大型压力容器

大型压力容器（共7篇）

大型压力容器 篇1

1 大型容器射线检测操作中的主要问题

在大型厚壁容器的射线检测中, 焊接接头的定位是值得思考的一个问题。射线检测的透照布置方法中, 优先推荐的是主射线束与被检测部位中心垂直的透照方向。但是, 由于大型容器内部焊缝余高均被磨平涂漆, 并且由于内装各种油品或腐蚀介质, 给RT检测的布片和贴片带来了一定的困难, 透照方向很容易出现偏差。在透照方向偏差过大的情况下, 会造成“飞片”。

因此, 透照方向的正确与否, 在很大程度上影响着射线检测的质量。即, 为保证射线照相质量, 要进行正确的焊缝定位。

2 磁—磁焊缝定位方法

2.1磁—磁定位方法的基本理论

磁—磁定位方法是基于磁力线分布规律理论来实现定位的。

人们将磁力线定义为处处与磁感应强度相切的线, 磁感应强度的方向与磁力线方向相同, 其大小与磁力线的密度成正比。了解磁力线的基本特点是掌握和分析磁路的的基础。理论和实践均表明, 磁力线具有下述基本特点:磁力线总是从N极出发, 进入与其最邻近的S极, 并形成闭合回路。这一现象在电磁学中称为磁通连续性定理, 通过任意闭合曲面的净磁通总是0, 磁力线总是闭合的。

同电流类似, 磁力线总是走磁阻最小 (磁导率最大) 的路径, 因此磁力线通常呈直线或曲线, 不存在呈直角拐弯的磁力线。任意二条同向磁力线之间相互排斥, 因此不存在相交的磁力线。当铁磁材料未饱和时, 磁力线总是垂直于铁磁材料的极性面。当铁磁材料饱和时, 磁力线在该铁磁材料中的行为与在非铁磁性介质 (如空气、铝、铜等) 中一样。

由于磁力线具有这样的基本特性, 因此介质的磁化状态取决于介质的磁学特性和几何形状。显而易见, 在通常情况下, 介质都处于非均匀磁化状态, 也就是说通常介质内部的磁力线都成曲线状态且分布不均匀;另外, 由于在自然界虽存在电的绝缘体, 但不存在磁的绝缘体, 使得通常的磁路都存在漏磁。介质处于非均匀磁化状态和磁路都存在漏磁这二个特征。磁力线的方向是可以改变的。要改变磁力线的方向, 通常有以下几种办法。一是, 改变产生磁场的磁源的方向和大小;二是, 在现有磁场里施加另外一个磁场;三是, 在现有磁场力增加一个铁块等顺磁物质。

2.2 磁—磁定位方法模型

我们在这里想通过磁—磁定位方法来实现焊缝定位, 主要是想通过某种方式改变磁力线的分布规律, 来进行定位。在厚大工件焊缝的一侧放置一磁铁, 有磁力线规则可知, 磁力线由N极出发进入S极。现在, 我们在另一侧防疫磁针, 想通过这个磁针来感知焊缝另一侧的磁信号。我们知道, 磁体所具有磁性的大小要用磁场强度来表示。如果工件过于厚大, 下面的磁体磁力线是无法穿透工件的, 也就无法在另一侧的表面上产生漏磁, 没有漏磁场, 磁针就不能感知下面磁体磁力。

现在我们要选用一种能够屏蔽磁力线的材料, 使下方磁体的磁力线不进入它自身的S极, 而使它继续向上, 由上方的磁针S极感知。

3 磁定位方法的实现

磁—磁定位方法在实际检测中的实现:现在, 我们来探讨如何屏蔽磁力线的问题。

磁力线是可以被屏蔽的。根据分子环流假说, 磁现象的本质是构成物质的微观粒子的有序排列造成的一种电现象。一些物质进入磁场后, 自身的微观结构变的有序化, 这种现象被称为磁化。磁力线就是磁场周围物质被磁化后的一种形象表示。磁场是微观粒子有序排列形成的, 这种排列一旦被破坏, 磁场就会消失, 磁力, 磁力线自然也就消失了。磁屏蔽都是使用铁磁物质。铁磁物质具有聚合磁力线作用。如用铁制空心盒屏蔽磁, 外界磁力线经铁壳入出, , 所以中间无磁。如用实心铁, 中间是有磁性的。导磁性能好, 磁阻小的材料可以屏蔽磁力线。铁、钴、镍以及他们的合金, 都有这种性能。

在一对磁极之间, N极的磁力线总是指向S极的, 没有什么办法能直接切断这种磁力线指向, 如果中间加了一个阻断板, 磁力线也会从边远的地方绕过去, 因为磁路绕远了, 也就是说外围磁阻大, 必然会有一部分磁力线穿过中间阻断板, 直接走到另一极。屏蔽磁力线的问题, 可以按这样的思路去解决:索性在外围引导磁路, 在中间隔断磁路。

在中间加一个5MM厚的磁性不良导体, 如铜板, 铝板 (这种金属板纯度要高, 不含铁, 镍等金属杂质) , 在外围用磁性良导体材料如软铁, 连接S、N极, 最好用两块, 因为两块永磁铁是两对S、N极。这样可以将穿透阻断板的磁力线减少到最小的程度。

根据磁通连续性定理, 磁力线总是从N极出发, 进入与其最邻近的S极, 并形成闭合回路。我们用上述加阻断板方法, 使磁路绕远了, 同一磁体一对磁极就难于形成NS极磁力线。我们在厚工件另一侧加一个磁体, 对从下方磁体N极发出的磁力线进行引导, 就可以使磁力线穿透厚大工件, 在表面形成漏磁场。然后利用现有的检测漏磁场的元件, 我们就可以检测出漏磁场的位置, 进而找到了厚大工件另一侧磁体所对应的位置, 达到了焊缝定位的目的。

现在, 我们已知的能够屏蔽磁力线的材料有超导体, 还有无磁钢20Mn23Al和45Mn17Al3。

摘要：无损检测是现代化工业生产中必不可少的一项质量检验方法。此文以解决生产实际问题为目的。针对大型容器中焊缝的定位进行了研究。为RT射线检测确定焊缝位置, 防止“飞片”, 提供了一种可行的方法。目前, 大型容器钢结构受力件都要求进行无损探伤。并且以X射线照相方法为主。贴片位置不准, 将会对射线底片上的影象造成一定影响或根本无影像 (简称飞片) 。“飞片”会造成较大的经济损失, 并且严重影响生产效率, 拖延工程进度。为此, 需要对其进行研究, 找出一种或几种能够快速准确测定焊缝位置的方法。

关键词：承压设备检测,射线照相无损检测 (RT) ,焊缝定位

大型压力容器 篇2

(一) 声发射技术概述

1. 声发射技术的原理。

材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射, 声发射技术是当设备在役增压, 如液压试验时, 通过在设备外表面的声发射传感器组来监测裂纹的扩展、破裂等缺陷释放声能而发出的声发射波, 从而监测这些缺陷的技术。

