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ASME規范中并沒有規定超標封頭不能使用,對于形狀偏差超標的封頭,如果它是安全的,則照樣可以使用。具體的做法是,如果橢圓形封頭的形狀偏差超過了規范的要求,但不是突然變化的,就可以把這個橢圓形封頭看作碟形封頭,用實際測得的數值確定碟形封頭的大、小半徑,然后核算其強度,如果應力小于許用應力值,則這個封頭是安全的,可按碟形封頭在壓力容器上使用。這樣處理既可以節約成本,又可以保證工期。
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。
橢圓封頭在對球冠形封頭進行設計時,應注意與封頭連接的圓筒厚度應不小于封頭厚度,否則應在封頭與圓筒間設置加強段過渡連接。圓筒加強段的厚度應與封頭等厚,長度應不小于 ,目的是消減邊緣應力。時間帶折邊,角度限制等說法。
橢圓封頭的展開圓直徑決定著封頭的毛坯外徑,從制造角度而言,在能滿足封頭幾何尺寸的前提下毛坯直徑應盡量小,這是因為毛坯直徑越大,加工時坯料周邊的壓縮量越大,產生的切向應力越大,薄壁封頭在此切向應力的作用下易喪失穩定而產生折皺,沖壓時需壓邊,并增加壓邊力,而壓邊力的增大會引起摩擦損失增大,增大沖壓力的損失。橢圓形封頭生產廠家解決環向應力在時,封頭過渡區將逐漸發生壓應力,若長度軸比值再次增大,封頭過渡區邊沿的壓應力值將快速增大,即封頭越淡,封頭邊沿的壓應力值越高,因此將封頭長度軸比值限定在2.6之內比較有效。封頭薄厚除應達到抗壓強度規定外,對大直徑厚壁的橢圓形封頭,還需要提放因為封頭過渡區的壓應力,造成氣體壓力下的延展性失衡,因此封頭頭薄厚還應達到彎曲剛度規定。