北京压力容器球形封头***「力拓封头」

球形封头所承受的薄膜张力

  金属极嘴与玻璃钢之间是胶接面，胶结面处的粘接力远低于纤维的强度，它不能充分地传递球形封头的经向张力。 因此在对球形封头进行受力分析时，需要把球形封头看作是一个两极开孔的球壳。在分析这个开孔球壳时，先将其作为承受内压P的一个完整球壳来处理，然后叠加上一个在极孔处承受经向薄膜压力PR/2的无内压的开孔球壳，这样组合的壳体相当于一个两极开孔的壳体。 完整球壳所承受的经向及纬向薄膜张力均为PR/2，叠加的开孔球壳在球壁上产生了经向薄膜压力N1＊和纬向薄膜张力N2，从静力平衡条件可得：球形封头所承受的薄膜张力。 由这个压力引起的纬向薄膜张力为：球形封头所承受的薄膜张力，这个内力与完整球壳的内力叠加求出两极开孔球壳承受内压P时的经纬向薄膜张力为:球形封头所承受的薄膜张力。

  半球形封头是指由半个球壳及直边（圆筒短节）构成的封头。球壳的曲率半径处处相等，受力均匀。与其他封头相比，半球形封头在承受相同内压时，所需要的壁厚较小。在球壳与相同厚度圆筒的连接处，因曲率半径变化引起的边缘应力仅为圆筒总体薄膜应力的3.1%，可忽略不计。所以半球形封头力学性能较好，所用材料节省。

    和其他的封头做对比的话，我们会发现半球形封头在直径和承压相同的条件下，所需厚度比较小，封头容积相同时其表面积也较小，用料很省。该封头的受力比较均匀，在制造上也是比较困难的，因此一般情况下，除了用于压力较高、直径较大的压力容器外，其他的容器采用的比较少。半球形封头与其他形式封头相比较在直径和承压相同的条件下，所需厚度较小，封头容积相同时其表面积较小，用料较省。受力很均匀。但 由于制造困难，一般除用于压力较高、直径较大的压力容器外，其他容器较少采用。

    在使用该封头的时候，我们需要注意防止其与碳钢直接接触，避免铁离子的污染。不要露天存放，还应避免雨淋，强制组焊也是不可取的

  球形封头的连接结构设计      球形封头的受力情况好，在相同直径和压力下所需厚度很小，因而在较高设计压力的石油化工设备中得到了广泛应用。由旋转薄壳理论公式可知在均匀内压作用下，薄壁球壳的薄膜应力为相同直径圆筒的一半，因而在容器设计中，球形封头的设计所需厚度与圆筒所需厚度之差接近圆筒厚度的一半。     由于壁厚相差较大，球形封头与圆筒的连接不可能直接对接，它们之间的连接部位出现结构不连续，此处应力水平较高，因此连接结构的设计对设备安全性影响较大。

球冠形封头腔室隔板的功能        己二酸结晶器由DN3500圆筒与两椭圆形封头组成卧式容器，并以10件球冠形封头作腔室隔板将容器分成11个真空室。己二酸结晶器采用连续真空结晶原理，使得各腔室的操作真空压力和相应的操作温度逐次降低（真空度依次升高），通过腔室内搅拌和容器外虹吸管的导流，各真空室中己二酸溶液的水分也随之不断蒸发排出，致使己二酸溶液到达过饱和而结晶，进而实现己二酸溶液的连续真空结晶操作。由此要求各真空室即要表面光洁，以免己二酸结晶后粘附容器内壁表面；同时又要致密，以保证各腔室的真空操作要求。而球冠形封头在此不仅起到腔室间的中间隔板作用，而且尚起到结晶器罐体抗外压失稳的加强作用。         工程上通常以球冠形封头作为两容器间或容器腔室间的中间隔板，作为隔板的球冠形封头较容器封头受力复杂，或承受内压或承受外压。根据结晶器连续真空操作要求，各腔室的真空度依次升高，按球冠形封头隔板的方位，此球冠形封头的凹面所受压力为外压，即球冠形封头隔板按外压封头设计，虽然相关规程标准没有对外压容器焊接接头的无损检测提出要求，但作为真空容器尚应满足致密性要求。鉴于结晶器制造后难于通过水压试验进行腔室间球冠形封头隔板的致密性检查，球冠形封头拼板A类接头的致密性需要通过无损检测来保证。所以，此球冠形封头拼板A类接头的无损检测是必要的。