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在壓力容器中,封頭是重要受壓元件之一,有橢圓形封頭、碟形封頭、半球形封頭和錐形封頭等幾種,但以橢圓形封頭應用zui多,那么橢圓封頭為什么要設置直邊段?直邊段的作用是什么?
受力分析
橢圓封頭曲面部分與筒體連接后,在內壓作用下,圓筒徑向膨脹,橢圓殼底邊徑向收縮,在連接處產生剪應力和彎矩,這些應力與薄膜應力疊加,形成封頭zui大應力,直邊段的設置,避免了封頭處彎曲應力與筒體對接焊縫的應力疊加。
如果要制作長半徑橢圓封頭,首先應選擇橢圓頭鋼管規格,提出管材,并選擇一些鋼管進行生產。心軸從細到粗變化,碳鋼封頭推動過程是擴大直徑和彎曲皮帶的過程。心軸由拱形框架固定。
橢圓封頭又名為橢圓形封頭、橢圓封頭即為由旋轉橢圓球面和圓筒形直段兩部分組成的封頭。其作用就是:管道到頭了,不準備現延伸了,就用封頭焊到管子上,做為一個末端來使用。用在壓力容器上,上下各有一個封頭,中間是一個直管段,做為壓力容器的罐子用。橢圓形封頭直邊段的設置一方面是防止邊界效應形成的大彎曲應力與封頭和筒體對接環焊縫的焊接應力疊加,另一方面封頭的直邊段設置便于封頭的加工、與筒體的組對,以及焊縫的無損檢測。 受力角度考慮 標準橢圓封頭與筒體連接后,大地緩解了其環向壓縮薄膜應力,一方面提高了封頭的周向穩定性,同時也大地減小了封頭的薄膜應力強度值,提高了封頭強度。封頭與筒體的連接,使它們都產生了彎曲應力,特別是經向彎曲應力,特別是經向彎曲應力,以致形成封頭的大應力。直邊段的設置,避免了封頭彎曲應力與筒體對接環焊縫的應力疊加。 制造角度考慮 橢圓形封頭直邊段的設置,有利于因沖壓邊緣折皺嚴重而難于修復時切割部分或全部直邊。同時避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現徑向曲率半徑突變,以改善焊縫的受力狀況。直邊段的設置有利于封頭與筒體組對時的裝配,另外封頭與筒體之間的焊縫兩邊直邊段的存在有利于無損檢測的進行。
橢圓形封頭是由半個橢圓球面和一圓柱直邊段組成,它吸取了半球形封頭受力好和碟形封頭深度淺的優點。由于橢圓部分經線曲率平滑連續,封頭中的應力分布比較均勻深度bt取決于橢圓形的長、短軸之比,即封頭的內徑I):與封頭兩倍深度之L匕( IJ,I2h ),其比值越小,封頭的深度越大,受力均勻壁也薄,但加工制造困難;比值越人,封頭深度越小,易加工制造,但受力狀態差,壁厚增大。所以一般D,I2h之值以不大于?.G為宜二當I),}2 is一2時,為標準橢圓形封頭,所以是壓力容器中比較常用的一種封頭是指由半個橢圓殼及直邊(圓筒短節)構成的封頭,由于橢圓曲線的曲率半徑連續變化,所以橢圓殼受壓后在其總體部位只產生薄膜應力,橢圓殼與直邊連接處因有公切線,故不連續應力較小,長短軸之比等于2的標準橢圓封頭,其橢圓殼與直邊連接處的邊緣應力很小,應該不予考慮。