椭圆封头是在内压作用下趋圆外压作用下趋扁与和其连接的筒体恰好相反。也就是说在连接部位产生相反的径向位移,互相加强抵消了大部分径向位移使封头周向压缩(拉)应力筒体周向拉(压缩)应力减少椭圆封头和筒体连接时是没有凸变,它有弯曲半径是连续的,不产生应力,所以可以用在较高压力的容器当中,而碟形封头连接处是不连续的,产力应力,一般应用在低压容器当中;表中仅仅给出了这两个公式的部分计算结果,以作为与上述手册的相应数值进行对照之用。在制造上,特别是对冲压成形的、蝶形封头好加工的多,实践出真知。
椭圆形封头是由半个椭球面和短圆筒组成,直边段的作用是避免封头和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状况。由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀,且椭圆形封头深度较半球形少的多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。椭圆封头生产烫金烤箱里加热到900℃以上,模压机之前,其温度是一个恒温的过程,通常的规范要求压力温度必须高于680℃,很难把握和具体措施在具体操作的过程中,原因是高内部温度和表面温度很低,所以经常出现一些超重状态。
蝶形封头是带折边的球面封头,由球面体、过渡环壳和短圆筒三部分组成,从几何形状看,蝶形封头是一不连续曲面,在经线曲率半径突变的两个曲面连接处,由于曲率的较大变化而存在着较大边缘弯曲应力。该边缘弯曲应力与薄膜应力叠加,使该部位的应力远远高于其他部位,故受力状况不佳。但过渡环壳的存在降低了封头的深度,方便了成型加工,且压制蝶形封头的刚模加工简单,使蝶形封头的适用范围较为广泛。椭圆封头的周向(环向)应力和经向(轴向)应力在壳体上各点都是变化的,在顶点的环向应力和轴向应力相等,而在赤道上的应力。
成型方式有:整板成形,先成板后成形,分瓣成形后组焊等三种方式。 就整体成型而言,又可以分为旋压(冷压、中温加热压),冲压(热压,加热到AC1线以上、冷压)在实践中,我觉得,热压成形,应该质量更容易保证。
1、球型封头:小直径封头可采用冲压,一般为热压。大直径球型一般采用和球罐的球瓣制造方法相同。
2、标准椭圆封头和碟形封头:一般采用冲压和旋压(冷、热)。由于运输问题,可以采用分瓣方法。
3、锥体:小口采用冲压,大口采用旋压。
椭圆形封头和碟形封头分别是由椭圆壳与碟形壳及以高为h的圆筒直边段构成。椭圆形壳体由连续的椭圆线为母线而形成;而碟形封头的壳体是由以半径为R(接近其圆筒直径R=(019~110)D)的球面壳与以半径为r的过渡段两部分所组成,后者亦即折边球形封头。在曲率变化上,椭圆形封头与碟形封头均存在壳体与直边段这一不连续处,而碟形封头还增加了球面与过渡段这一不连续处。不连续处即意味着由于曲率的突变产生了应力突变。综上所述,只有按时进行维护,按规范要求操作,才能消除隐患,延长使用寿命。这里列出与标准椭圆形封头以及与标准椭圆形封头有相似外形(相同直径与高度)的碟形封头之应力分布图!
椭圆封头上的大应力与对接圆筒中的一次总体环向薄膜应力的比值以形状系数K表示。K值随盯b增大而增大。以上厚度计算是从强度角度出发的。但椭圆封头在内压作用下不强度问题,且有稳定问题。对封头的稳定问题是采取限制封头有效厚度进行控制的。0mm-50mm各种规格封头,质量保证,椭圆封头即为由旋转椭圆球面和圆筒形直段两部分组成的封头。对椭圆封头的分析详见本分析之一的介绍。
应力计算对象与控制值椭圆封头厚度是针对封头上的一次薄膜应力+二次弯曲应力叠加得到的大应力,以1倍许用应力为控制条件进行计算。不同盯b值的椭圆封头,计算应力的位置、方向、数值不同。对标准椭圆封头(a/b=2),是针对封头过渡区内壁的经向(纵向)一次拉伸薄膜应力十二次纵向弯曲应力的拉应力之和,控制在1倍许用应力进行计算。在椭圆封头中,使用封头可以将其焊接在管子上,并作为一个末端来使用。
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