壓力容器封頭如何計(jì)算，有哪些種類？
發(fā)布時(shí)間：2020-06-04 10:52:33 發(fā)布人：壓力容器
壓力容器封頭種類較多，常用的形式包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭、球冠形封頭、錐形封頭、平蓋、帶法蘭凸形封頭等。從受載情況分有內(nèi)壓和外壓兩類。
1、球冠形封頭
①計(jì)算公式是以圓筒公式為基礎(chǔ)的。對(duì)于球冠形封頭與筒體連接部位，由邊界效應(yīng)引起的局部薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的影響，通過(guò)系數(shù)Q來(lái)加以修正。對(duì)于不同受壓狀況，Q值從不同的圖上查取。
②對(duì)于大直徑的球冠形封頭，可以考慮封頭中間球面區(qū)與端部的加強(qiáng)段取不同的厚度，其中封頭加強(qiáng)段長(zhǎng)度應(yīng)不小于。球冠與圓筒連接部位的T 形接頭必須為截面全焊透結(jié)構(gòu)。
2、錐形封頭
①由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)，連接處會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力。當(dāng)錐殼半頂角α小于等于30度時(shí)，彎曲應(yīng)力較小，這時(shí)可以采用無(wú)折邊錐形封頭，當(dāng)α >30度時(shí)錐殼大端應(yīng)采用有折邊結(jié)構(gòu)，當(dāng)α>45度時(shí)錐殼小端也應(yīng)采用帶折邊的過(guò)渡結(jié)構(gòu)。
②錐殼厚度計(jì)算公式采用當(dāng)量圓筒計(jì)算式。對(duì)于大小端加強(qiáng)段也采用圓筒計(jì)算式，并乘以應(yīng)力增值系數(shù)Q 加以修正；對(duì)于帶折邊的錐形封頭，大端可以當(dāng)量碟形封頭進(jìn)行計(jì)算。
3、半球形封頭
計(jì)算公式是按薄膜理論推導(dǎo)而來(lái)，可按容器內(nèi)徑或外徑為基準(zhǔn)進(jìn)行壁厚計(jì)算。詳見(jiàn)GB150.3 第3.4 節(jié)中有關(guān)球殼的內(nèi)容。
圓筒的中徑公式依據(jù)當(dāng)量強(qiáng)度和失效準(zhǔn)則有，其中D=Di+δ，整理后得到大家經(jīng)常使用的公式。
半球形封頭的中徑公式依據(jù)當(dāng)量強(qiáng)度和失效準(zhǔn)則（即同上同中的軸向）有：，其中D=Di+δ，整理后得到大家經(jīng)常使用的公式：。
4、橢圓形封頭
① 計(jì)算公式是以圓筒公式為基礎(chǔ)，對(duì)封頭與圓筒連接部位的邊界效應(yīng)作用以形狀系數(shù)K 加以反映。長(zhǎng)、短軸的比值α/b 越大， K 值越大;當(dāng)長(zhǎng)、短軸之比大于2.5 時(shí)，封頭很容易發(fā)生周向失穩(wěn)，故將α/b 控制在2.6。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長(zhǎng)短軸之比為2，應(yīng)用最為普遍，其K=1。
② 封頭可按容器內(nèi)徑或外徑為基準(zhǔn)進(jìn)行壁厚計(jì)算。
③ 封頭厚度計(jì)算除滿足強(qiáng)度外，還應(yīng)滿足穩(wěn)定要求。對(duì)于α/b小于等于2的橢圓形封頭，有效厚度不得小于0.15%Di ，對(duì)α/b>2 的橢圓形封頭有效厚度不得小于0.30%Di。
5、平蓋
通過(guò)系數(shù)K 來(lái)體現(xiàn)平蓋周邊的支承情況， K 值越小，平蓋周邊越接近于固支情況，反之就越接近于簡(jiǎn)支情況。
6、帶法蘭凸形封頭
計(jì)算內(nèi)容分封頭厚度計(jì)算和法蘭厚度計(jì)算兩部分，有四種形式。其中帶法蘭球冠形封頭常用于浮頭換熱器。
7、碟形封頭
①計(jì)算公式是以封頭球面部分球殼計(jì)算公式乘以形狀系數(shù)M修正得來(lái)。Ri/r越大，封頭曲面不連續(xù)處局部應(yīng)力越突出，形狀系數(shù)M越大。因此應(yīng)將過(guò)渡段轉(zhuǎn)角內(nèi)徑限制在r>=10%Di的范圍內(nèi)。
②封頭可按容器內(nèi)徑或外徑為基準(zhǔn)進(jìn)行壁厚計(jì)算。
③封頭厚度計(jì)算除滿足強(qiáng)度外，還應(yīng)滿足穩(wěn)定要求。對(duì)于M<=1.34的碟形封頭，其有效厚度不得小于0.15%di，對(duì)m> 1.34 的碟形封頭，其有效厚度不得小于0.30%Di。
8、偏心錐殼
偏心錐殼可按錐殼處理。內(nèi)壓作用下當(dāng)錐殼半頂角α小于等于30度時(shí)，偏心錐殼的厚度按鍍形封頭計(jì)算，錐殼半頂角α 按偏心錐殼與簡(jiǎn)體間的兩個(gè)夾角的較大值選取。外壓作用下，當(dāng)錐殼半頂角α小于等于60度時(shí)，錐殼厚度按外壓錐殼進(jìn)行穩(wěn)定校核，校核應(yīng)按兩種半頂角分別進(jìn)行。
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