泰安力拓封头制造有限公司

 压力容器的结构不连续区往往是压力容器的高应力区，一般说来，压力容器的结构不连续区可分为总体结构不连续区和局部结构不连续区两种。总体结构不连续是指对结构相当大的部分产生影响的应力或应变源，例如封头与壳体连接区、设备法兰与壳体连接区、接管区、不同直径或厚度或材料的连接区等；局部结构不连续是指对结构相对较小的范围内产生影响的应力或应变源，例如小的圆角半径、小的连接件、部分焊透的焊缝或小孔等。很多结构，如压力容器开孔接管区等既存在总体结构不连续因素，又存在局部结构不连续因素。由于结构不连续区的几何结构一般较为复杂，很难用解析法进行准确求解，通常采用有限元方法进行计算。  球形封头与筒体连接区的应力分析 在高压容器中，特别是直径较大的容器经常采用球形封头，因为球形封头在内压作用下两向应力相等，受力状况很好。球形封头所需厚度往往比筒体厚度小很多，既可以节省材料又可以减轻负重。

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视频作者：泰安力拓封头制造有限公司

  各种连接的结构特点 在压力容器设计中常常遇到半球形封头与筒体的连接的结构。厚度不太厚的情况下可以封头和筒体等厚，但是在压力较高，筒体和封头都比较厚并且筒体和封头厚度相差较多的时候，采用等厚度结构显然是不合理的。关于封头比筒体薄的情况，GB150的附录J和JB4732附录H都推荐了几种结构尺寸（如GB150图J1（d）、（e）、（f））。其中： 结构1：图J1（d）是筒体和封头中径对齐的结构。 结构2：图J1（e）的结构，筒体和封头中径有≤0.5（δn－δb）的偏离。 结构3;图J1（f）的结构，筒体和封头内径对齐。 这几种结构都是在筒体和封头连接的切线处向封头方向逐渐减薄形成锥形（单面或双面的）过渡，而在制造时这是一段单独的筒节—过渡段。所以封头在底边有所加强，封头的等厚部分实际不是完整的半球而是一个球冠。这样实际上就成了圆筒、过渡段和球冠的连接，例如结构2，有的球冠的深度仅为球半径的0.8。 结构4：还有一种结构，就是完整的半球形封头与筒体连接，在连接处内径对齐，在筒体外侧倒角过渡。这种情况是完整的半球形封头与筒体连接，不用过渡段，而在筒体外侧有1：3倒角过渡。 2、局部应力分析 下面是一个用ANSYS分析的实际的例子： 计算压力p=16.3MPa，设计温度150°C。 封头材料是16MnR，设计应力强度Smh=150MPa，筒体材料为16Mn锻件，设计应力强度Smn=157MPa。 筒体内直径2400mm，筒体厚度148mm，封头厚度96mm。各种结构的封头内半径略有不同。这个例子厚度的余量是比较大的，圆整后的有效厚筒体仅为142mm，封头是70mm。所以应力值都比较小。 分析所用单元是三角形6节点轴对称单元。

   半球形封头：即外观像球体形状而得名。   半球形封头尺寸：因这类封头深度较深，在压制程度上面存在一定的困难，一般在1500以内是用模具直接冲压成形，在1500以上采用分瓣的形式较多。   半球形封头制造工艺：直径在800以下，因直径较小，均采用模具直接冲压成型，800mm-1500mm以内，尺寸较大，冲压过程中封头受压力的影响，会造成一些变形或起包的现象，所以需要先用模具冲压，再用旋压工艺，更精准的控制尺寸范围负差。   半球形封头的用途：这类封头因承压较强，所以一般高压容器中比其它形状封头使用较多，特别是在一些食品设备制造、制药设备等方面，如夹层锅，均采用这种形状的封头。