2. 声发射技术的优点。

与射线、超声等其它无损检测方法相比, 声发射技术在大型压力容器检测方面具有以下优点: (1) 由于提供缺陷在应力作用下的动态信息, 适于评价缺陷对结构的实际有害程度; (2) 实现连续在线监测, 适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报; (3) 由于对被检构件的接近要求不高, 可适应复杂的检测环境, 如高低温、核辐射、易燃、易爆及有毒等环境; (4) 由于对构件的几何形状不敏感, 因而适用于其它检测方法受到限制的形状复杂的构件; (5) 利用多通道实现整体或大范围的快速检测, 保温层的最少量拆除 (只需拆除很小的面积安装传感器) , 经一次加载或试验过程, 就可确定缺陷的部位, 检测效率高 (直径为15米的球罐检测时间约为3天) , 可以大大地节省时间和资金, 有的还可以避免开罐等过程, 经济效益十分明显。

3. 声发射技术的局限性。

声发射技术的局限性在于: (1) 仅用于检测活性缺陷, 用此方法没有检测出裂纹, 并不能肯定该设备没有缺陷, 同时, 为使裂纹处于活跃状态采取的增压, 使本来可能带有未知危险缺陷的设备, 处于一种可能的更不安全中, 须慎重对待; (2) 声发射检测一般需要适当的加载程序, 多数情况下, 可利用现成的加载条件, 但有时还需要特别准备; (3) 不能确定缺陷的性质和大小, 有时仍需依赖于其它无损检测方法复验; (4) 检测灵敏度非常高, 因此背景噪声 (如电噪声、机械摩擦等) 给检测带来的干扰难以避免, 因而, 对数据的解释需要有更为丰富的数据分析和现场检测经验。

(二) 声发射技术在国内大型压力容器检验中的应用

1. 检测应用情况。

自1963年美国人Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器的检验, 通过四十多年的发展, 目前声发射技术已成为成熟的无损检测手段, 在国内外压力容器检验中得到广泛应用。上世纪70年代中期合肥通用机械研究所在国内最早开展了压力容器的声发射检测应用工作, 80年代中国特种设备检测研究中心、冶金部武汉安全环保研究院和大庆石油学院等, 对金属压力容器的声发射检测和评定方法进行了较深入的研究和广泛的应用。90年代初燕山石化、天津石化、大庆油田、胜利油田、辽河油田和深圳锅炉压力容器检验所等石油、石化企业检验单位和专业检验所, 相继进口大型声发射仪器广泛开展压力容器的检验。进入21世纪至今, 许多技术监督系统和军队系统的锅炉压力容器检验所购买多通道声发射仪开展压力容器的检验工作。2003年8月国家质量监督检验检疫总局颁布的《特种设备检验检测机构管理规定》和《特种设备检验检测人员考核与监督管理规则》, 正式将声发射技术作为压力容器检测常用的无损检测方法之一, 专业的无损检测公司可以从事压力容器的声发射检测工作。2004年颁布《压力容器定期检验规则》正式把声发射技术列为压力容器定期检验的无损检测方法之一。2007年, 《固定式压力容器安全技术规范》征求意见稿第一百三十一条也强调了应当采用在线检验等方法降低大型成套装置中的在用压力容器对于装置运行期间风险位于可接受水平之上的压力容器风险。自此, 压力容器的声发射检测工作已正式纳入我国政府的特种设备安全监察法规体系。据统计, 我国目前约有70多个特种设备检验机构购买了美国PAC公司的设备, 其中宁波市特种设备检验中心的单台设备的通道数达到72个。据粗略统计, 我国目前约有60多个科研院所、大专院校和专业检验单位在各个部门和领域从事声发射技术的研究、检测应用、仪器开发、制造和销售工作, 从业人员200多人。目前国内有近30家拥有声发射仪器的单位从事压力容器的声发射检测, 这些单位每年采用声发射检测大型压力容器200~300台。目前已有在8000m3的大型球罐上声发射检验的成功经验。

2. 检验标准。

在制定检测标准方面, 除声发射检测术语和检测仪性能测试两个基础标准之外, 我国现有的声发射检测标准几乎均为压力容器的检测方法, 这些标准相互配套, 基本上满足了国内的压力容器检测需求。目前国内已颁布的现行压力容器声发射标准有:GB/T18182—2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》;GJB2044—1994《钛合金压力容器检测方法》等。

3. 声发射检测仪器。

随着电子计算机技术的发展, 声发射检测仪器从全模拟式到全数字式更新了5代以上。完整的声发射系统包括:声发射卡、声发射主机系统、声发射传感器、声发射前置放大器、声发射处理软件, 声发射系统核心部件为声发射卡。目前国内应用的声发射仪器主要是以下公司提供的仪器, 其中PAC公司产品占世界声发射仪器和传感器市场份额的85%以上, 占中国进口声发射市场的90%以上。美国PAC公司声发射产品依据其声发射卡型号不同而构成三个声发射系统, 即:Di SP系统、SAMOS系统、PCI-2系统。德国VALLEN公司拥有AMSY系列声发射仪器, 最新为AMSY5ASIP-2型。国内的北京声华公司拥有SAEU2和SDAES数字声发射系统。北京科海恒生科技有限公司也于2007年3月正式推出KAISER-I (开瑟尔1型) 数字化波形声发射仪器。以上这些声发射产品最新机型都为数字声发射系统, 能够实时采集和显示声发射信号波形和参数 (可以同时采集参数和波形, 也可以只采集存储参数数据, 还可以只采集存储波形数据) , 具有强大的实时和事后声发射参数和波形信号处理功能, 具有强抗干扰能力;同时通道数可扩充至单机容量100通道以上, 具有强大的整体检测能力。PAC公司的MONPAC技术更是基于5000多台容器多次试验经验, 符合ASME的声发射金属压力容器检测标准, 用于压力容器 (金属压力容器和复合材料压力容器) 检验和安全评估, 全球独有的专家系统。能解决中国于2001年颁布了压力容器声发射检测的国家标准GB18182-2000缺乏量化方法的不足。

4. 人员培训。

在检测人员资格认证方面, 已有5人以上以声发射检测技术的有关研究内容为论文题目获得博士学位, 有50多人获得硕士学位。国家质量监督检验检疫总局特种设备无损检测人员资格考试委员会于2002年开始每年进行资格认证培训考核, 到2008年已颁发Ⅲ级检测人员资质证书16人, 仅2008年就颁发Ⅱ级检测人员资质证书78人。

5. 研究进展。

在仪器更新发展方面, 目前PAC公司正在致力于多通道 (Multi-Channel AE Products) 、便携式电池供电操作 (Portable, Battery Operated AE Products) 、无线探头连接 (Wireless AE Products) 、在线监测 (On-Line Monitoring Products) 等声发射产品的研究。

