泰安力拓封头制造有限公司

       对椭圆形封头进行应力分析，认为封头失效时的强度取决于封头的顶部强度并非过渡区（即转弯处）。因此，封头的强度计算公式是以顶部为危险区而建立的，其结果对过渡区是安全的。故没有必要把椭圆形封头的开孔补强以0.8Di为界划分为中心部分和过渡区分别计算，只要统一中心部分进行计算即可。    一、问题的提出     在GB150-98标准中的椭圆形封头采用以0.8Di为界限，内外分开按不同形状系数计算壳体开孔处补强的计算厚度，于是同等情况下使得0.8Di界限内、外所需的补强面积（或厚度）不同。其中原因可能是认为椭圆形封头在过渡段（0.8Di之外区域）总应力大而封头强度弱的缘故。         椭圆形封头的总应力的大小与其长、短轴a和b的比值有关，在GB150-98标准中一般是（a/b）≤2.6，常用的是（a/b）=2.0，******总应力一般是产生在过渡段，******总应力与封头顶部薄膜应力之比大约为1.1-1.2[1，5，6]，或者更大一些。但是，整个封头在受内压状态下的危险区——强度薄弱的区域是否在过渡区呢？据有关文献可知，看法有分歧，文南[1-3]认为，危险区是在封头顶部，******应力区未必是危险区；文献[4]中认为，封头危险区是在总应力******的过渡区；文献[12]认为，以******总应力的过渡区计算并把二次应力作为一次应力对待按1倍{ó}控制，封头强度有裕量，偏于安全。于是封头哪里要求******的厚度，看法不一。按封头开孔补强分区计算厚度似乎应属于过渡区要求厚度******的观点。

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视频作者：泰安力拓封头制造有限公司

     铝制椭圆封头与其他普通的封头相比，耐腐蚀性更强，导热性能好，材质轻盈，方便使用，随着经济的发展，它已经开始逐渐取代一些材质不太好的封头。椭圆封头其实是密封件，它主要是用于对一些管道进行密封，特别是一些中低压的容器。封头有多种形状和材质，但铝制椭圆封头是属于制造难度居中的封头，它不像半球封头那么容易，也不会像碟形封头那样困难。   说到铝制椭圆封头的应用领域，了解的人都知道，它可以广泛应用于锅炉、压力容器、火箭壳体、核反应堆、人造等设备，是这些设备上比较重要的零部件，发挥了不可取代的作用。   标准椭圆封头作为压力容器中比较重要的受压元件之一，在选用的时候，我们通常是根据需要的标准进行选择，但很多时候有些工作人员在标准椭圆封头加工困难的情况下，采用旋压椭圆封头进行替代，这种做法是不可取的。   一方面是因为标准椭圆封头与旋压椭圆封头在制造的方法上是不同的，因此使用时不能进行有效替代。标准椭圆封头的形状是由冲压模具来决定的，因此只要将所中的冲压模具按照标准的椭圆封头形状进行加工可以了，所冲压封头是标准的椭圆封头。   旋压椭圆封头的制造过程一般包括了下料、压鼓和翻边。翻边是使用翻边机器加工封头的折边部分，再由内成型轮压制封头折边部分的半径，翻边成型后是旋压椭圆封头了，它其实是一种特定几何形状的碟形封头。   另一方面，标准椭圆封头与旋压椭圆封头在压力分布上也不一样。旋压椭圆封头的周向应力在公切点处的应力标准比标准椭圆封头的周向应力要大。

  在一工厂中，检查发现304材质椭圆封头在使用一段时间之后，其中部以下直边段多处开裂，裂纹呈线状沿设备轴向延伸。裂纹从环缝热影响区部位开始，沿封头中心方向行进，基本上是垂直环焊缝。经过无损检测显示目测能发现的裂纹之外，还检测出了其它微小裂纹。 在对生产现场进行检查时，发现304材质标准椭圆封头直边段产生裂纹主要是受到一些因素的影响：是由于其内部存在相当大拉应力；第二是处于湿H2S环境中。事实上，封头直边段开裂原因为典型S-应力腐蚀开裂，是材料内部拉应力与介质腐蚀共同作用形成的裂纹。  　　 因此在304材质标准椭圆封头进行冷成型的过程中，封头内部以及外部的划伤，予以修复并保持直边段周围光滑，防止出现应力集中区域。同时对于组装工艺严格控制，封头椭圆度，筒体椭圆度，周长允差。组对时应避免强力组装，降低组装应力。 此外在进行焊接的过程中，尤其是将304材质标准椭圆封头与筒体焊接时，防止过热区晶粒长的过大，在焊接时尽量减小焊接时热量输入。如采用能量密度高的焊接和小的线能量方式。严格控制层间温度，避免焊接造成热影响区局部敏化，应力集中部位尽可能采取消应处理。同时还应当采取有效措施，隔离形成应力腐蚀的环境影响因素。 那么，该如何采取维修措施呢？针对已经形成裂纹的椭圆封头，现场采用等离子沿环缝偏向筒体侧切割将封头取下。使用重新加工封头，新封头组对完成后用手工焊接方法，尽量减小焊接时热量输入，使敏化处理的范围尽可能小，有效降低了焊接产生应力。