第四章 內壓薄壁圓通與封頭的強度設計(云南大學2010版).ppt

1 第四章內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計 教學重點 內壓薄壁圓筒的厚度計算教學難點 厚度的概念和設計參數的確定 2 舊壓力容器厚度進行強度校核的意義判定在下一個檢驗周期內或在剩余壽命期間內 容器是否還能在原設計條件下安全使用的條件當容器已被判定不能在原設計條件下使用時 應通過強度計算 提出容器監(jiān)控使用當容器針對某一使用條件需要判廢時 應提出判廢依據 3 根據薄膜理論進行應力分析 確定薄膜應力狀態(tài)下的主應力根據彈性失效的設計準則 應用強度理論確定應力的強度判據對于封頭 考慮到薄膜應力的變化和邊緣應力的影響 按殼體中的應力狀況在公式中引進應力增強系數根據應力強度判據 考慮腐蝕等實際因素導出具體的計算公式 內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計公式推導過程 4 容器上一處的最大應力達到材料在設計溫度下的屈服點 容器即告失效 失去正常的工作能力 也就是說 容器的每一部分必須處于彈性變形范圍內 保證器壁內的相當應力必須小于材料由單向拉伸時測得的屈服點 第一節(jié)強度設計的基本知識 一 關于彈性失效的設計準則 1 彈性失效理論 5 為了保證結構安全可靠地工作 必須留有一定的安全裕度 使結構中的最大工作應力與材料的許用應力之間滿足一定的關系 即 相當應力 MPa 可由強度理論確定 極限應力 MPa 可由簡單拉伸試驗確定 安全系數 許用應力 MPa 2 強度安全條件 6 徑向應力 二 強度理論及其相應的強度條件 1 薄壁壓力容器的應力狀態(tài) 圖4 1應力狀態(tài) 7 由薄膜理論 圓筒壁內應力為經向應力 環(huán)向應力 法向應力 被認為是0 則三項主應力為 8 第一強度理論 最大拉應力理論 使材料發(fā)生斷裂破壞的主要因素是最大主拉應力 1 只要 1達到單向拉伸時材料的強度極限 b材料將要斷裂破壞 破壞條件 強度條件 該理論與均質的脆性材料的實驗結果吻合較好 9 第二強度理論 最大伸長線應變理論 當材料的最大伸長線應變 1達到材料單向受拉破壞時的線應變 b b E時 材料將要發(fā)生斷裂破壞 破壞條件 強度條件 該理論只與少數脆性材料的實驗結果吻合 10 第三強度理論 最大剪切應力理論 最大切應力是使材料發(fā)生屈服破壞的根本原因 只要最大剪切應力 max達到材料單向受力時的屈服極限 s所對應的極限剪切應力 s s 2 材料將發(fā)生屈服 剪斷 破壞 破壞條件 強度條件 11 第四強度理論 能量理論 形狀改變比能是引起材料屈服破壞的基本原因 只要復雜應力狀態(tài)下材料形狀改變比能達到單向受力情況屈服破壞時相應的極限形狀改變比能 材料就會發(fā)生屈服破壞 破壞條件 強度條件 第三強度理論偏于安全 第四強度理論偏于經濟 12 在大多數應力狀態(tài)下 脆性材料將發(fā)生脆性斷裂 因而應選用第一強度理論 而在大多數應力狀態(tài)下 塑性材料將發(fā)生屈服和剪斷 故應選用第三強度理論或第四強度理論 但材料的破壞形式不僅取決于材料的力學行為 