在金属压力容器的声发射信号处理和分析方面, 我国处于世界的领先地位, 刘时风、沈功田和戴光在其博士论文中开发和采用了现代谱分析、小波分析、模式识别、人工神经网络模式识别、灰色关联分析和模糊分析等先进技术, 其结果可以在不进行复验的情况下, 直接给出压力容器声发射源的性质及危险程度。

(三) 声发射技术在我区的应用前景

1. 我区目前的大型压力容器状况。

随着广西经济的快速发展, 大型压力容器越来越多, 今年年初广西北部湾经济区获得国务院批准后, 广西中石油钦州港1000万吨炼油项目就安装了21台3000m3的球罐, 两台650m3液氨罐, 两台400m3空气罐。据粗略统计, 目前北部湾经济区四市已有200m3以上球罐超过85台, 其中还有目前国内最大的10000m3球罐两台, 我区其它的大型压力容器主要是分布全区80多个县市区液化石油气站的液化石油气储罐, 仅北部湾经济区四市150m3以下的大型液化石油气储罐和液氨储罐就已超过250台。已开始前期准备工作的广西钢铁集团防城港1000万吨钢铁基地项目也将安装许多大型压力容器, 包括大型球罐。

2. 检验经济效益分析。

大型压力容器是重大的危险源, 按照《特种设备监察条例》的要求, 在使用3~6年时, 必须要实施定期检验, 以确保安全。而常规检验就必须停产、清洗、介质置换、拆除保温和附属设施等, 不但导致整套装置或整个企业长时间停产, 损失巨大, 而且还会损耗大量的人力物力, 增加检验费用。如某厂8000m3液氨球罐如采用常规无损检测方法检验, 为检验拆除和恢复球罐外表面保温层、架设球罐内外部检验辅助设施、常规无损检测耗材等约需130万元, 检验周期要1个月左右, 应用声发射技术检验不需拆除保温层, 仅需架设外部检验辅助设施, 检验耗材也才5万元左右, 费用仅是前者的10%左右, 检验时间仅为10天时间, 间接费用节约更多, 经济效益显著。再以100m3液化石油气气储罐为例进行分析, 因液化石油气储罐并不是在现场组焊, 而是在制造条件很好的工厂中制造焊接并经热处理, 因此制造质量比较好, 而且储罐设计压力一般为1.77MPa, 实际上使用的工作压力不到0.8MPa, 根据多年来的定期检验结果表明, 储罐极少发现超标缺陷。这样应用声发射技术检测将不用进行开罐检验, 每台设备仅开罐、清洗、置换、焊缝打磨、封盖等辅助工作及更换人孔垫片的费用就可节省超过2300元, 同时还可节省两到三天的时间。因此, 声发射技术在区内大型压力容器检测中的推广应用, 在及时排除了带缺陷运行的压力容器的爆炸隐患的同时, 也为广大压力容器用户带来了巨大的经济效益。

3. 人员设备状况。

广西特种设备监督检验院已有一人获得国家质量监督检验检疫总局颁布的AE-Ⅱ级证书, 并购买了一台PAC公司的16通道声发射检测仪, 已经具备开展声发射检测工作的条件, 特别是先对我区数量众多的50 m3和100m3液化石油气储罐开展声发射检验工作, 掌握在大型压力容器检验中, 应用声发射技术采集数据的方法和如何正确获取声发射数据。并通过研究, 结合国家有关压力容器检验规范, 寻求依据声发射检测结果准确对压力容器进行安全性能评价的可靠方法, 让压力容器定期检验避免置换、开罐等工序, 减少使用单位的停产时间, 降低检验造成的损失, 同时也为检验人员积累声发射的检测经验, 提高检验人员的检测水平。随着仪器通道数的扩充, 还可对大型球罐进行声发射检测, 也可应用到相关的领域, 比如应用于管道的泄露, 大型油罐的腐蚀泄露检测等等, 产生更大的经济效益。

(四) 结束语

声发射技术已在国内成功推广应用, 并产生了巨大的社会和经济效益。我区已经适合在大型压力容器上开展声发射检测, 可继续加强人才的培养, 加大对设备和科研的投入, 提高我区的声发射检测水平, 同时尽快组织开展此项工作, 早日为广大压力容器用户带来良好的经济效益, 为我区经济的又好又快发展做贡献。

参考文献

[1]GB/T18182-2000, 金属压力容器声发射检测及结果评价方法[S].2000.

[2]沈功田, 李金海.压力容器无损检测——声发射检测技术[J].无损检测, 2004 (9) .

[3]沈功田, 戴光, 刘时风, 等.中国声发射检测技术进展——学会成立25周年纪念[J].无损检测, 2003 (6) .

大型压力容器 篇3

一、金融危机导致大型船用曲轴市场供需平衡点提前到来

在需求方面, 根据克拉克松数据, 2009至2012年我国手持订单中3万载重吨以上的大型船舶新订单分别为406艘、791艘、604艘和174艘。根据3万载重吨以上的新船完工量, 可以初步测算出我国大型船用曲轴的市场需求情况, 如图1所示。在测算过程中还考虑了两个因素: (1) 在金融危机背景下, 船东撤单和延期交船情况严重, 必将影响船用曲轴需求量; (2) 2012年的新船订单量还可能会有所上升。

在供给方面, 2005年以前, 我国大型船用曲轴完全依赖进口。目前我国仅有上海、大连、青岛三家企业可以生产大型船用曲轴, 总生产能力如下图所示。三家大型船用曲轴生产企业现有工程及二期工程完全建成后将形成500根左右的年生产能力, 可以缓解我国大型船用曲轴过度依赖进口的格局。

就2005至2008年的供需关系而言, 我国大型船用曲轴的需求量和供给能力均快速增长, 尽管缺口在不断缩小, 但市场格局仍是供不应求, 需要从国外进口。如果市场竞争环境没有发生根本性变化, 国产大型船用曲轴厂商在未来3年内本应该接单较多, 任务量十分饱满, 扩建工程也会进展迅速。

然而, 席卷全球的金融危机可能提前改变国产大型船用曲轴的竞争格局。从图1可以看出, 在2010年和2011年, 由于2008年金融危机之前井喷式新船订单将得以大量释放, 从而带动大型船用曲轴需求量迅速增长;随着2012年新造船完工量可能急剧下滑, 大型船用曲轴的需求量也会迅速下跌, 甚至跌破供需平衡点, 导致我国大型船用曲轴的供需平衡点可能提前到来。因此, 国产大型船用曲轴企业应充分认识金融危机对曲轴产业的影响, 警惕市场供需平衡点提前到来, 提前做好调整策略。

