折边锥形封头(压力容器封头的选择都有哪些不同？)

Posted 2023-05-27

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折边锥形封头(压力容器封头的选择都有哪些不同？)

压力容器封头的选择，应根据实际需要进行综合技术经济分析，不仅要考虑应力分布规律和封头形状，还要考虑焊接、冲压和装配的难度。

几何方面

同样体积，半球形封头的表面积最小，椭圆封头与碟形基本相同。

力学

在相同工作压力、壁厚和直径的条件下，半球头的应力最小，两个方向的薄膜应力相等，并且沿经线均匀分布。如果它连接到一个壁厚相等的圆柱体上，靠近边缘的最大应力与薄膜应力相同，没有明显区别。

椭圆封头受力情况不如半球形封头均匀，但椭圆封头比碟形封头好。当Di/（2h）=2等于壁厚时，顶点处的应力最大，周向压应力出现。连接圆柱体时，椭圆封头可以达到与圆柱体相同的强度。

碟形封头最大的机械缺点是它的折边半径 r 较小，这个折边区的存在使头部的经线不连续，造成较大的经线弯曲应力和周向压缩压力。然而r/R 越小，折边区域的这些应力就越大，因此出现圆周裂纹的可能性就越大。

当r=0时，碟形封头变成没有折边的球形盖，断点局部会出现峰值应力，封头的力学性能不好，断点处的焊缝会成为危险源，封头与筒体的角焊缝为全熔透结构。

在压力容器中，使用锥形头是为了使锥形外壳有利于流体的排出和均匀分布。就锥头的机械特性而言，锥顶部分的强度很高，一般不用在锥顶开孔。

制造和材料消耗

各种封头一般采用敲打、冲压、滚压或爆破成型，半球形和椭圆形封头通常由冲压制成。大半球形封头也可以先冲压成球，再组装焊接。碟形封头通常是通过冲压、敲打或爆破成型，折叠部分可以敲打或滚压。

从制造工艺分析，封头越深，直径和壁厚越大，制造难度越大，特别是使用高强度钢时，整体冲压半球形封头不像椭圆封头那样容易制造。椭圆头必须有一个几何形状的椭圆形模具，并通过手工制造。椭圆头具有很大的制造灵活性，锥形头的锥尖部分难以滚动。为了避免制造困难和降低锥体高度，当锥尖角较小时，有时会加一个组合封头（如加一个球顶）。