而且與所處的應力狀態(tài) 溫度和加載速度有關 實驗表明 塑性材料在一定的條件下 低溫和三向拉伸 會表現為脆性斷裂 脆性材料在三向受壓表現為塑性屈服 13 第一強度理論 最大主應力理論 第三強度理論 最大剪應力理論 強度條件 強度條件 適用于脆性材料 適用于塑性材料 總結 14 第四強度理論 能量理論 強度條件 適用于塑性材料 第二強度理論 最大變形理論 與實際相差較大 目前很少采用 壓力容器材料都是塑性材料 應采用三 四強度理論 GB150 98采用第三強度理論 15 第三強度理論的強度條件為 因此圓筒強度條件為 16 4 2內壓薄壁圓筒殼與球殼的強度設計4 2 1強度計算公式依據第三強度理論 強度公式為 參數變換 1 將中徑換算為圓筒內徑 D Di 2 壓力換為計算壓力Pc 3 考慮到焊縫處因氣孔 夾渣等缺陷以及熱影響區(qū)晶粒粗大等造成的強度削弱 引進焊縫系數f 1 4 材料的許用應力與設計溫度有關 17 考慮實際情況 引入pc等參數 考慮介質腐蝕性 考慮鋼板厚度負偏差并圓整 第二節(jié)內壓薄壁圓筒殼體與球殼的強度設計 一 強度設計公式 1 內壓薄壁圓筒 這是寫在圖紙上的鋼板厚度 18 強度校核公式 最大允許工作壓力計算公式 1 當筒體采用無縫鋼管時 應將式中的Di換為D02 以上公式的適用范圍為3 用第四強度理論計算結果相差不大 19 式中 e 有效壁厚 e 圓整后的壁厚 n C1 C2 強度校核公式 1 在工作壓力及溫度下 現有容器強度夠否 2 現有容器的最大允許工作壓力如何 20 公式的適用范圍為 2 內壓球形殼體 21 工作壓力 指在正常工作情況下 容器頂部可能達到的最高壓力 設計壓力 指設定的容器頂部的最高壓力 它與相應設計溫度一起作為設計載荷條件 其值不低于工作壓力 計算壓力 指在相應設計溫度下 用以確定殼體各部位厚度的壓力 其中包括液柱靜壓力 計算壓力pc 設計壓力p 液柱靜壓力 二 設計參數的確定 1 壓力 表壓 22 工作壓力pw 正常工作情況下 容器頂部可能達到的最高壓力 由工藝計算確定 化學反應所要求的 傳遞過程所必需的 由液化氣體的飽和蒸汽壓所決定的 23 設計壓力p 設定的容器頂部的最高壓力 設計載荷 取值方法 1 容器上裝有安全閥 取不低于安全閥開啟壓力 p 1 05 1 1 pw系數取決于彈簧起跳壓力 24 2 容器內有爆炸性介質 安裝有防爆膜時 取設計壓力為爆破片設計爆破壓力加制造范圍上限 P93表4 3 表4 4 防爆膜裝置示意圖 看看爆破片的工作情況 25 3 無安全泄放裝置 取p 1 0 1 1 pw 4 盛裝液化氣容器 設計壓力應根據工作條件下可能達到的最高金屬溫度確定 地面安裝的容器按不低于最高飽和蒸汽壓考慮 如40 50 60 時的氣體壓力 注意 要考慮實際工作環(huán)境 如放置地區(qū) 保溫 遮陽 噴水等 例如 液氨儲罐 金屬壁溫最高工作為50 氨的飽和蒸汽壓為2 07MPa 1 容器的設計壓力 2 若容器安放有安全閥 設計壓力 26 5 外壓容器 取p 正常操作下可能產生的最大壓差 注意 正常操作 含空料 真空檢漏 穩(wěn)定生產 中間停車等情況 6 真空容器 不設安全閥時 取0 1MPa 設有安全閥時取Min 1 25 p 0 1MPa 27 釜壁可能承受壓力情況 