二、多方因素导致国产大型船用曲轴市场竞争格局快速改变

尽管大型曲轴市场的供需平衡点可能提前到来, 但我国大型船用曲轴市场在未来3年内一直有供给缺口。然而, 我国国产曲轴受制于其他因素影响, 却不能完全自主地满足快速增长的国内需求, 受日本和韩国的竞争压力日益增大。多方因素导致国产大型船用曲轴市场竞争格局快速发生改变, 这些因素包括:

首先, 金融危机爆发之后, 船市由卖方市场迅速转变为买方市场, 船东变得日益挑剔, 有些船东开始指定国外厂商生产的柴油机或曲轴;部分国内柴油机厂商也开始使用国外的曲轴;同时, 部分柴油机和曲轴订单被撤销或延期, 这导致国产曲轴市场受到一定程度的影响。

其次, 韩元相对人民币持续贬值。人民币持续升值, 韩元持续贬值, 造成了韩元相对人民币持续大幅贬值。在2007年初至2009年9月中旬的两年多时间内, 韩元相对人民币贬值了50.8%;在2008年9月全球金融危机爆发一年之内, 韩元相对人民币贬值了10.2%。韩元持续贬值, 对韩国船用曲轴厂商向中国出口十分有利, 使得其产品在价格上具有竞争力。

再次, 日韩等国船用曲轴制造商存在恶意低价倾销, 压制我国船用曲轴产业发展的嫌疑。在船市火爆时期, 韩国的曲轴产能扩张过快, 逐渐形成产能过剩的局面, 以至于金融危机爆发以后, 曲轴库存量很大。同时, 韩国企业遭受大量撤单或延期, 导致其其库存量继续增大。因此, 韩国加大了对中国出口其船用曲轴的力度, 恶意压低价格, 冲击我国船用曲轴生产企业。例如, 金融危机爆发之后, 韩国生产的60型船用曲轴, 加上增值税和关税之后, 比我国生产的同类曲轴便宜约30%。在市场经济中, 面临降本增效压力的造船企业或柴油机厂当然希望选择更便宜的曲轴, 何况差价还是如此之大呢?

最后, 没有严格执行曲轴生产许可证协议。中国、日本和韩国的船用曲轴企业均采用MAN、瓦锡兰等公司的许可证进行生产。根据许可证协议, 各国只能在限定区域内销售其产品 (通常是本国) 。如果要向其他国家出口产品, 需征得对方国的相关厂商同意。在上一轮船市火爆时期, 我国船用曲轴产能严重不足, 受制于人, 只能对国外企业开放船用曲轴市场, 破坏了许可证协议关于销售区域限定的相关规定。风险。被誉为柴油机心脏的船用曲轴, 我国必须大力发展。因此, 大型船用曲轴产业面临的竞争压力必须引起相关部门高度重视, 应及时采取相关措施, 扶持处于发展初期的国产大型船用曲轴产业。建议采取以下措施:

(1) 严格执行许可证协议的相关规定。相关企业可以联合向许可证方施加压力, 要求严格按照各方签订的许可证协议划分销售区域。建议政府相关部门对不遵守许可证协议的国外企业采取相关措施, 限制进口其产品。

(2) 五方共同承担国产曲轴与进口曲轴的差价。对于国产与进口曲轴的巨大差价, 在短期内可以让船东、船厂、主机厂、曲轴厂和政府五方以恰当方式共同承担, 以度过艰难时期。相关部门可以在合法的前提下实行临时减税、财政补贴等方式应对日韩企业压制我国船用曲轴的发展。

(3) 必要时针对韩国曲轴启动反倾销调查。反倾销调查一方面可以对韩国企业低价倾销行为构成一定威慑作用;另一方面可以为国产大型船用曲轴产业的调整争取时间。

(4) 区分国产化和本土化两个概念。政府在支持相关产业发展的政策中, 应明确区分国产化和本土化。本土化生产也可能是外国企业在中国兴建独资企业, 利用我国劳动力成本低廉的优势, 享用我国宝贵的自然资源开工建厂进行生产。例如, 韩国STX利用地方政府急于招商引资而给予的优惠政策在大连长兴岛独资兴建船舶配套企业 (含柴油机、船用曲轴等) , 这将对我国船用设备产业构成一定威胁, 同时我国承担着污染、耗能带来的后果, 不符合我国产业发展的长远利益。

大型压力容器 篇4

1 玻璃钢材料的优缺点

与传统的金属材料及非金属材料相比, 玻璃钢材料及其制品, 具有强度高, 性能好, 节约能源, 产品设计自由度大, 以及产品使用适应性广等特点。因此, 在一定意义上说, 玻璃钢材料是一种应用范围极广, 开发前景极大的材料品种之一。

玻璃钢 (FRP) 的优点之一是轻质高强[2]。相对密度在1.5~2.0之间, 只有碳钢的1/4~1/5, 可是拉伸强度却接近, 甚至超过碳素钢, 而比强度可以与高级合金钢相比。但同时玻璃钢 (FRP) 的弹性模量低, 玻璃钢 (FRP) 的弹性模量比木材大两倍, 但比钢 (E=2.1×106) 小10倍, 因此在产品结构中常感到刚性不足, 容易变形。可以做成薄壳结构、夹层结构, 也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。

2 立式缠绕成型玻璃钢罐的优化设计

立式缠绕成型玻璃钢罐的设计过程中需要充分考虑到玻璃钢材料刚性不足、容易变形的问题。因此, 在华北局红河油田联合站200 m3玻璃钢储罐的设计过程中, 对玻璃钢罐进行了罐壁优化设计、储罐连接优化、罐底转角设计优化、接管结构优化以及过热接管夹层结构的设计优化。

2.1 玻璃钢罐罐壁的设计

立式储罐在满足使用寿命的前提下, 对壁厚采用自下而上的减薄设计。

(1) 罐壁厚度按下式计算:

罐体刚度按下式计算壁厚:

式中:D=6.5 m;H=6.5 m;φ=1.0;n=10;γ=1000 kg/m3;Hi按2.87、5.74、6.5取值。

玻璃钢:σb=150MPa;[ε]=0.1%;E=1.1×104 MP a

结构层的厚度附加量 (C) :当计算厚度小于5 mm时, 厚度附加量为3 mm;当计算厚度大于或等于5 mm<10 mm时, 厚度附加量为2 mm;当计算厚度大于或等于10 mm<15 mm时, 厚度附加量为1 mm;当计算厚度大于或等于15 mm时, 不需要厚度附加量。内层厚度取2.5 mm, 外层厚度取1.5 mm。

将已知数代入上式, 计算结果见表1。

(2) 罐壁设计外压计算。

其中:K1=1.0;q0=350 Pa;K2=1.2;P=0 Pa

(3) 罐壁的许用临界压力按下式计算:

按上式计算结果见表2。

(4) 罐壁的稳定校核应满足下式要求:

