如何合理的設計半球形封頭的壁厚

封頭人孔/利群

一般半球形封頭都是用在高壓容器上面，因為它受壓的強度比其它型式的封頭受壓強度要大一些。而化工容器上常用的封頭型式有半球形封頭、橢圓形、無折邊球形、錐形和平底封頭。橢圓形封頭的型式及尺寸按《橢圓形封頭》的規定標準橢圓形封頭的長短軸比值為2：1。蝶形封頭球面部分的內半徑應不大于封頭的內直徑，通常取0.914倍的封頭內直徑（無折邊球形封頭亦按此要求），封頭轉角處內半徑不應小于封頭內直徑的10%，且不得不小3倍的壁厚。無折邊軸對稱錐形封頭適用于錐體半頂角α≤30°。當半頂角α＞30°時，錐體與筒體的連接處應按應力分析的方法進行設計，或采用折邊錐形封頭的型式。

    半球形封頭各處的二向薄膜應力相等，即

                PD

    σψ=σθ= ——

                4S

    盡管半球形封頭和圓筒連接處也存在邊緣應力因其值相對其他封頭而言甚小，所以可略而不計，在設計時只計及此薄膜力。

    根據強度理論，將此薄膜應力限于材料的許用應力[σ]，并取D=Di+S，引入焊接接頭系數φ和腐蝕裕量C2后可得設計厚度為

            PDi

    S= ——————+C2

         4[σ]φ-P

為使式嚴格用于薄壁球殼，GB150將它限于P≤0.6[σ]φ，即相當于球殼徑比K值限在一定范圍內，以符合薄壁的假設前提。

所以，當你選擇高壓容器設備上面使用半球形封頭的時候，請一定注意封頭的厚度問題是不是符合設備的承壓范圍內，設備使用要求不一樣，用途不一樣，所以封頭的厚度也是完全不同的，當你不能確定的時候，也可以選擇與廠家多溝通，讓他們給你們提供一些建議。

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