釜內空料 夾套內充蒸汽 外壓0 2MPa 釜內真空 夾套內充蒸汽 外壓0 3MPa 釜內0 3MPa 夾套內0 2MPa 內壓0 1MPa 釜內0 3MPa 夾套內空料 內壓0 3MPa 釜壁承受的最大壓差 內壓0 3MPa或外壓0 3MPa 7 帶夾套容器 取正常操作時可能出現的最大內外壓差 例如帶夾套的反應釜 夾套內蒸汽壓力為0 2MPa 釜內開始抽真空 然后釜內升壓至0 3MPa 該釜壁承受壓力如何 28 表4 1設計壓力與計算壓力的取值范圍 29 計算壓力pc 在相應設計溫度下 用以確定元件厚度的壓力 其中包括液柱靜壓力 當元件所承受的液柱靜壓力小于5 設計壓力時 可忽略不計 即計算壓力 設計壓力 液柱靜壓力 5 P時計入 可見 計算壓力 設計壓力 工作壓力 容器頂部表壓 例 一立式容器 工作壓力0 5MPa 液體深10m 密度為10 000N m3 pw 0 5MPa p 0 5MPapc 0 5 10 10 000 1 000 000 0 6MPa 30 指容器在正常工作情況下 在相應的設計壓力下 設定的元件的金屬溫度 沿元件金屬截面厚度的溫度平均值 設計溫度是選擇材料和確定許用應力時不可少的參數 2 設計溫度 31 確定設計溫度的方法 1 對類似設備實測 2 傳熱計算 3 參照書P94表4 5 例如 不被加熱或冷卻的器壁 且壁外有保溫 取介質溫度 用水蒸氣 熱水或其它液體加熱或冷卻的器壁 取熱介質的溫度 等等 32 1 極限應力 極限應力的選取與結構的使用條件和失效準則有關 極限應力可以是 許用應力是以材料的各項強度數據為依據 合理選擇安全系數n得出的 3 許用應力和安全系數 33 常溫容器 中溫容器 高溫容器 34 2 安全系數 安全系數是一個不斷發(fā)展變化的參數 隨著科技發(fā)展 安全系數將逐漸變小 常溫下 碳鋼和低合金鋼 表4 2鋼材的安全系數 35 焊縫區(qū)的強度主要取決于熔焊金屬 焊縫結構和施焊質量 焊接接頭系數的大小決定于焊接接頭的型式和無損檢測的長度比率 焊接接頭系數 是焊接削弱而降低設計許用應力的系數 4 焊接接頭系數 表4 3焊接接頭系數 36 容器上存在有 縱焊縫 A類焊縫環(huán)焊縫 B類焊縫需要進行無損檢驗 檢驗方法主要是 X射線檢查和超聲波檢查 為什麼要進行無損檢驗 37 缺陷 夾渣 未焊透 晶粒粗大等 在外觀看不出來 熔池內金屬從熔化到凝固的過程受到熔池外金屬的剛性約束 內應力很大 焊縫區(qū)強度比較薄弱 焊接后常出現 38 焊接缺陷 39 為綜合考慮筒體強度 設計公式中將鋼板母材的許用應力乘以 1 f 40 焊接接頭系數 f 41 你能回答下列問題嗎 1 可否采用搭接焊結構制作壓力容器殼體 為什麼 2 焊縫處為什麼要進行無損探傷檢查 3 焊縫系數 為什麼小于等于1 4 取焊縫系數的依據是什麼 5 壁厚計算公式中的 t是鋼板的許用應力 還是焊縫材料的許用應力 6 帶墊板的焊縫結構中 墊板的作用是什麼 是否起加強作用 42 滿足強度要求的計算厚度之外 額外增加的厚度 包括鋼板負偏差 或鋼管負偏差 C1 腐蝕裕量C2即C C1十C2 1 按表4 9選取2 當鋼材的厚度負偏差不大于0 25mm 且不超過名義厚度的6 時 負偏差可以忽略不計 為防止容器元件由于腐蝕 