上述计算知:Po=787.5Pa

故该罐壁校核合格, 不需设加强圈。

2.2 玻璃钢储罐的连接优化

玻璃钢储罐的封头与筒体间的连接形式采用对接连接。对接时可借助导向板完成, 接缝处应平整、严实, 接缝间隙不超过板厚或者10 mm, 且无明显错位倾斜。内外层分别采用400 mm的聚酯材料进行粘贴加固。

2.3 玻璃钢转角设计优化

筒体与罐底用承插内外增强糊制法粘接[3], 内部糊制的拐角半径r不小于50 mm, 增强糊制的宽度不小于200 mm。拐角糊制增厚应递减, 圆滑过渡并与底部和侧壁相切。

2.4 接管结构优化

法兰与容器组装形式见图1。其适合于直径大于100 mm的接管。直径不大于100 mm的接管需要角撑板支撑。接管开孔处应能承受液柱压力, 要在以开口中心线为中心的周边面积进行补强。常压容器的接管开孔补强按照公式 (1) 进行计算[4]。

式中:

Tt为开孔补强厚度, 单位为毫米 (mm) ;K为系数, 接管直径≥150 mm时, K=1.0;接管直径<150 mm时, K=1.0d/ (dr-d) ;d为接管公称直径, 单位为毫米 (mm) ;dr为补强圈直径, 单位为毫米 (mm) ;接管直径≥150 mm时, d r=2 d, 接管直径<1 5 0 m m时, dr=d+150;P为接管所在部位的液柱压力, 单位为兆帕 (MPa) ;D为容器内径, 单位为毫米 (mm) ;Sa为许用拉伸应力, 单位为兆帕 (MPa) 。

2.5 过热接管夹层结构的设计优化

由于玻璃钢长期耐温性差, 长期使用时通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降[5]。因此, 对于内部有碳钢加热盘管的玻璃钢大罐, 其罐壁可以采用套管式的夹层结构, 以防止内部碳钢加热盘管与玻璃钢罐壁直接接触。

3 结论

(1) 红河油田联合站、转油站、废液处理站内, 建造玻璃钢罐时进行了结构优化, 共建造玻璃钢罐数量达到9座。 (2) 从玻璃钢罐的检测结果和现场运行情况标明, 玻璃钢罐的结构优化是合理的, 罐的刚度不足的问题得到了解决, 满足了生产的需要。

参考文献

[1]陈博.发展中的我国玻璃钢工业[J].玻璃钢/复合材料, 1997 (6) :15.

[2]雷文, 凌志达.缠绕玻璃钢管罐的技术特点及在我国的应用现状[J].工厂塑料应用, 2000, 28 (6) :24-26.

[3]CD130A19-85, 手煳法玻璃钢设备设计技术条件[S].

[4]HG/T 3983-2007, 耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器[S].

大型压力容器 篇5

冲压是汽车制造的首道工艺。随着现代汽车制造技术的迅速发展, 新型材料、复合材料被广泛应用, 对冲压装备的柔性化和智能化要求越来越高。大型伺服冲压技术完全突破了传统机械压力机的概念, 采用伺服马达驱动技术, 取消了飞轮、离合器、制动器, 由伺服电机直接提供冲压能量, 在冲压过程中可根据不同材料、不同工艺要求, 实现运行速度和成形力的无级调节, 能够适应薄板拉深冲压零件及高强度钢板、铝合金板等新材料的成形加工, 具有高质量、高效率、节能环保等特点, 是冲压技术的又一创新和飞跃。之前, 这一技术只有日、德等国少数企业掌握, 国内汽车企业应用的大型伺服压力机生产线也全部依赖进口。

借助国家重大专项的推动作用, 济南二机床在国内率先开展了伺服压力机技术的研究和应用。此次验收的25000k N大型伺服压力机, 在主传动系统动力学分析、伺服驱动及控制系统设计、伺服运动曲线仿真模拟优化、数控模垫开发设计、设备故障自诊断及远程监控等关键技术上取得重要进展, 能够满足汽车制造高强度钢板、铝合金板等新材料的成形加工。它的研制成功, 是济南二机床在掌握和运用单双臂快速送料冲压技术、大型多工位压力机技术的基础上, 在冲压技术领域的又一新突破, 同时也标志着国产汽车冲压技术与国际最新技术实现了全面接轨和同步发展。

验收会和鉴定会分别由工信部和中国机械工业联合会组织召开。来自工信部、机械联合会、科研院所、汽车用户的近20名专家出席了会议。专家组成员在听取了报告、实地参观了产品在奇瑞汽车大连工厂的运行情况, 对课题中的有关问题进行质询后, 一致同意通过验收。同时对项目做出了如下鉴定结论:“该大型伺服压力机主要技术性能指标达到同类产品国际先进水平。项目的成功研制对提高我国装备制造业竞争实力具有重要意义, 具有广阔的应用前景。”今年初, 济南二机床又为广汽乘用车集团提供了国内首条2000吨伺服压力机生产线。

至此, 在济南二机床集团承担的13个“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项中, 已有5个项目通过验收。

大型压力容器 篇6

为了提升我国数控机床和基础制造装备产业的自主创新能力和核心竞争力,带动装备制造业结构调整和相关产业的发展,“高档数控机床与基础制造装备”被国务院列为“十一五”期间十六个科技重大专项之一,而“大型多工位压力机”是高档数控机床与基础制造装备重大专项的十大标志性设备之一。大型电子伺服三坐标多工位送料系统是大型多工位压力机的核心组成部分。

大型多工位压力机是目前国际上汽车覆盖件等大型冲压件生产最先进的制造装备之一,它与传统的冲压系统相比,效率提高3～5倍,综合成本节约40%～60%[1,2]。欧美日等国家和地区大型汽车冲压件生产装备70%以上为多工位压力机[3,4],而我国尚不到10%且全部依赖进口,国内仅有个别企业能够生产大型多工位压力机,但其核心部件——大型电子伺服三坐标多工位送料系统尚不能自主开发[5]。根据目前的产业发展形势,我们着手自主研发大型电子伺服三坐标多工位送料系统。该系统的研发符合国家“十一五”及中长期规划中优先、重点发展的战略产业目标,可以打破国外对该技术长期垄断的局面,填补国内空白。

1 送料系统的运动分析

运用系统法对送料系统的组件和运动进行分析,以便充分认识送料系统的运动和结构的内在属性。系统法是从系统观点出发,把目标对象看作系统整体加以研究、认识,同时又将复杂的系统分解为不同的因素,并从整体与外部环境、整体与因素之间的相互联系、相互制约、相互作用的关系中综合地、精确地探寻整体本质及其运动规律,以达到正确认识和处理问题的一种方法[6]。

1.1 系统整体分析

系统是由各部分组成的有机整体,是系统因素与系统环境的有机联系体。通过系统整体分析可以获知系统、系统因素、系统环境之间的内在联系和关联作用。送料系统的整体构架见图1。

