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不锈钢封头各种连接结构

2014-05-05 08:17:51
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 不锈钢封头各种连接的结构特点

其中:结构1:是筒体和封头中径对齐的结构。
结构2:的结构,筒体和封头中径有≤0.5(δn-δb)的偏离。
结构3;的结构,筒体和封头内径对齐。
这几种结构都是在筒体和封头连接的切线处向封头方向逐渐减薄形成锥形(单面或双面的)过渡,而在制造时这是一段单独的筒节—过渡段。所以封头在底边有所加强,封头的等厚部分实际不是完整的半球而是一个球冠。这样实际上就成了圆筒、过渡段和球冠的连接,例如结构2,有的球冠的仅为球半径的0.8。
结构4:还有一种结构,就是完整的半球形封头与筒体连接,在连接处内径对齐,在筒体外侧倒角过渡。这种情况是完整的半球形封头与筒体连接,不用过渡段,而在筒体外侧有1:3倒角过渡。局部应力分析

下面是一个用ANSYS分析的实际的例子:
计算压力p=16.3MPa,设计温度150°C。
封头材料是16MnR,设计应力强度Smh=150MPa,筒体材料为16Mn锻件,设计应力强度Smn=157MPa。
筒体内直径2400mm,筒体厚度148mm,封头厚度96mm。各种结构的封头内半径略有不同。这个例子厚度的余量是比较大的,圆整后的厚筒体仅为142mm,封头是70mm。所以应力值都比较小。
分析所用单元是三角形6节点轴对称单元。
是实际尺寸,其余为作为对比的结构。结构和所关注点的应力强度如以下。
筒体中总体结构连续处膜应力强度理论值为140.31 MPa,的结构球壳的膜应力强度理论值为108.31 MPa。
在压力容器设计中常常遇到半球形封头与筒体的连接的结构。厚度不太厚的情况下可以封头和筒体等厚,但是在压力较高,筒体和封头都比较厚并且筒体和封头厚度相差较多的时候,采用等厚度结构显然是不合理的。关于封头比筒体薄的情况,GB150的附录J和JB4732附录H都推荐了几种结构尺寸。

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