封頭

                                    壓力容器封頭的選用原則

                                    2021-06-18 17:32:36

                                    選用原則

                                        應根據工作條件的要求,既要考慮封頭的形狀及其應力的分布規律,又要考慮沖壓、焊接、裝配的難易程度,進行全面的技術和經濟分析。

                                    幾何方面

                                        同體積以半球形封頭表面積為最小,橢圓形封頭與碟形基本相同。

                                    力學方面

                                        在直徑、壁厚、工作壓力相同的條件下,半球封頭應力最小,兩向薄膜應力相等,而且沿經線均勻分布,如與壁厚相等的筒體連接,邊緣附近的最大應力與薄膜應力并無明顯不同。

                                        橢圓形封頭的應力情況不如半球形封頭均勻,但比碟形封頭要好些,頂點處應力最大,在赤道上出現周向壓應力,當Di/(2h) =2與壁厚相等的筒體連接時,橢圓形封頭可以達到與筒體等強度。

                                        碟形封頭在力學上的最大缺點在于具有較小的折邊半徑r,這一折邊區的存在使得封頭的經線不連續,以致使該處產生較大的經向彎曲應力和周向壓應力。不過r/R越小,則折邊區的這些應力就越大,因而有可能發生周向裂紋,亦可能出現周向折皺。

                                        當r=0時,碟形封頭成為無折邊球形蓋,封頭的力學性能不好,在折點的局部區將出現峰值應力,折點處的焊縫將成為危險源,封頭與筒體的角焊縫為全焊透結構。

                                        錐形封頭在化工容器中采用的目的是錐形殼體有利于流體均勻分布和排料,錐形封頭就力學特點來說,錐頂尖部分強度很高,在錐頂尖開孔一般不需補強。

                                    制造方面及材料消耗

                                        各種封頭一般是由敲打、沖壓、滾卷或爆炸成型制造,半球形與橢圓形封頭通常用沖壓的方法制造,大型半球形封頭亦可先沖壓成球瓣,然后組對拼焊而成,碟形封頭通常用敲打、沖壓或爆炸成型,折邊部分可滾壓或敲打制成。

                                        從制造工藝分析,封頭越深,直徑與壁厚越大,越不易制造成,尤其當選用高強鋼更如此。整體沖壓半球形封頭不如橢圓形封頭好制造。橢圓形封頭必須有幾何正確的橢圓面模具,人工敲打制造。橢圓形封頭制造靈活性大,錐形封頭的錐頂尖部分很難卷制,當錐頂角較小時,為了避免制造上的困難和減小錐體高度,有時可以采用組合式封頭(如加圓球面頂)。

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