椭圆封头是一种受力较好的封头,其深度在半球形封头和碟形封头之间,椭圆封头由于拥有较好的综合性能,机械性能仅次于半球形封头,广泛用于中低压容器。
椭圆封头的作用:
1.管道的末端尚未准备好延伸,因此可以使用密封件将椭圆封头焊接到管道上,做为一个末端来使用。
2.用于压力容器,每个容器的顶部和底部都有一个封头,中间有一个直管段,用作压力容器的储罐。
封头是锅炉压力容器必不可缺少的构件。由于椭圆形封头的应力分布比碟形和平盖封头好,而其深度较浅,整体冲压较球形封头容易,因此是锅炉压力容器常用的一种封头。在同样操作条件下,封头形状的不同,其应力分布及水平是不同的。封头形状超差,会引起应力增量,从而可能造成其应力超过许用应力值,导致封头失效。
按照ASME 规范的要求,封头的形状偏差在zui大偏差1.25%Di( 向外凸,,曲率半径偏小)和zui小偏差0.625%Di(向内凹,曲率半径偏大)之间,且无突然变化,椭圆形封头形状是符合规范的。
通过对封头开孔接管局部应力分析,准确地分析了结构的实际受力状态,避免了应力分类的盲目性。真实准确地对局部应力强度进行了安全评定。以塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础的分析设计,是与工程力学紧密结合的产物,它不仅解决了压力容器常规设计中无法解决的问题,也是容器设计观念与方法上的一个飞跃。
如何从复杂的应力状态中对一次应力和二次应力进行定量分析是很困难的,这给安全评定带来很大的难度。针对此问题,本文对该局部结构的实际力学行为进行分析,对其应力分布状态进行研究,并以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础,对该局部应力强度进行安全评定。
椭圆封头加热区域的金属因受到周围温度较低的金属阻止,却不能自由膨胀;而冷却时又由于周围金属的牵制不能自由地收缩,结果这部分加热的金属存在拉应力,而其它部分的金属则存在与之平衡的压应力。当这些应力超过金属的屈服极限i时,将产生焊接变形;当超过金属的强度极限i时,则会出现裂缝。
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