外部环境的影响因素在送料系统的设计过程中扮演着 “约束条件”的角色,其中:①主机参数直接影响送料系统参数的确定;②送料系统与主机协同作业,所以送料系统与主机的曲轴、滑块相互制约,其中送料系统通过旋转编码器获取主机曲轴的转动数据作为其伺服驱动的输入信号;③主机配套模具在安装或更换过程中使用的是一套液压自动换模装置,换模时间较短,所以要求送料系统的横杆具有自动快速对接功能。

控制系统与运动系统之间有着控制和反馈的关系。控制系统输出控制信号,运动系统做出即时响应,同时运动系统上安装的传感器必须及时监测运动系统的运动参数和运动状态,为控制系统提供反馈信号,控制系统再根据反馈信号做出动态响应。

1.2 系统设计目标的展开

将设计目标展开,把整体目标分解到不同的设计阶段:①第一步,实现机构“运动”,以运动系统设计为主,通过可靠性设计实现机构既定的运动目标;②第二步,实现机构“准确”运动,以控制系统设计为主,确保整个机构的运动精度;③第三步,实现机构“安全”准确运动,运用电子定位设备、数据采集系统、信息反馈系统及安全PLC,与压力机及其配套部件形成一个有机整体,实现安全、可靠的运转;④第四步,对送料系统进行运动仿真和受力分析,同时优化初始设计参数,以便提高机构的可靠性、安全性和经济性。

1.3 系统设计参数的确定

送料系统是为主机配套设计的,所以主机的几何参数、工作参数成为送料系统设计参数取值的依据。结合目前国外相关设备的发展状况,我们初步确定送料系统设计的几何参数和工作参数见表1。

1.4 系统主要矛盾分析

大型电子伺服三坐标多工位送料系统主要服务于汽车零件冲压生产线。由于工件是由模具冲压成形的,汽车零部件的成形模具精度高、尺寸大,价格昂贵,所以设备运行的可靠性和稳定性直接影响模具的安全。由此可见,送料系统设计所面临的主要矛盾是送料系统与外部主机滑块之间可能发生的运动干涉或碰撞。为了避免可能发生的事故,必须对送料系统和主机滑块两者进行研究。

送料系统设计允许工位个数是5个,加上取料和卸料2个辅助工位,根据工件移动顺序、系统运动参数和压力机的布局可以确定工件移动的运动过程,见图2。

根据送料系统设计要求,系统需完成X、Y、Z三坐标轴的运动,将工件送到指定位置后再返回到起始位置,见图3。

送料系统与主机滑块之间是联动关系,运动空间有部分重叠,所以两者之间的运动不能产生干涉,否则送料系统、工件、滑块和模具之间就有可能发生碰撞,发生安全事故。根据主机曲轴、滑块、送料系统的运动特点和设计参数(图4～图6),通过计算确定送料系统的运动过程参数[7,8,9]。图5中斜杠后面的数值是指在该动作中曲轴要转动的角度。

2 运动系统的实现

2.1 驱动部件设计

送料系统需完成X、Y、Z三个坐标轴的运动,其中,X轴方向2个电机,Y轴方向4个电机,Z轴方向2个电机。系统中8台伺服电机配合运动,将工件送到指定位置。电机的选型主要取决于电机负载、速度、位移和加速度限值等。根据各电机的工作情况对电机的功率、转矩、转速进行计算以便确定电机的参数[10]。

经计算,选取X、Y、Z轴的伺服电机(三菱公司产品)参数见表2。

2.2 传动部件设计

根据送料系统机构的运动特点,采用齿轮齿条传动作为主要传动方式。

在齿轮的设计计算过程中,齿轮所受法向力的计算并不精确,并且齿轮的齿数也是由经验数据获得的,所以,在齿轮齿条的模数和齿数以及法向力大小确定的基础上需对齿轮齿条的参数进行必要的核算。

在计算过程中,所需的已知条件为:传动功率P和齿轮转速n1,或者传递的扭矩T1。在对齿条进行计算的过程中,可将齿条看成是半径无穷大的齿轮,其直径D、齿数z均为无穷大。由于此齿轮齿条传动为开式传动,承载能力主要取决于轮齿弯曲疲劳强度,此时,其主要决定参数为模数m,所以,齿数若选得过大会导致传动结构尺寸过大。在满足轮齿齿面疲劳强度的条件下,宜将齿数z取得小些,一般可取为17～20,不过z要大于最小齿数,以避免根切[11]。

经计算,选取X、Y、Z轴方向上齿轮齿条的参数见表3。

2.3 传动过程中应用的技术处理

传动过程中由于传动机构竖直方向(Z轴)上电机所驱动的部件质量最大,所以竖直方向驱动电机的运动载荷最大。为了减小机构竖直方向的运动载荷和运动惯量,在竖直方向上的驱动部位安装气动平衡缸,以减小竖直方向伺服电机的运动载荷和运动惯量。这样可以减小机构快速运动中对整个送料系统的冲击,并提高送料系统的响应速度[12]。

2.4 送料系统配合主机自动换模的横杆自动对接结构设计

为了满足主机配套模具自动换模的要求,在设计过程中送料系统的横杆(图7)使用了三段式可自动拆卸结构。当主机换模时横杆的中间段可以从送料横杆上自动脱离开来,为更换模具腾出空间,换模结束后自动对接并锁紧。横杆对接部分设计了专用的自动快速对接接头。对接接头采用气动对接方式,对接接头内部使用双向气动开关,可以通过气动开关实现接头的松开和锁紧。对接接头上装有电路、气路接口,为横杆上的传感器和其他构件提供电源、信号、气路通道。

2.5 送料系统各机构部件的设计

根据送料系统的设计参数和配套的压力机的几何参数,运用三维设计软件Solidworks进行送料系统各机构部件的设计和三维建模。送料系统各机构部件包括:主体固定板、竖直承载板、变速箱托板、伺服电机、变速箱、送料横杆、快换接头、夹钳、储气缸、平衡气缸、传动部件及紧固件等。通过SolidWorks构建的三维模型如图7所示。

3 控制系统的实现

针对压力机的工作特点开发了专用的冲压送料运动控制系统。 在控制系统设计过程中,首先根据控制器控制的轴数、外接模块的数量、PLC的性能、I/O点数、功能模块、通信能力、零位补正、信号分割、扩展需求等选取PLC的CPU、顺序控制器、手动脉冲发生器、伺服放大器等控制系统所需的硬件;系统硬件选配完后进行系统程序设计,首先对PLC的CPU进行程序设计,再对运动控制CPU进行编程设计;最后在送料系统的运动机构上布置传感器、检测仪、报警装置等[13,14]。