機械磨損而導致厚度削弱減薄 應考慮腐蝕裕量 C1鋼板厚度負偏差 C2腐蝕裕量 5 厚度附加量C 43 A 容器壁厚附加量 1 鋼板或鋼管厚度負偏差C1 例如 44 在設計容器壁厚時要 預先考慮負偏差 鋼板負偏差參見p97表4 9選取 鋼管厚度負偏差參見P97表4 10 45 B 腐蝕裕量C2 容器元件由于腐蝕或機械磨損 厚度減薄 在設計壁厚時要考慮容器使用壽命期內的安全性 具體規(guī)定如下 對有腐蝕或磨損的元件 C2 KaBKa 腐蝕速率 mm a 由材料手冊或實驗確定 B 容器的設計壽命 通常為10 15年 一般情況 Ka 0 05 0 13mm a的輕微腐蝕時 對單面腐蝕取C2 1 2mm 對雙面腐蝕取C2 2 4mm 對于不銹鋼 一般取0 46 1 確定腐蝕裕度的依據 2 腐蝕裕度的有效期 3 列管換熱器的管子 殼體腐蝕裕度如何定 容器各元件受到的腐蝕程度不同時 設計中可采用不同的腐蝕裕量 介質為壓縮空氣 水蒸氣或水的碳鋼或低合金鋼容器 單面腐蝕裕量不小于1mm 對不銹鋼容器 腐蝕輕微時可取C2 0 還要記住 47 6 直徑系列與鋼板厚度 要按照鋼板厚度尺寸系列標準GB709 88的規(guī)定選取 P99表4 13 鋼板厚度是否可以隨意取 壓力容器的直徑系列已經施行標準化 GB9019 88 筒體與封頭的公稱直徑配套 見P60表2 5 筒體直徑是否可以隨意定 48 1 壓力容器的公稱直徑鋼板卷焊筒體和成型封頭的公稱直徑是內徑 49 標準化問題 直徑系列與鋼板厚度 表4 4常用鋼板厚度 注 5mm為不銹鋼常用厚度 50 1 厚度的定義 三 容器的厚度和最小厚度 圖4 2壁厚的概念 51 設計壓力較低的容器計算厚度很薄 大型容器剛度不足 不滿足運輸 安裝 限定最小厚度以滿足剛度和穩(wěn)定性要求 殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度 a 碳素鋼和低合金鋼制容器不小于3mmb 對高合金鋼制容器 不小于2mm 2 最小厚度 c 碳素鋼 低合金鋼制塔式容器 min d max 4mm 不銹鋼制塔式容器 max 3mm 52 1 標注在圖紙上的容器壁厚是如何確定的 2 壁厚加工減薄量由誰定 3 加工后容器的實際壁厚不能小于多厚才可以在使用壽命期內保證安全 4 規(guī)定容器最小壁厚的目的是什麼 思考如下問題 53 在于檢驗容器的宏觀強度和有無滲漏現象 即考察容器的密封性 以確保設備的安全運行 目的 液壓試驗 氣壓試驗 氣密性試驗 壓力試驗的種類 四 壓力試驗與強度校核 54 為什麼要進行壓力試驗呢 制造加工過程不完善 導致不安全 發(fā)生過大變形或滲漏 最常用的壓力試驗方法是液壓試驗 使用常溫水 也可用不會發(fā)生危險的其它液體 液壓試驗時水溫不能過低 碳素鋼 16MnR不低于5 其它低合金鋼不低于15 試驗時液體的溫度應低于其閃點或沸點 55 壓力試驗的時機 1 容器制成后 2 檢修后 試驗目的 1 檢驗容器宏觀強度 是否出現裂紋 是否變形過大 2 密封點及焊縫的密封情況 要知道 1 需要焊后熱處理的容器 須熱處理后進行壓力試驗和氣密試驗 2 須分段交貨的容器 在工地組裝并對環(huán)焊縫進行熱處理后 進行壓力試驗 3 