球形封頭是以球殼的球冠部分所形成的封頭,有半球形封頭和無折邊球性封頭兩類。壓力容器多采用半球形封頭作為端封頭,其優(yōu)點(diǎn)是在同樣容積下表面積小,相同承壓條件下需要的厚度薄,從節(jié)省材料和強(qiáng)度上看,也是合理的。無折邊球形封頭與筒體用角焊縫連接,常用作容器中兩獨(dú)立受壓室的中間封頭,也可作端封頭。
球形封頭制造方法如下:
1、鍛壓法:用型鍛機(jī)將管子端部或一部分予以沖伸,使外徑減少,常用型鍛機(jī)有旋轉(zhuǎn)式、連桿式、滾輪式。
2、滾軋法:一般不用芯軸,適合于厚壁管內(nèi)側(cè)圓緣。在管內(nèi)放置芯子,外周用滾輪推壓,用于圓緣加工。沖壓法:在沖床上用帶錐度的芯子將管端擴(kuò)到要求的尺寸和形狀。
球形封頭的加工工藝包含有以下步驟:
(1)制作瓣片:采用相同材質(zhì)的板材用沖壓模具沖壓成瓣片,沖壓壓力為120噸,所述板材為不銹鋼板材;
(2)焊接:拼縫坡口進(jìn)行MT,按JB4730.4-2005中I級合格,焊接完成后打磨清理焊縫表面;
(3)熱處理;
(4)矯形:將沖壓完成后的球形封頭墊以平板進(jìn)行錘擊矯形,終得到成品封頭。本發(fā)明的加工工藝過程簡單,得到的球形封頭密封性好,硬度大,焊接之后再次沖壓,使 球形封頭壁厚均勻,經(jīng)過熱處理后表面硬度大,不需要額外的加工余量,產(chǎn)品良品率高。
經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn),球形封頭無論是采用哪種形式,通常情況下它都是容器中為薄弱的一個(gè)部位。并且球形封頭的強(qiáng)度一般還只有筒體強(qiáng)度的70%~80%左右。而造成球形封頭強(qiáng)度不夠的原因有很多,如下面幾種:
①球形封頭與筒身連接處存在不連續(xù)應(yīng)力;
v②纏繞張力不穩(wěn)定;
③纖維軌跡偏離理論位置;
④球形封頭曲面不準(zhǔn)確。