橢圓封頭是在內壓作用下趨圓外壓作用下趨扁與和其連接的筒體恰好相反。也就是說在連接部位產(chǎn)生相反的徑向位移,互相加強抵消了大部分徑向位移使封頭周向壓縮(拉)應力筒體周向拉(壓縮)應力減少橢圓封頭和筒體連接時是沒有凸變,它有彎曲半徑是連續(xù)的,不產(chǎn)生應力,所以可以用在較高壓力的容器當中,而碟形封頭連接處是不連續(xù)的,產(chǎn)力應力,一般應用在低壓容器當中;在制造上,特別是對沖壓成形的、蝶形封頭好加工的多,實踐出真知。
橢圓形封頭是由半個橢球面和短圓筒組成,直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變,以改善焊縫的受力狀況。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù),故應力分布比較均勻,且橢圓形封頭深度較半球形少的多,易于沖壓成型,是目前中低壓容器中應用較多的封頭之一。
蝶形封頭是帶折邊的球面封頭,由球面體、過渡環(huán)殼和短圓筒三部分組成,從幾何形狀看,蝶形封頭是一不連續(xù)曲面,在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個曲面連接處,由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應力。該邊緣彎曲應力與薄膜應力疊加,使該部位的應力遠遠高于其他部位,故受力狀況不佳。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度,方便了成型加工,且壓制蝶形封頭的剛模加工簡單,使蝶形封頭的適用范圍較為廣泛。
利用這種分析方法能夠對其在外載荷和內壓共同作用以及內壓作用下進行了分別計算,從而計算出橢圓封頭開孔接管局部不連續(xù)處的應力分布狀態(tài)。在應力處沿封頭壁厚方向選取路徑進行線性化處理,并將兩種工況作用下的應力分類結果進行比較。
經(jīng)過對比可知,在管道外載荷和內壓共同作用下,橢圓封頭開孔接管結構局部不連續(xù)引起的彎曲應力具有一次應力和二次應力的性質,并且隨著管道外載荷的增大,一次應力成分占的比例越大。
● 封頭用全樣板檢查形狀。
● 形狀公差:外凸不大于1.25%Di,內凹不大于0.625%Di。
● 過渡段內半徑不得小于圖樣規(guī)定值。
● 球面體:曲率大小影響封頭厚度
● 過渡段:降低球面與筒體連接的峰值應力
● 直邊:避免過渡段峰值應力與筒體組對的焊接應力疊加
封頭屈服強度
壁厚(實際壁厚)
屈服強度(210)/外徑
壁厚和外徑單位為mm。
計算結果單位為kg/c㎡(MPa),
屈服強度單位是σ0.2MPa
封頭材質的屈服強度是≥210