塔器須安裝后進行水壓試驗 56 壓力試驗分類 液壓試驗介質 一般為水 過程 充水排氣 設計壓力無泄漏 開始 試驗壓力下保壓30分鐘 卸壓 吹凈 結束 試驗壓力的80 保壓檢查 57 注意 不銹鋼容器 水中氯離子不得超過25mg L 試壓合格的條件 1 無滲漏 2 無可見變形 3 試驗過程中無異常響聲 4 b 540MPa的材料 表面經無損檢驗無裂紋 看看水壓試驗過程 58 氣壓試驗 不適合液壓試驗的 如裝入貴重催化劑要求內部烘干 或容器內襯耐熱混凝土不易烘干 或由于結構原因不易充滿液體的容器以及容積很大的容器等 可用氣壓試驗代替液壓試驗 氣壓試驗時介質溫度不低于15 氣密試驗 針對介質具有毒性程度為極度或具有高度危害的容器 在液壓試驗后進行 氣密試驗壓力取設計壓力 59 液壓試驗 氣壓試驗 內壓容器試驗壓力 1 試驗壓力 t大于1 8時 按1 8計算 如果容器各元件 圓筒 封頭 接管 法蘭及緊固件等 所用材料不同時 應取各元件材料的比值中最小者 容器銘牌上規(guī)定有最大允許工作壓力時 公式中應以最大允許工作壓力代替設計壓力p 60 液壓試驗 氣壓試驗 2 壓力試驗的應力校核 圓筒壁在試驗壓力下的計算應力 61 五 例題 例4 1 某化工廠欲設計一臺石油氣分離用乙烯精餾塔 工藝參數為 塔體內徑 計算壓力 工作溫度t 3 20 試選擇塔體材料并確定塔體厚度 由于石油氣對鋼材腐蝕不大 溫度在 3 20 壓力為中壓 故選用16MnR 2 確定參數 附表9 1 采用帶墊板的單面焊對接接頭 局部無損檢測 表4 8 取 解 1 選材 62 3 厚度計算 計算厚度 設計厚度 根據 查表4 9得 名義厚度 圓整后 取名義厚度為 復驗 故最后取 該塔體可用7mm厚的16MnR鋼板制作 63 4 校核水壓試驗強度 式中 則 而 可見 所以水壓試驗強度足夠 64 例2設計鍋爐汽包的筒體壁厚 工作壓力為15 6MPa 工作溫度為350 其內徑為1300mm 解 1 選材 工作溫度中溫 工作壓力為高壓 有輕微腐蝕 故采用低合金鋼18MnMoNbR GB6654 96 ss 410MPa 2 確定參數 1 工作壓力15 6MPa 是高壓容器 屬于三類容器 其焊縫結構必須是雙面對接焊結構或其他等強度焊接 100 無損探傷 1 2 筒體需保溫 則筒壁設計溫度取介質溫度 s s 350 190MPa 3 需安裝安全閥 pc p 1 1 15 6 17 16 MPa 4 水蒸氣對低合金鋼有輕微腐蝕 且為單面腐蝕 C2 1mm 65 3 計算壁厚 4 設計壁厚 d C2 61 5 1 0 62 5 mm 查表4 9得C1 0 25 mm 壁厚附加量C C1 C2 0 25 1 0 1 25 mm 5 名義厚度 n C 圓整量61 5 1 25 62 75 mm 圓整后為65 mm 66 6 校核水壓試驗強度水壓試驗強度條件為 式中 e n C 65 2 8 62 2 mm 則 T 234 9 MPa 而0 9 s 0 9 1 410 369 MPa T 0 9 s水壓試驗合格 67 例3校驗舊氣瓶 資料記載該氣瓶材質為40Mn2A 系無縫鋼管收口而成 實測其外徑為219mm 最小壁厚為6 5mm 查材料手冊得該材料的 b 785MPa s 510MPa d5 18 1 