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球形封頭與筒體連接區(qū)的應(yīng)力分析

 壓力容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)往往是壓力容器的高應(yīng)力區(qū)，一般說來，壓力容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)可分為總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)和局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)兩種。總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)是指對結(jié)構(gòu)相當(dāng)大的部分產(chǎn)生影響的應(yīng)力或應(yīng)變源，例如封頭與殼體連接區(qū)、設(shè)備法蘭與殼體連接區(qū)、接管區(qū)、不同直徑或厚度或材料的連接區(qū)等；局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)是指對結(jié)構(gòu)相對較小的范圍內(nèi)產(chǎn)生影響的應(yīng)力或應(yīng)變源，例如小的圓角半徑、小的連接件、部分焊透的焊縫或小孔等。很多結(jié)構(gòu)，如壓力容器開孔接管區(qū)等既存在總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)因素，又存在局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)因素。由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，很難用解析法進行準(zhǔn)確求解，通常采用有限元方法進行計算。  球形封頭與筒體連接區(qū)的應(yīng)力分析 在高壓容器中，特別是直徑較大的容器經(jīng)常采用球形封頭，因為球形封頭在內(nèi)壓作用下兩向應(yīng)力相等，受力狀況很好。球形封頭所需厚度往往比筒體厚度小很多，既可以節(jié)省材料又可以減輕負(fù)重。

  分析球型封頭中焊接缺陷原因有哪些？

封頭廠使用上是石油化工、原子能乃至于食品行業(yè)中不可或缺的壓力容器設(shè)備，而現(xiàn)在很多釀酒罐上使用的都是封頭進行焊接，而封頭也是壓力容器中的蓋面，整體使用上也是壓力容器不可或缺的一個承載壓力部件。而且使用上封頭的質(zhì)量往往會直接影響到壓力容器裝置的運行時間長短，所以我們不能小看光大封頭給我們生活帶來的影響，而怎么讓封頭進行焊接的時候更加耐用，甚至更加的美觀，這點上就很有技術(shù)講究了。

1.受傳統(tǒng)思想的影響

   以前的缺陷等級評定，由于科學(xué)發(fā)展的局限，都采用置信度和安全裕度較大的評定規(guī)范。不論缺陷的位置和被檢產(chǎn)品的材質(zhì)，一律按嚴(yán)格的要求處理，以確保安全。近年來，盡管人們對缺陷在不同情況下的危害程度有了比較的認(rèn)識，但由于構(gòu)件本身要求提高了，制造難度加大，使用條件苛刻，人們出于保險起見就難于越過“越嚴(yán)越好”的傳統(tǒng)觀念。

2.焊接檢測標(biāo)準(zhǔn)存在著重工藝、輕評定的傾向

  近年來，無損檢測學(xué)術(shù)研究十分活躍，但人們熱衷于提高檢測水平、更新設(shè)備、完善手段、提高檢測靈敏度。對缺陷等級評定的研究卻十分冷淡。焊接檢測標(biāo)準(zhǔn)的更新主要是工藝要求的變動，缺陷等級評定卻始終如一或變動不大，缺陷等級評定發(fā)展的進程落后于工藝發(fā)展的進程。

3.在焊接檢測標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中忽視經(jīng)濟效益

    焊接檢測是一種質(zhì)量控制手段，所以人們更多地注重它的監(jiān)督職能，考慮安全因素，而忽視經(jīng)濟效益。通過前面的分析可知，焊接缺陷等級評定標(biāo)準(zhǔn)有待進一步修改

    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)計時如無其他因素考慮,在何時考慮采用球形封頭(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界限。 有時多看看實際的裝置會有一些啟發(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。 因為球形封頭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，在沖的時候有可能會把焊縫沖開。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？ 因為球形封頭的周向應(yīng)力和縱向應(yīng)力是相等的, 計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類焊縫。