机控制系统可预先存储热等静压过程所需的各种程序,实现温度、压力、时间等基本工艺参数的自动控制。该系统还配有人机对话的PC机监视子系统,用于显示在线的工作状态、故障的监测报警等。并可在循环过程中进行程序修改。对热等静压设备多方面的安全保护设计,可确保其在高温、高压条件下的安全运行。如高压阀和高压管路均能承受最大工作压力两倍的压力;为防止过压情况的发生,在高压介质气体管路中设置了多级减压阀。并配有报警装置;当压力容器过压及过热、加热炉过热、冷却水的流量过小或水压过低时,均可进行声光报警,同时切断压缩机和加热炉。电源:采用可靠的电气、机械安全联锁等。

 

 

作者:总工 王新民

 

 

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