橢圓形封頭直邊段的設置一方面是防止邊界效應形成的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,極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,同時也極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,以致形成封頭的應力。大直徑球冠形封頭半機械化冷、熱結合的加工方法,一擔可分為分塊壓制球冠和拼接以及壓邊兩個階段。
1、從受力情況看:球形封頭的兩向應力相等,而且在相同的P和D條件下,球形封頭上的應力僅為筒體上的周向應力的一半;橢圓形封頭經線曲率變化平滑連續,故應力分布比較均勻,對于標準橢圓形封頭ab2,在相同的P和D條件下,封頭薄膜應力數值上與圓筒中的周向應力相等。故橢圓形封頭的受力狀況僅次于半球形封頭,而比其它封頭好;三、但它也有一些缺點,設計復雜,設計這樣的產品比較復雜,并不是很容易,中間需要花費的時間比較長,對原材料的要求也比較嚴格,要求原材料是可以承受大壓力的材料,原材料要求高,制作麻煩,花費的時間長成了主要的原因。
2、從制造難易程度看:橢圓形封頭的深度比半球形封頭淺的多,較易制造;
半球封頭在圧力成型時,其坯料中間部份的材料會被拉伸,而邊緣部份則被圧縮,這樣要有一個平穏的變形過程,加熱坯料就會使這一過程變得平穩,采用“油圧”或“水圧”這樣比較慢的加圧方式會使其變形過程更加平穩。而“沖圧”過程大快了,除了板厚適中的小型半球封頭還有個別用沖圧工藝外,其余全部是坯料加熱后采用油圧或水圧成型工藝。以其形狀區別于橢園封頭與碟形平板封頭。有時因為不同的原因會出現一些故障,如變形、劃傷、減薄率、麻點、橘皮、鼓包等現象,那么出現的原因是什么又應該如何解決呢。
除了半球封頭之外,還有其他類型的封頭,根據類型差異,它們的成型工藝也會有區別。
常用的是熱浸―擴散滲鋁和固體粉末包埋滲鋁兩種方法。固體粉末包埋滲鋁技術經過幾十年的不斷發展和完善,目前已非常成熟,世界上很多國家都將滲鋁材料列入其有關標準和規范中。主要用于抗高溫氧化和石油加工中有硫、硫化物及環烷酸腐蝕的工況下,如各種加熱爐等爐管,熱交換器管束、設備內件及管道。球形封頭與圓筒的連接方式的好壞將直接影響設計和制造質量的優劣。
球形封頭在使用中,它在特定的環境以及場合中會發生應力的腐蝕裂紋,并在設計時要選擇合適的材料。而球形封頭在進行設計時還應當先做熱處理,并去除掉余應力。