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壓力容器封頭如何計算,有哪些種類?

發布時間:2020-06-04 10:52:33         發布人: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。從受載情況分有內壓和外壓兩類。
1、球冠形封頭
①計算公式是以圓筒公式為基礎的。對于球冠形封頭與筒體連接部位,由邊界效應引起的局部薄膜應力和彎曲應力的影響,通過系數Q來加以修正。對于不同受壓狀況,Q值從不同的圖上查取。
②對于大直徑的球冠形封頭,可以考慮封頭中間球面區與端部的加強段取不同的厚度,其中封頭加強段長度應不小于。球冠與圓筒連接部位的T 形接頭必須為截面全焊透結構。
壓力容器
2、錐形封頭
①由于結構不連續,連接處會產生較大的局部應力。當錐殼半頂角α小于等于30度時,彎曲應力較小,這時可以采用無折邊錐形封頭,當α >30度時錐殼大端應采用有折邊結構,當α>45度時錐殼小端也應采用帶折邊的過渡結構。
②錐殼厚度計算公式采用當量圓筒計算式。對于大小端加強段也采用圓筒計算式,并乘以應力增值系數Q 加以修正;對于帶折邊的錐形封頭,大端可以當量碟形封頭進行計算。
3、半球形封頭
   計算公式是按薄膜理論推導而來,可按容器內徑或外徑為基準進行壁厚計算。詳見GB150.3 第3.4 節中有關球殼的內容。
圓筒的中徑公式依據當量強度和失效準則有,其中D=Di+δ,整理后得到大家經常使用的公式。
半球形封頭的中徑公式依據當量強度和失效準則(即同上同中的軸向)有:,其中D=Di+δ,整理后得到大家經常使用的公式:。
4、橢圓形封頭
① 計算公式是以圓筒公式為基礎,對封頭與圓筒連接部位的邊界效應作用以形狀系數K 加以反映。長、短軸的比值α/b 越大, K 值越大;當長、短軸之比大于2.5 時,封頭很容易發生周向失穩,故將α/b 控制在2.6。標準橢圓形封頭的長短軸之比為2,應用最為普遍,其K=1。
② 封頭可按容器內徑或外徑為基準進行壁厚計算。
③ 封頭厚度計算除滿足強度外,還應滿足穩定要求。對于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
   通過系數K 來體現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,反之就越接近于簡支情況。
6、帶法蘭凸形封頭
   計算內容分封頭厚度計算和法蘭厚度計算兩部分,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計算公式是以封頭球面部分球殼計算公式乘以形狀系數M修正得來。Ri/r越大,封頭曲面不連續處局部應力越突出,形狀系數M越大。因此應將過渡段轉角內徑限制在r>=10%Di的范圍內。
②封頭可按容器內徑或外徑為基準進行壁厚計算。
③封頭厚度計算除滿足強度外,還應滿足穩定要求。對于M<=1.34的碟形封頭,其有效厚度不得小于0.15%di,對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。內壓作用下當錐殼半頂角α小于等于30度時,偏心錐殼的厚度按鍍形封頭計算,錐殼半頂角α 按偏心錐殼與簡體間的兩個夾角的較大值選取。外壓作用下,當錐殼半頂角α小于等于60度時,錐殼厚度按外壓錐殼進行穩定校核,校核應按兩種半頂角分別進行。
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