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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?？傮w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(jìn)行準(zhǔn)確求解，通常采用有限元方法進(jìn)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。

  球形封頭的使用上，油封是非常重要的選擇，因為球形封頭的使用離不開油封，主要是確保軸承與潤滑劑之間不會受到污染，所以選擇油封是比較重要的，因為油脂在機械進(jìn)行加工的時候，會隨著變得柔軟，而且還會伴有振動的現(xiàn)象，那么油脂就會更加容易的被直接的甩入軸承中去，從而導(dǎo)致油脂被嚴(yán)重的損壞，發(fā)生這種情況的時候，在球形封頭上安裝油封就顯得尤為重要，這樣的話，不管是雜物還是空氣中的濕氣，都不會滲入到軸承的內(nèi)部，避免對軸承內(nèi)部造成損壞。在選擇油封的時候，記住不可以選用不能相容的油脂制造而成的油封，因為兩種完全不相容的油脂在進(jìn)行混合之后，這次情況下都會變得更加柔軟，會因為油脂發(fā)生流失，而對球形封頭造成破壞，在選擇好油脂之后，必須先將舊的油脂清理干凈之后。

  球形封頭鍛件制造工藝流程包括冶煉鋼錠、鍛造、粗加工、化學(xué)成分和力學(xué)性能檢測、無損探傷和精加工至成品等，主要制造工藝如下所述。鋼錠冶煉拉深成形球形封頭所用鋼錠錠型為340t，一錠制造兩件球形封頭；回轉(zhuǎn)成形球形封頭所用鋼錠錠型為180t，一錠制造一件球形封頭。兩種方法采用的鋼錠均為電弧爐粗煉鋼水，鋼包爐精煉，真空澆注制得。通過這種雙真空處理的鋼錠可以有效去除鋼錠中的P、S及其他雜質(zhì)元素，鋼錠質(zhì)量及其熱加工性可以得到保證。但一般來說，在鋼錠制造中，隨鋼錠錠型增大，鋼水量增加，制造過程中對夾雜物、偏析、疏松縮孔等缺陷的控制難度越大，不同等級的鋼錠存在不同的制造難度。鍛造拉深成形法。拉深成形法鍛造工藝過程，先經(jīng)鋼錠制坯并下料。然后通過鐓粗、拔長、輾平得到板坯，通過拉深板坯得兩件球形封頭鍛件毛坯。鋼錠利用率59%，水口切除7%，冒口切除20%，總鍛造比14

球冠形封頭腔室隔板的功能        己二酸結(jié)晶器由DN3500圓筒與兩橢圓形封頭組成臥式容器，并以10件球冠形封頭作腔室隔板將容器分成11個真空室。己二酸結(jié)晶器采用連續(xù)真空結(jié)晶原理，使得各腔室的操作真空壓力和相應(yīng)的操作溫度逐次降低（真空度依次升高），通過腔室內(nèi)攪拌和容器外虹吸管的導(dǎo)流，各真空室中己二酸溶液的水分也隨之不斷蒸發(fā)排出，致使己二酸溶液到達(dá)過飽和而結(jié)晶，進(jìn)而實現(xiàn)己二酸溶液的連續(xù)真空結(jié)晶操作。由此要求各真空室即要表面光潔，以免己二酸結(jié)晶后粘附容器內(nèi)壁表面；同時又要致密，以保證各腔室的真空操作要求。而球冠形封頭在此不僅起到腔室間的中間隔板作用，而且尚起到結(jié)晶器罐體抗外壓失穩(wěn)的加強作用。         工程上通常以球冠形封頭作為兩容器間或容器腔室間的中間隔板，作為隔板的球冠形封頭較容器封頭受力復(fù)雜，或承受內(nèi)壓或承受外壓。根據(jù)結(jié)晶器連續(xù)真空操作要求，各腔室的真空度依次升高，按球冠形封頭隔板的方位，此球冠形封頭的凹面所受壓力為外壓，即球冠形封頭隔板按外壓封頭設(shè)計，雖然相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)沒有對外壓容器焊接接頭的無損檢測提出要求，但作為真空容器尚應(yīng)滿足致密性要求。鑒于結(jié)晶器制造后難于通過水壓試驗進(jìn)行腔室間球冠形封頭隔板的致密性檢查，球冠形封頭拼板A類接頭的致密性需要通過無損檢測來保證。所以，此球冠形封頭拼板A類接頭的無損檢測是必要的。