常溫下可否充15MPa氧氣 2 如強度不夠 最高允許工作壓力多少 解 1 確定參數pc 15MPa DO 219mm n 6 5mm 無縫鋼管 1 C2 1mm 實測壁厚6 5mm 則C1 0 e 6 5 1 5 5mm 許用應力求取 t min b nb s ns min 785 3 510 1 6 262 MPa 68 2 強度校核校核公式為 充15MPa強度不夠 3 確定最高允許工作壓力計算公式為 該氣瓶的最大安全使用壓力為13 48MPa 69 注意 實測壁厚 概念 即無需考慮負偏差問題 C1 0 無縫鋼管制的容器公稱直徑為外徑 壁厚計算公式中應采用外徑 公式應該如何 自己試推導一下 70 容器封頭 端蓋 凸形封頭 錐形封頭 平板封頭 半球形封頭 橢圓形封頭 碟形封頭 球冠形封頭 第三節(jié)內壓圓筒封頭的設計 71 4 3 1半球形封頭1 結構 1 整體半球殼體 2 焊接半球殼體 瓜瓣組焊 2 與筒體連接結構 與筒體連接部位要圓滑過渡 為什麼 與筒體連接的環(huán)焊縫屬于球殼內的部分 確定封頭厚度時應考慮這一環(huán)焊縫的焊接接頭系數 72 半球形封頭是由半個球殼構成的 它的計算壁厚公式與球殼相同 圖4 3半球形封頭 73 受內壓球形封頭計算壁厚與球殼相同 球形封頭壁厚可較圓筒殼減薄一半 但為焊接方便以及降低邊緣壓力 半球形封頭常和筒體取相同的厚度 74 1 橢圓封頭的結構 為什麼要有直邊 1 保證封頭的制造質量 2 不連續(xù)點與環(huán)焊縫分開 從而避免邊緣應力與焊接應力 膜應力集聚 降低合應力 75 橢圓形封頭是由長短半軸分別為a和b的半橢球和高度為h 的短圓筒 通稱為直邊 兩部分所構成 直邊的作用是為了保證封頭的制造質量和避免筒體與封頭間的環(huán)向焊縫受邊緣應力作用 圖4 4橢圓形封頭 橢球殼壁內應力的大小及變化受a b值的影響 形狀系數K 76 K 橢圓形封頭形狀系數的取值 P104表4 14 77 圖3 17例3 2附圖 2 K與應力的關系 78 結論 當橢球殼的長短半軸a b 2時 橢球殼赤道上出現很大的環(huán)向應力 其絕對值遠大于頂點的應力 從而引入形狀系數K 也稱應力增加系數 標準橢圓封頭K 1 a b 2 計算厚度公式為 79 橢圓封頭最大允許工作壓力計算公式 GB150 1998規(guī)定 橢圓形封頭標準為JB T4737 95 80 注意 1 加工減薄量由制作單位確定 2 各參數的單位 公式中只用MPa和mm 3 對于同一容器上的圓筒與橢圓形封頭 如果壁厚相同 橢圓形封頭的強度高于圓筒 所以 水壓試驗強度校核時 校核筒體強度就可以了 為什麼 4 直邊高度按P105表4 15選取 81 碟形封頭的組成 三 碟形封頭 圖4 5碟形封頭 82 1 碟形封頭的結構 特點 Ri r值不同 球面與摺邊連接處的曲率突變 應用 相同受力 碟形封頭壁厚比橢圓形封頭壁厚要大些 而且碟形封頭存在應力不連續(xù) 因此沒有橢圓形封頭應用廣泛 83 形狀系數 計算厚度公式 GB150 1998規(guī)定 標準碟形封頭計算厚度公式 84 當碟形封頭的球面半徑Ri 0 9Di 過渡圓弧r 0 17Di時 稱為標準碟面封頭 M 1 2 85 4 3 4球冠形封頭 降低凸形封頭高度 