西安浩泽管道设备制造有限公司
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影响西安封头厚度的因素?

编辑:西安浩泽管道设备制造有限公司时间:2019-01-16

  西安封头是容器的一个部件,是以焊接方式连接筒体。根据几何形状的不同,可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种,其中球形 、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。在焊接上分为对焊封头,承插焊封头。用于各种容器设备,如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉和分离设备等。材质有碳钢(A3、20#、Q235、Q345B、16Mn等)、不锈钢(304、321、304L、316、316L等)、合金钢(15Mo3 15CrMoV 35CrMoV 45CrMo )、铝、钛、铜、镍及镍合金等。

  封头用途:

  封头是石油化工、原子能到食品制药诸多行业压力容器设备中不可缺少的重要部件。

  封头是压力容器上的端盖,是压力容器的一个主要承压部件。所起的作用是密封作用。一是做成了罐形压力容器的上下底,二是管道到头了,不准备再向前延伸了,那就用一个封头在把管子用焊接的形式密封住。和封头的作用差不多的的产品有盲板和管帽,不过那两种产品是可以拆卸的。而封头焊好了之后是不可以再拆卸的。 与之配套的管件有压力容器、管道、法兰盘、弯头、三通、四通等产品。

  封头的品质直接关系到压力容器的长期安全可靠运行。

  封头最小厚度的常规方法

  一般而言,确定封头最小厚度的常规方法就是直接等于设计厚度,即,计算厚度+腐蚀裕量,而这种确定方法只是考虑压力载荷对封头的影响,并未考虑其它载荷及限制条件的影响,致使封头最小厚度达不到设计工况要求,压力容器的运行将存在安全隐患。

  影响确定西安封头最小厚度的因素?

  ①刚度的影响

  封头在承受压力的同时本身应具备一定的刚度,以免发生变形破坏。因此,文献[1]中规定,对碳素钢、低合金钢制容器不包括腐蚀裕量的最小厚度不小于3mm;对高合金钢制容器不包括腐蚀裕量的最小厚度不小于2mm。

  ②压力载荷的影响

  封头是承受一定压力的受压元件,首先必须满足的是压力载荷,无论是承受内压或外压载荷的封头都可通过文献[1]中第3章有关计算公式得到封头计算厚度,其中,计算厚度+腐蚀裕量=设计厚度,这个设计厚度是单从压力载荷方面考虑而得到的封头需要的最小厚度。

  ③内压失稳的影响

  内压作用下标准椭圆封头的应力分布如图1,由应力分布图可以看出在封头底边处产生周向压缩应力,此处封头容易发生周向失稳。为防椭圆封头内压作用下矢稳,文献[1]中规定,对于Di/2hi≤2的椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.15%,对于Di/2hi>2的椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.30%。上述虽然限制的是有效厚度,但其实也是间接限制封头成形的最小厚度。

  ④开孔补强的影响

  压力容器常见的开孔补强方式有:锻管补强 、补强圈补强、整体补强。所谓整体补强就是增加壳体厚度,以补强开孔后对壳体的削弱。当封头上开孔采用整体补强结构时,封头的最小厚度就是满足开孔补强需要的厚度。

  ⑤由接管载荷而产应局部应力的影响

  在压力容器设计中,封头上有些重要工艺管口需要校核由接管外载而产生的壳体局部应力,当接管外载比较苛刻时会增加封头厚度来降低接管载荷应力的影响,以达到校核通过的目的,这时封头的最小厚度就是满足局部应力校核合格时的厚度。

  ⑥卧式容器封头起加强作用时影响

  在卧式容器设计中,容器支座反力与鞍座接触的筒体上产生周向压缩应力,在支座截面筒体最低处,周向压缩应力最大,在没有加强圈的情况下,此处筒体容易发生矢稳,同时筒体截面处的切向剪力在筒体径向截面产生周向弯距。在鞍座设计中,应尽量使鞍座底板中心距封头切线距离A≤0.5Ra,使封头对筒体起加强作用,用于平衡筒体的周向压缩力及弯距,此时西安封头的最小厚度就是满足鞍座应力校核合格时的厚度。