椭圆形封头的周向(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,而在赤道上的应力椭圆封头承受均匀内压时,轴向应力恒为拉伸应力(正值),且由顶点处大值向赤道逐渐递减至小值;环向应力在时,封头过渡区将开始出现压应力,若长短轴比值继续增大,封头过渡区边缘的压应力值将迅速增大,即封头越浅,封头边缘的压应力值越高,所以将封头长短轴比值限制在2.6以内较为合理。封头厚度除应满足强度要求外,对大直径薄壁的椭圆形封头,还要提放由于封头过渡区的压应力,产生内压下的弹性失稳,为此封头头厚度还应满足刚度的要求,椭圆封头远没有你想象的那么简单,是需要很多的知识做铺垫的!
对于这类用近似椭圆形模具压制的封头,可以在样板上画出如下图(以公称直径800mm椭圆形封头为例,沿法线方向平移距离为10mm,下同)所示的刻度,用这样的全样板可以地测量出椭圆形封头每个位置的形状偏差。 椭圆形封头的样板,可用1-3mm的铝板或镀锌钢板制作,为保证样板的刚度,公称直径较大的封头样板要相对厚些。
在现行各种封头中,椭圆封头以其制造加工容易,应力分布状况理想以及节省材料等优点而被广泛使用。封头拼接焊缝属A类,从椭圆封头的制造来看,一般是先拼接后压制成型。在压制过程中,内部缺陷可能会延伸,同时又可能产生新缺陷。因此,探伤实际的选择显得非常重要。有明确规定说:成型后的封头应在形状检查合格后再进行无损探伤。由于压制成型后的焊缝形状复杂,如果透明方法选择不当,容易造成漏检。通常采用定向***机可获得较高的检测结果,但此法工作效率低、劳动强度大。椭圆封头在内地需求量非常大,所以制造单位依据情况确定是否需要表面高温的防护。时应留有封头表面氧化层的裕量。依据封头的类型、规格、材质、可采用整块板或者拼板经过冷冲压、热冲压、冷旋压、热旋压、冷卷、热卷等方法成形封头;也可以分瓣成形后再组焊成封头。加热炉内的气氛呈中性或者弱氧化性,加热的火焰不宜和加工件直接接触。
椭圆封头在内压作用下趋圆外压作用下趋扁与和其连接的筒体刚好相反。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门径向位移使封头周向压缩应力筒体周向拉应力减少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,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泛起经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状况。因为封头的椭球部门经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较平均,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。
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