半球形封頭做為容器的密封件,橫截面為半圓形。與其他的封頭相比,有自己的優(yōu)勢(shì),具體的特點(diǎn)表現(xiàn)請(qǐng)仔細(xì)閱讀本文。
和其他的封頭做對(duì)比的話,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)半球形封頭在直徑和承壓相同的條件下,所需厚度比較小,封頭容積相同時(shí)其表面積也較小,用料很省。
該封頭的受力比較均勻,在制造上也是比較困難的,因此一般情況下,除了用于壓力較高、直徑較大的壓力容器外,其他的容器采用的比較少。
在使用該封頭的時(shí)候,我們需要注意防止其與碳鋼直接接觸,避免鐵離子的污染。不要露天存放,還應(yīng)避免雨淋,強(qiáng)制組焊也是不可取的。
半球形封頭連接處的彎矩為零,剪力很小,所以這里的邊界應(yīng)力不考慮。為什么筒體和球形封頭在連接處的自由變形不同,而又沒有彎趣應(yīng)力產(chǎn)生呢?這是因?yàn)?,?dāng)簡(jiǎn)體受到封頭約束向里彎曲,封頭受到簡(jiǎn)體牽制向外彎曲時(shí),它們的橫截面都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),如果筒體與封頭的壁厚相同,則連接處筒體向里彎越所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角。與半球形封頭向外彎曲所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角咖。恰好相等(不是相等)。于是在它們的連接點(diǎn)處,彎矩反而等予零。當(dāng)然,在緊靠連接點(diǎn)處盼一個(gè)小范圍內(nèi),無論是簡(jiǎn)體上或者是封頭上都作用有附加彎矩,但是它們的數(shù)值都很小,可以不予考慮。而當(dāng)采用半球形封頭時(shí),封頭與筒體連接處的邊界應(yīng)力可不考慮。
因此,除了要采取工藝措施改善球形封頭纖維的均勻分布狀態(tài)、降低纖維堆積高度、合理選擇纏繞線型、逐步擴(kuò)大纏繞包絡(luò)圈、環(huán)向加固容器的肩部等途徑提高封頭強(qiáng)度外,還必須對(duì)封頭補(bǔ)強(qiáng),以使壓力容器整體同步失效。目前采用的一種補(bǔ)強(qiáng)方法是增加螺旋纏繞纖維用量。這種方法簡(jiǎn)便易行,不必對(duì)纏繞線型和封頭曲面進(jìn)行修正。引入螺旋纏繞纖維強(qiáng)度利用系數(shù)k,則實(shí)際螺旋纏繞纖維厚度應(yīng)當(dāng)增大。