錐形封頭的基本信息
封頭具體的生產(chǎn)工藝是進(jìn)料—理化—下料—熱鍛成型—熱處理—檢驗(yàn)—精加工—成品檢驗(yàn)—標(biāo)識(shí)—成品檢驗(yàn)。使用錐形封頭,由于它的形狀為錐體,其主體部分在內(nèi)壓作用下,薄膜應(yīng)力發(fā)生在大端。錐體和圓筒部分連接處,由于幾何不連續(xù)性,曲率半徑突變,因此該處會(huì)產(chǎn)生較大的橫向推力,引起較大邊緣應(yīng)力,容易發(fā)生彎曲,因而需要加強(qiáng)。
對(duì)于錐形封頭的大端,軸向彎曲應(yīng)力則屬于主要控制因素,且屬二次應(yīng)力,所以應(yīng)力強(qiáng)度控制在內(nèi)。而對(duì)小端,由于小端與圓筒連接處的應(yīng)力狀況主要為平均周向拉應(yīng)力和平均徑向壓應(yīng)力,屬局部薄膜應(yīng)力,所以應(yīng)力強(qiáng)度可以控制在內(nèi)。錐形封頭局部薄膜應(yīng)力可能會(huì)出現(xiàn)超出其邊緣效應(yīng)的分布范圍,因而為了確保安全,取應(yīng)力強(qiáng)度控制在以?xún)?nèi)。對(duì)大端,任何情況下加強(qiáng)段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度;對(duì)小端,任何情況下加強(qiáng)段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度。
錐形封頭的設(shè)計(jì)可以按照GB150《壓力容器》中的相關(guān)規(guī)定。GB150《壓力容器》主要針對(duì)于錐殼半頂角α≤60°的軸對(duì)稱(chēng)無(wú)折邊或者有折邊錐形封頭。
同時(shí),GB150中根據(jù)錐形封頭的厚度,封頭大端、小端有無(wú)折邊的情況,將錐形封頭分為了幾種不同的類(lèi)型。工程中常用到的主要為同一厚度的無(wú)折邊的斜錐殼,半頂角相同、厚度不同的多段錐殼的組合,大端或者小端帶有折邊和直邊段的錐殼,以及大端或者小端均帶有加強(qiáng)段的無(wú)折邊錐殼。
由于錐形封頭的特殊性,其與筒體相連接的地方,存在幾何形狀的變化,其曲率半徑發(fā)生變化。因此,在連接處會(huì)產(chǎn)生一定的橫向推力,從而會(huì)引起較大的邊緣應(yīng)力,容易發(fā)生彎曲。所以在錐形封頭的設(shè)計(jì)過(guò)程中,除對(duì)錐形封頭的厚度進(jìn)行計(jì)算外,還應(yīng)對(duì)錐形封頭大、小端進(jìn)行校核,判斷錐形封頭與筒體的連接部分是否需要加強(qiáng)。
在計(jì)算過(guò)渡段,或者加強(qiáng)段所需要的厚度時(shí),應(yīng)該注意其數(shù)值不得小于與其相連接的錐殼的厚度,同時(shí)要滿(mǎn)足大于相連圓筒內(nèi)直徑的0.3%。