各種連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在壓力容器設(shè)計(jì)中常常遇到半球形封頭與筒體的連接的結(jié)構(gòu)。厚度不太厚的情況下可以封頭和筒體等厚，但是在壓力較高，筒體和封頭都比較厚并且筒體和封頭厚度相差較多的時(shí)候，采用等厚度結(jié)構(gòu)顯然是不合理的。關(guān)于封頭比筒體薄的情況，GB150的附錄J和JB4732附錄H都推薦了幾種結(jié)構(gòu)尺寸（如GB150圖J1（d）、（e）、（f））。其中： 結(jié)構(gòu)1：圖J1（d）是筒體和封頭中徑對(duì)齊的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)2：圖J1（e）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭中徑有≤0.5（δn－δb）的偏離。 結(jié)構(gòu)3;圖J1（f）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭內(nèi)徑對(duì)齊。 這幾種結(jié)構(gòu)都是在筒體和封頭連接的切線(xiàn)處向封頭方向逐漸減薄形成錐形（單面或雙面的）過(guò)渡，大型球形封頭，而在制造時(shí)這是一段單獨(dú)的筒節(jié)—過(guò)渡段。所以封頭在底邊有所加強(qiáng)，封頭的等厚部分實(shí)際不是完整的半球而是一個(gè)球冠。這樣實(shí)際上就成了圓筒、過(guò)渡段和球冠的連接，例如結(jié)構(gòu)2，有的球冠的深度僅為球半徑的0.8。 結(jié)構(gòu)4：還有一種結(jié)構(gòu)，球形封頭價(jià)格，就是完整的半球形封頭與筒體連接，在連接處內(nèi)徑對(duì)齊，在筒體外側(cè)倒角過(guò)渡。這種情況是完整的半球形封頭與筒體連接，不用過(guò)渡段，而在筒體外側(cè)有1：3倒角過(guò)渡。 2、局部應(yīng)力分析 下面是一個(gè)用ANSYS分析的實(shí)際的例子： 計(jì)算壓力p=16.3MPa，設(shè)計(jì)溫度150°C。 封頭材料是16MnR，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smh=150MPa，筒體材料為16Mn鍛件，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smn=157MPa。 筒體內(nèi)直徑2400mm，筒體厚度148mm，封頭厚度96mm。各種結(jié)構(gòu)的封頭內(nèi)半徑略有不同。這個(gè)例子厚度的余量是比較大的，圓整后的有效厚筒體僅為142mm，封頭是70mm。所以應(yīng)力值都比較小。 分析所用單元是三角形6節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱(chēng)單元。

? 橢圓封頭與球形封頭的使用界限考慮：橢圓封頭的受力比球形封頭差，但制造比球形封頭容易，設(shè)計(jì)時(shí)如無(wú)其他因素考慮，在何時(shí)考慮采用球形封頭(如直徑及壁厚)較合理？ 一般使用橢圓封頭，球形封頭替代橢圓封頭的原因： 1、特殊材料，貴。 我們有2個(gè)4200的N10276封頭，用橢圓須32mm，用球封頭18mm，可節(jié)省約300W。 2、一般材料，厚。 用球封頭節(jié)省材料，一般超過(guò)40mm就可考慮用球封。 3、一般材料，大，厚。封頭成型困難，一般采用瓜瓣式，先成型，再拼焊，做球封容易。 無(wú)論從壓力還是直徑方面都很難確定采用橢圓封頭或球形封頭的一個(gè)界限。 有時(shí)多看看實(shí)際的裝置會(huì)有一些啟發(fā)?，F(xiàn)在的熱壁加氫反應(yīng)器都是球形封頭，氣相法線(xiàn)性低密度聚乙烯、聚反應(yīng)器（筒體直徑3500）雖然壓力不大高但也用的是球形封頭。曾做過(guò)氫氣罐雖然只有幾立方米，直徑900，但壓力較高20多MPa，也用了球形封頭。 我想當(dāng)你需要考慮改善封頭力及筒體應(yīng)狀況的時(shí)候優(yōu)先考慮用球形封頭。較多的情況是工藝條件已經(jīng)定了結(jié)構(gòu)形式。 因?yàn)榍蛐畏忸^的深度比橢圓封頭大，如果是大直徑的需要拼接的球形封頭，在沖的時(shí)候有可能會(huì)把焊縫沖開(kāi)。所以不好加工。 GB150中為什么將球形封頭與筒體的環(huán)縫定為A類(lèi)？ 因?yàn)榍蛐畏忸^的周向應(yīng)力和縱向應(yīng)力是相等的， 計(jì)算厚度比圓筒體小將近一半。球形封頭與筒體連接處一般是將筒體削薄， 連接焊縫處的縱向應(yīng)力應(yīng)該不小于筒體縱縫處的周向應(yīng)力， 所以球形封頭與筒體的環(huán)縫和筒體縱縫一樣屬于A(yíng)類(lèi)焊縫。

?? 球形封頭一般主要以開(kāi)口朝上的入水方式淬火。上封頭、底封頭等一般為厚度均勻、形狀規(guī)則的球冠形狀，并且球形表面為封閉結(jié)構(gòu)。其淬火方式主要有以下幾種：

（1）料盤(pán)淬火方式。此類(lèi)封頭淬火之前預(yù)先設(shè)計(jì)一個(gè)淬火料盤(pán)，料盤(pán)中間根據(jù)封頭尺寸設(shè)計(jì)一個(gè)合理大小直徑的透孔，淬火加熱以及入水時(shí)將封頭開(kāi)口朝上坐于透孔上，透孔大小保證封頭底面不超出料盤(pán)底面，為保證熱均勻以及隨后淬火的冷卻效率，料盤(pán)的其它部位合理的開(kāi)一定大小的透孔。淬火時(shí)，用天車(chē)平穩(wěn)吊起料盤(pán)浸入水中；

（2）焊吊鉤淬火方式。淬火之前，先在封頭開(kāi)口端每隔90°均勻焊接四個(gè)相同的吊鉤，球形封頭廠(chǎng)家，淬火時(shí)用四個(gè)吊鉤同時(shí)將鍛件吊起，這樣可以在一定程度上防止封頭過(guò)度變形，能夠更加平穩(wěn)的將封頭浸入水中[5]，但是淬火時(shí)封頭內(nèi)會(huì)有積水；

（3）料圈淬火方式。料圈淬火方式其實(shí)與料盤(pán)淬火方式類(lèi)似，由于料盤(pán)的制造相對(duì)要復(fù)雜費(fèi)工，可以將其簡(jiǎn)化為料圈形式，省時(shí)且節(jié)約成本。根據(jù)封頭尺寸制作一較封頭開(kāi)口端直徑小的料圈，淬火時(shí)用料圈從封頭底側(cè)套起，用單臂吊托住料圈將封頭浸入水中。

以上3種方式，均可使封頭外表面獲得較好的冷卻效果，但是封頭的內(nèi)表面由于封頭的形狀，江蘇球形封頭，較容易存水，不能及時(shí)將水排走，使熱量部分儲(chǔ)存，使本來(lái)就冷卻較慢的內(nèi)側(cè)的冷卻能力進(jìn)一步降低，影響了內(nèi)表面尤其是底面的冷卻效果。

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