该运动控制系统具有以下特点:①设置开始点和结束点自动生成进给轴的凸轮文件,以冲压角度与驱动轴的凸轮角度为基准,对应冲压角度/进给位置进行外部输出,确保了送料系统与主机的同步运动;②通过同步编码器检测的平滑功能抑制进给轴的振动,增加了冲压控制用的同步编码器的平滑功能,可以进行冲压点的平滑处理设定,在冲压的瞬间进行平滑处理,同步编码器的数据异常检测处理可以提高运动控制器工作的可靠性;③具有自动补偿运动控制器的计算延迟功能;④具有可视化编程界面,集成了大量的编程工具、监视工具和调试工具;⑤可高速响应外部输入,缩减伺服程序启动时间,利用步进执行方式高速执行控制;⑥内置冲压保护程序和故障报警功能,配有多个传感器互动联锁,确保系统运行的安全性和可靠性。运动控制器的系统配置示意图见图8。

该运动控制器执行定位控制时,操作顺序如图9所示。

4 系统设计方案验证

4.1 运动仿真

运用运动仿真软件ADAMS对设计的送料系统进行运动仿真。通过运动仿真预测送料系统运动部件的性能、运动范围、碰撞干涉等。将SolidWorks中创建的参数化模型导入到ADAMS中。为了减小仿真难度,在保证仿真效果的前提下,对送料系统的模型进行了简化处理。把一些紧固件和一些不重要的零件进行布尔加运算,从而减少零部件的数量及降低系统的复杂程度。对模型进行简化处理后开始仿真操作:首先添加各种运动副,然后设置电机参数,最后设置其具体的运动参数[15]。

在ADAMS PostProcessor模块中显示仿真动画以及对仿真结果进行处理。在模块中选择load animation加载仿真动画,如图10所示。

运用ADAMS/Post Processor模块Tools中的Clearance对送料模型中的各个部件进行干涉检查,然后选择Compute进行计算,最后导出结果。结果显示:送料系统的运动部件、加工工件和主机滑块之间不存在运动干涉问题,从而验证了运动系统设计的合理性和可行性。

4.2 受力分析

运用有限元分析软件ANSYS对送料系统关键受力部件(支架、承载板、送料横杆)进行受力分析。根据分析结果判断该部件的材料、结构和几何参数设计是否合理[16]。

在ANSYS中导入SolidWorks中创建的参数化模型之前,在不影响受力分析的前提下简化部件模型:用螺杆连接的同种材料的零件转换成一个实体,将焊接零件部分视为整体等。为了减轻整个送料系统的自重、减小电机负载、增加机构运动的灵活性,伺服电机的支架、安装承载板、送料横杆等均采用铝合金6063-T5 材料。根据材料的特性选取弹性模量E=69GPa,泊松比为0.33。

4.2.1 支架受力分析

(1)约束。

在与铝横板连接的滑块的螺栓孔上设定固定约束(图11)。

(2)加载。

电机支架受到送料横杆和零件的重力以及X轴加速时对支架的反作用力作用。经计算,重力总共约为4500N,加载到4个电机支架上,每个支架受到的力为1125N。重力加载在螺栓孔的沉头截面上。螺栓孔沉头截面面积为904mm2,所加载荷为面载荷,大小为1.24MPa;X轴方向上的电机的质量为28kg(280N),加载到电机安装截面上,其面积为11586.6mm2,载荷为0.024MPa;Y轴方向上的电机质量为25kg(250N),加载于上部的电机孔中,孔截面所承受的载荷为0.12MPa。X轴最大的加速度约为1.49m/s2,所产生的最大作用力约为670N,作用在4个电机支架上,每个支架受力约为167N,加载在连接电机的螺栓孔的4个截面上,每个截面所受载荷为0.31MPa。

(3)结果分析。

由图11c可知,电机支架最大应力为19.0231MPa,最大应力分布在滑块的螺栓连接孔处;由图11d可知,最大变形为0.11μm,发生在下端连接滑块的部位。

4.2.2 承载板受力分析

(1)约束。

在运动的瞬间连接Z轴电机的孔是固定的,在连接Z轴电机的孔上施加全部的约束,导轨只能沿Z轴运动。在铝板背面施加X轴和Y轴约束(图12)。

(2)加载。

铝板在工作过程中受到的力可以等效为两部分:关联零件的重力和零件沿Z轴加速时产生的作用力。力是通过连接铝板和电机支架的导轨滑块传递的,导轨和滑块连接的面受到面载荷作用,当滑块靠近铝板两侧时,铝板所处工况最危险,故选取滑块的极限位置作为受力分析位置。零部件质量为11070N,Z轴最大加速度为5.56m/s2,每个铝板承受的力为5535N,平均分布于8个滑块上,每个滑块承受的力为691.8N,力加载于滑块与导轨的接触面上。

(3)结果分析。

由图12c可以看出,最大应力值为70.057MPa,最大应力分布在连接电机的螺栓孔周围;由图12d可以看出,铝板的最大变形为0.0012mm,发生在铝板两侧。

4.2.3 送料横杆受力分析

(1)约束。

在对接横杆的导轨和滑块接触处增加Y、Z方向上的约束,限制其Y、Z方向上的移动(图13)。

(2)加载。

因为该零件在运动过程中承受的力共为1200N,且在运动过程中竖直方向上的最大加速度为5.56m/s2,计算可知其惯性力为667.2N,托板面积为1953.6mm2,因此只需要在托板的每个面上加载0.0899MPa的应力即可。ANSYS中,重力是根据惯性力来施加的,即只需施加重力加速度9.8m/s2,同时考虑运动过程中所产生的加速度5.56m/s2,因此在输入重力加速度时,需要输入15.36m/s2。

(3)结果分析。

由图13c可知,支撑横梁的最大应力分布在对接横杆的导轨上的端面上,其最大应力为73.279MPa;由图13d可知,最大位移为0.0137mm,位于中心处的夹钳托板上。

根据《铝合金结构设计规范》,铝合金6063-T5的抗拉、抗压和抗弯强度设计值为90MPa,可知电机支架、承载板、横杆在工作时强度满足设计要求。电机支架结构为铝板焊接而成,根据分析,焊缝处应力值较低,低于10MPa,根据《铝合金结构设计规范》,若焊接适当,6063-T5对接焊缝的抗拉、抗压、抗剪强度分别可达115MPa、115MPa、65MPa,可见焊缝处强度满足工作要求。

从分析结果可知,各设计零件均满足强度和变形要求,因此系统的结构设计是合理的。

4.3 样机试制

根据前面的设计参数试制了一台样机(图14)。通过长时间的试运行,整机运行稳定、可靠,实现了设计目标。该样机在2010年中国数控机床展览会(CCMT2010)上展出,并顺利通过了相关单位及专家组的鉴定和验收。

5 结论

(1)运用系统法确定送料系统的设计方案,使得设计方案思路清晰、目标明确,既注重了研发的整体性,又兼顾了细节。通过系统法找出了系统、系统因素、系统环境之间内在的关联和运动规律,使得设计方案切实可行。

(2)该送料系统不仅可以为压力机配套实现2～5个工位的作业,还可以扩展配套到类似的大型、复杂的加工设备。该送料系统具有高速、重载、高柔性的特点,量产后可以替代同类进口产品,但成本却降低近70%。