將碟形封頭的直邊及過圓弧部分去掉 只留下球面部分 也稱無折邊球形封頭 86 式中Di 封頭和筒體的內直徑 Q 系數 見書P107圖4 9 2 壁厚計算公式 87 廣泛應用于許多化工設備的底蓋 它的優(yōu)點是便于收集與卸除這些設備中的固體物料 此外 有一些塔設備上 下部分的直徑不等 也常用錐形殼體將直徑不等的兩段塔體連接起來 這時的錐形殼體稱為變徑段 四 錐形封頭 88 推導 受均勻內壓的錐形封頭的最大應力在錐殼大端 有強度條件為厚度計算公式為加上接頭系數得 錐形封頭厚度計算公式 89 Dc的取值 若無折邊 Dc Di若有折邊 Dc Di 90 為減小邊緣應力 錐形封頭結構常有如下結構 1 局部加強 30 的大端及 45 的小端 2 加過渡圓弧 30 的大端及 45 的小端 受內壓無折邊錐形封頭 受內壓帶折邊錐形封頭 91 一 無折邊錐形封頭或錐形筒體 適用于錐殼半錐角a 3001 錐殼大端a 查圖4 15 大端是否須加強 92 c 需加強 以降低聯接處的局部應力 錐殼加強段和圓筒加強段厚度相同 Q為錐殼與圓筒聯接處的應力增值系數 查圖4 16 93 2 錐殼小端 a 450 a 查圖4 17 小端是否須加強 94 b 不必局部加強 計算壁厚同大端 95 c 需加強 加強段和圓筒加強段厚度相同 Q為錐殼與圓筒聯接處的應力增值系數 查圖4 18 96 無折邊錐殼 30 大端采用無折邊結構 45 小端采用無折邊結構 97 3 無折邊錐殼的厚度 錐殼厚度 4 27 4 28 4 29 統一厚度 98 二 折邊錐形封頭或錐形筒體 可降低應力集中 適用于錐殼大端半錐角a 300 小端半錐角a 450 當錐殼半錐角a 600時 按平蓋計算 大端r 10 Di 且 3 r 小端r 5 Di 且 3 r 99 1 錐殼大端a 過渡段的計算壁厚 100 b 與過渡段相連接處的錐殼計算壁厚 101 錐殼大端過渡段厚度與過渡段相連接處的錐殼厚度與錐殼大端相連接的筒體厚度結論 1 錐殼厚度 筒體厚度 過渡段厚度 2 錐頂角越大 錐殼越厚 102 2 錐殼小端a 半錐角a 450 小端無折邊計算同前b 小端有折邊 過渡段厚度按 4 29 確定 Q值查圖4 18 c 半錐角a 450 小端過渡段厚度仍按 4 29 確定 Q值查圖4 19 103 錐形封頭的小端與接口管相連 一般不加過渡弧 但接口管應增厚 厚度取錐體厚度 加厚的長度 104 當錐殼大端或大 小段同時具有過渡弧段時 分別計算和確定錐殼各部分厚度 如只考慮一種厚度 取計算值中最大值作為折邊錐殼的厚度 105 是常用的一種封頭 其幾何形狀有圓形 橢圓形 長圓形 矩形和方形等 最常用的是圓形平板封頭 在各種封頭中 平板結構最簡單 制造就方便 但在同樣直徑 壓力下所需的厚度最大 因此一般只用于小直徑和壓力低的容器 但有時在高壓容器中 如合成塔中也用平蓋 這是因為它的端蓋很厚且直徑較小 制造直徑小厚度大的凸形封頭很困難 五 平板封頭 106 1 平板內應力狀態(tài) 周邊簡支 根據強度條件 107 周邊固支 根據強度條件 實際情況是介于簡支和固支中間 系數在0 188 0 31之間 歸結為一個結構特征系數K 見表4 19 108 平板封頭厚度設計公式 平板封頭的計算厚度mm 計算直徑mm 計算