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封頭的選擇原則

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封頭是石油化工,原子能、食品、制藥等諸多行業壓力容器設備中不可缺少的重要部件,是壓力容器上的端蓋,是壓力容器的一個主要承壓部件。文中圍繞常用封頭,淺談了封頭的選擇原則。

根據工作條件的要求,不僅要考慮封頭的形狀和應力的分布,還要考慮沖壓,焊接和組裝的難度,并進行全面的技術和經濟分析。

一、幾何方面

在相同體積的情況下,半球形封頭的表面積最小,而橢圓形封頭碟形封頭基本相同。

二、機械學方面

在相同直徑,壁厚和工作壓力的條件下,半球形應力最小,雙向薄膜應力相等,并且沿經線均勻分布。如果將其連接到具有相同壁厚的筒體,則邊緣附近的最大應力與薄膜應力平行,沒有明顯的區別。

橢圓形的應力不如半球形的應力均勻,但比碟形要好。頂點處的應力最大,周向壓應力出現在赤道上。當Di /(2h)= 2等于壁厚時,連接筒體時,橢圓形可以達到與筒體相同的強度。

三、制造方面和材料消耗

各種封頭通常通過磨邊,沖壓、滾壓或爆炸成型來制造。半球形和橢圓形封頭通常通過沖壓制造。大的半球形封頭也可以先被沖壓成瓜瓣,然后進行組裝和焊接。碟形封頭通常通過敲打,沖壓或爆炸形成,而折邊部分可以通過滾壓制成。

從制造過程的分析來看,封頭越深,直徑和壁厚越大,制造起來就越困難,尤其是在使用高強度鋼時。整體式沖壓半球形封頭不如橢圓形封頭容易制造。橢圓封頭必須具有幾何形狀正確的橢圓模具,通過手動敲打制造的,橢圓形封頭在制造上具有很大的靈活性。

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