随着中国汽车工业的飞速发展,我国冲压设备将迎来发展机遇,自主研发电子伺服三坐标多工位送料系统将是我国冲压设备发展的一个重要方向,它不仅可以提高冲压设备的科技含量,还可以提升我国冲压设备生产企业的竞争力。

大型压力容器 篇7

1 栽培品种的规格、成活率及生长发育情况

备注:前4个品种2011年3月种植, 2011年9有16日调查;后4个品种2009年种植, 2010年12月遇冻害, 香樟无冻。

2 种植管理

2.1 苗木处理

表中前面4个品种均为公司外购苗木, 路上行程1~3天。来圃卸车后对香樟、秋枫和盆架树进行了根系处理、修枝去叶, 并分别于3m、3.5m、6~7m处作截干处理, 对桂花疏弱枝枯叶, 喷湿树干, 覆盖遮阳网。

2.2 种植土准备

种植土的优劣直接影响到苗木的成活和以后的生长势。我们就地取材, 配制2种种植土: (1) 粘壤土或水稻土 (已风化) 60%~65%、河沙10%~15%、发酵腐熟锯木屑25%; (2) 黄壤土70%~75%、过磷酸钙0.5%、发酵腐熟锯木屑25%~30%。

2.3 种植

三圳苗圃共有2片区域:一是顺岭村为水稻土和沙壤土, 苗地建于松子岌山坡下的河滩地, 河心较高, 由于山脚至石窟河堤地势由低到高, 虽近河堤边有一北高南低的排水沟, 却终因排水沟地势较高, 而周围农田耕种灌水出现季节性的高地下水位, 部分苗地有时滞水;株行距3m×3m。另一区域为芳心村区, 属积水湖田, 经开沟填高现已水旱无忧;株行距为4m×3~4m。石灰放线定点后, 由4~9人一组协作 (或利用吊机) 将树置入容器内, 边加土边用木棍捣实。

2.4 边栽植边搭架支撑

在离地面高约2m处用竹竿作横梁, 沿行和株纵横绑扎成田字状网格, 然后在外围逐株作斜支撑。成活后对树冠高大的盆架树补加三角支撑, 确保绑扎稳定无松动。

2.5 浇水

容器苗木成活的关键就是为根系生长创造一个稳定的的湿润环境, 做到合理供水。发芽生根前水太多, 断伤的根系就会在愈伤组织形成之前病变根腐, 水少又会使根干失水削弱树体活力而死亡。栽植后的3天内应大水浇灌2~3次, 促使土壤基质沉实并与根球充分密接。土球太小根系损伤过多的树应结合浇水浇灌生长调节剂类物质 (如ABT生根粉、萘乙酸、吲哚丁酸和一些厂家生产的复配剂) 1次, 以促进根系恢复生长。至发芽抽梢前, 应视天气温度和降水情况每日或隔日浇水和喷湿树干1~2次。如土壤含水量超过饱和含水量时, 就应控制容器内浇水, 只浇湿地上部分。气温达32℃, 应随温度升高增加浇水次数。枝梢停长后约2周左右, 对不耐水湿的桂花和香樟等只能适度供水, 以促进新根生长和叶片转绿, 但对盆架树和秋枫等耗水量大、速生、耐水湿品种则应确保水分的正常供应, 尽量延长枝叶建造的速生期。

秋季当月平均气温下降到18~20℃时就应适度控水停肥, 抑制枝梢生长, 为树体枝叶老熟和树体越冬抗寒作准备。

2.6 培土围土

容器内土壤沉实根球裸露的应及时补充土壤, 但应注意控制在容器容量的8成, 以免容器土满盛水太少, 不易湿透容器内基质, 而使树上枝叶出现干旱;容器完全或半裸露于地面, 浇水渗透流失快, 夏季酷热容器苗的水分蒸发量要比地栽大5倍以上, 维持正常生长则需水更多。而沿容器周边围土达容器内土面高度后还可起到冬季防寒的效果。另外, 在容器内的土面覆铺一层腐熟锯木屑对土壤的保湿降温、防止板结和培肥效果也非常好。

2.7 追肥

容器苗对肥料的施用与地栽苗不完全相同, 根系形成根球, 养护根群的有效土体比较小, 对肥料的缓冲能力也很低, 极易因过量施肥土壤浓度过大引起根系的反渗透, 而导致伤根、黄叶和死树。少施肥或不施肥, 频繁浇水极易引起土壤中营养元素的淋洗损失和土壤板结, 降低树体生长势。故适时、适量施肥对提高容器苗木的经济生产能力显得非常重要。肥料可选用45%复合肥 (N15P15K15) , 每次施用15g, 或与腐熟饼肥200g交替施用, 每月施3~4次, 基本上不用单质化肥。还可结合病虫害防治, 喷施硼、锌等微量元素。

2.8 修剪

在种植当年的生长季节里, 容器苗必须极轻修剪, 只需剪除根蘖和离容器30cm以内的枝叶, 对个别不理想的枝只宜轻度摘心和拉 (拿) 枝调角, 以增大叶面积系数, 加快根 (系) 、 (树) 干、冠 (幅) 的相互促进生长。冬季或春芽萌发前再适度修剪, 调整枝下高度, 清理下枝。保持干 (高) 冠 (高) 比1:2~2.5, 这样到苗木出圃种于绿地后, 只须根据品种习惯冠形和设计思想作适当调整, 剪定树形。

3 有关问题的探讨

3.1 容器种植形式的选择

容器苗的生产多数是根据苗圃地势和土壤情况进行选择性栽培。排水好的缓坡地, 地下水位较低的沙地, 防风林网不健全的风口地, 多选择半地下式 (容器埋入土内1/2) 栽培。而在地势平坦偏低, 地下水位较高的地多平地栽培或围土栽培。生产上应用的容器大多选用美植袋, 次为围植板 (控根器) 。

3.2 根系生长

配套的容器, 树苗正常生长的, 有半年左右根系就已伸出容器, 半地下式和围土栽培的则会更多, 这是一个值得注意的问题。时间长, 其效果就会大打折扣。应考虑每隔半年或1年将围土翻转1次, 以利根系更新或选择控根器栽培。容器覆盖锯木屑有利于形成细密发达的网状根。

3.3 株行距的确定

应依据苗木生产目的而定。12个月内出苗的, 可栽植成3m×2.5~3m。时间更长的或间种花灌木和小造型苗的, 则不应小于4m×4m。且枝下高与间种品种冠顶距离不小于1.3m。

3.4 管水

从管理成本上讲, 将提水工具所需燃油 (费用) 改为用电 (费用) 这一项可节支90%, 人工拿软管浇水改为滴灌能节支80%的工资。应在冻害来临前的90天控肥, 60天限水, 1周充分灌水。

3.5 品种选用