如何合理的設(shè)計半球形封頭的壁厚

封頭人孔/利群

一般半球形封頭都是用在高壓容器上面，因為它受壓的強(qiáng)度比其它型式的封頭受壓強(qiáng)度要大一些。而化工容器上常用的封頭型式有半球形封頭、橢圓形、無折邊球形、錐形和平底封頭。橢圓形封頭的型式及尺寸按《橢圓形封頭》的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長短軸比值為2：1。蝶形封頭球面部分的內(nèi)半徑應(yīng)不大于封頭的內(nèi)直徑，通常取0.914倍的封頭內(nèi)直徑（無折邊球形封頭亦按此要求），封頭轉(zhuǎn)角處內(nèi)半徑不應(yīng)小于封頭內(nèi)直徑的10%，且不得不小3倍的壁厚。無折邊軸對稱錐形封頭適用于錐體半頂角α≤30°。當(dāng)半頂角α＞30°時，錐體與筒體的連接處應(yīng)按應(yīng)力分析的方法進(jìn)行設(shè)計，或采用折邊錐形封頭的型式。

    半球形封頭各處的二向薄膜應(yīng)力相等，即

                PD

    σψ=σθ= ——

                4S

    盡管半球形封頭和圓筒連接處也存在邊緣應(yīng)力因其值相對其他封頭而言甚小，所以可略而不計，在設(shè)計時只計及此薄膜力。

    根據(jù)強(qiáng)度理論，將此薄膜應(yīng)力限于材料的許用應(yīng)力[σ]，并取D=Di+S，引入焊接接頭系數(shù)φ和腐蝕裕量C2后可得設(shè)計厚度為

            PDi

    S= ——————+C2

         4[σ]φ-P

為使式嚴(yán)格用于薄壁球殼，GB150將它限于P≤0.6[σ]φ，即相當(dāng)于球殼徑比K值限在一定范圍內(nèi)，以符合薄壁的假設(shè)前提。

所以，當(dāng)你選擇高壓容器設(shè)備上面使用半球形封頭的時候，請一定注意封頭的厚度問題是不是符合設(shè)備的承壓范圍內(nèi)，設(shè)備使用要求不一樣，用途不一樣，所以封頭的厚度也是完全不同的，當(dāng)你不能確定的時候，也可以選擇與廠家多溝通，讓他們給你們提供一些建議。

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