在封头***GB150—1998《钢制压力容器》中,分别给出了圆筒形壳体、球形壳体、锥形壳体、椭圆封头和大型封头强度计算公式,并且规定圆筒形壳体计算公式的应用条件为Pc≤0.4[σ]tφ、球形壳体计算公式的应用条件为Pc≤0.6[σ]tφ,但对其他壳体却未作任何限定。二次应力的作用锥壳厚度是针对当量圆筒中的一次总体环向薄膜应力进行计算的。
封头根据标准及日常加工生产应用中得出,无折边锥形壳体计算公式的应用条件为,折边锥形壳体计算公式的应用条件为。比较这几种壳体强度计算公式在封头***(GB150)可见:公式的形式非常相似,其实质都是以薄膜应力为基础的。对于开孔计算直径d的取值按球壳上的开孔原则处理,即当开孔为非正圆形时,取大长轴直径。薄膜理论是一种近似的应力分析方法,当壳体的壁厚较大时其计算结果与实际情况误差较大,GB150中规定圆筒形壳体和球形壳体计算公式的应用条件也就是为了限定壳体的壁厚,以免计算结果与实际情况误差过大。
封头是一种需要长期使用的部件,我们把其安装在压力装置之上就能起到密封的效果已保证我们的压力装置的安全和稳定运行,这样我们对于封头的要求就不仅仅是局限在耐久性这样的一个方面之上了,我们往往更需要看重的是封头的稳定性。但是在现实之中封头的这样的两种属性往往是重合的,也就是封头的稳定性往往是决定着封头的耐久性,而封头的耐久性也是我们的封头的稳定性的反映。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。而对于不锈钢封头这种特殊的封头来说这两点属性是能得到很好的发挥的。
椭圆封头的实际作用及避免其开裂的各项措施
小产品大作用,每个产品都有其自身的利用价值,椭圆封头也有自己的作用。椭圆封头被广泛应用与石油、电子、化工、医学、轻纺、食品、机械、建筑、核、航空航天、***等行业。
椭圆封头是一种由旋转椭圆球面和圆筒形直段两部分组成的封头,若是管道到头不准备现延伸了,可以用椭圆封头焊到管子上,做为一个末端来使用。或者是将其用在压力容器上,上下各有一个封头,中间是一个直管段,做为压力容器的罐子用。
椭圆封头的力学性能仅次于半球封头,但优于碟形封头。由于椭圆封头的深度介于半球形和碟形封头之间,对冲压设备及模具的要求、制造难度亦介于两者之间,即比半球封头容易,比碟形封头困难。
由于采用旋压制造工艺,为制造大直径椭圆形封头带来了方便,椭圆封头因综合性能较好,被广泛用于中低压容器。为了避免椭圆封头开裂,首先需要对原材料加强验收,确保椭圆封头的原材料不会出现内外的缺陷,对于板坯进行切割的时候,一定要将周边打磨的较为光滑。taduffey等[6]和朱文辉[8]认为频率接近的丌同振动模态的叠加是应发增添现象发生的原因。
其次是提高椭圆封头在化学成分,在不改变成形工艺的情况之下,使用比较优异的材料;将椭圆封头在加工后的温度上加以提升,在温度适当的情况下进行旋压的工艺处理;采用固溶的处理方式,可以有效的将马氏的性能直接恢复。
还有是焊接质量方面的提升,在对椭圆封头进行旋制之前,首先对其内外部的缺陷进行详细的检查,选择较为合适的焊接工艺,这样可以有效的提升焊接在接头上的力学性能,降低热影响的区域。