1、1容器封頭容器封頭（端蓋）（端蓋）凸形封頭凸形封頭錐形封頭錐形封頭平板封頭平板封頭半球形封頭半球形封頭橢圓形封頭橢圓形封頭碟形封頭碟形封頭球冠形封頭球冠形封頭第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)壓圓筒封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)內(nèi)壓圓筒封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)2一、半球形封頭一、半球形封頭半球形封頭是由半個(gè)球殼半球形封頭是由半個(gè)球殼構(gòu)成的，它的計(jì)算壁厚公構(gòu)成的，它的計(jì)算壁厚公式與球殼相同式與球殼相同 cticpDp4 圖圖4-3 半球形封頭半球形封頭結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：（1 1）整體半球殼體；）整體半球殼體； （2 2）焊接半球殼體）焊接半球殼體-瓜瓣組焊。瓜瓣組焊。3二、橢圓形封頭二、橢圓形封頭橢圓殼應(yīng)力分布橢圓殼應(yīng)力分布41.橢圓封頭的結(jié)構(gòu)

2、橢圓封頭的結(jié)構(gòu) ：為什麼要有直邊？為什麼要有直邊？（1）保證封頭的制造質(zhì)量；（2）不連續(xù)點(diǎn)與環(huán)焊縫分開(kāi)，從而避免邊緣應(yīng)力與焊接應(yīng)力、膜應(yīng)力集聚，降低合應(yīng)力。 2. 壁厚的計(jì)算公式壁厚的計(jì)算公式 橢球殼壁內(nèi)應(yīng)力的大小及變化受a/b值的影響，形狀系數(shù)K。 厚度計(jì)算公式為： (mm) c pDKpScticn5.025橢圓形封頭橢圓形封頭6結(jié)論：當(dāng)橢球殼的長(zhǎng)短半軸結(jié)論：當(dāng)橢球殼的長(zhǎng)短半軸 a/b2時(shí)，橢球殼赤道上出現(xiàn)很時(shí)，橢球殼赤道上出現(xiàn)很大的環(huán)向應(yīng)力，其絕對(duì)值遠(yuǎn)大于頂點(diǎn)的應(yīng)力，從而引入形狀大的環(huán)向應(yīng)力，其絕對(duì)值遠(yuǎn)大于頂點(diǎn)的應(yīng)力，從而引入形狀系數(shù)系數(shù)K。（。（也稱應(yīng)力增加系數(shù)）也稱應(yīng)力增加系數(shù)）標(biāo)準(zhǔn)

3、橢圓封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭K=1（a/b=2）,計(jì)算厚度公式為計(jì)算厚度公式為 mm 5 . 02cticpDpS)2(2612iihDK7橢圓封頭最大允許工作壓力計(jì)算公式橢圓封頭最大允許工作壓力計(jì)算公式 GB150-1998規(guī)定規(guī)定 橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)為橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)為JBT473795 MPaKDpeietw 5 . 02K 1 時(shí)，e0.15%iD K1 時(shí)，e 0.30%iD 8碟形封頭的組成碟形封頭的組成 以iR為半徑的球面； 以 r 為半徑的過(guò)渡圓弧(即折邊)； 高度為0h的直邊。 三、碟形封頭三、碟形封頭圖圖4-5 碟形封頭碟形封頭9 碟形殼的應(yīng)力分布：碟形殼的應(yīng)力分布：10形狀系數(shù)形狀系數(shù)

4、 計(jì)算厚度公式計(jì)算厚度公式 GB150-1998規(guī)定規(guī)定 rRMi341標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭計(jì)算厚度公式厚度公式 mm 5 . 02cticpRMp mm 5 . 022 . 1cticpRpM 1.34 時(shí)，e 0.15%iD M1.34 時(shí)，e 0.30%iD 11四、球冠形封頭（無(wú)折邊球形封頭）四、球冠形封頭（無(wú)折邊球形封頭）12 (mm) 2 ctcpDipQS式中 Di封頭和筒體的內(nèi)直徑； Q 系數(shù)，見(jiàn)書(shū)圖4-9。2.壁厚計(jì)算公式：13 錐殼應(yīng)力分布？錐殼應(yīng)力分布？五、錐形封頭五、錐形封頭14廣泛應(yīng)用于許多化工設(shè)備的底蓋，它的優(yōu)點(diǎn)是便于廣泛應(yīng)用于許多化工設(shè)備的底蓋，它的優(yōu)點(diǎn)是

5、便于收集與卸除這些設(shè)備中的固體物料。此外，有一些收集與卸除這些設(shè)備中的固體物料。此外，有一些塔設(shè)備上、下部分的直徑不等，也常用錐形殼體將塔設(shè)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(lái)，這時(shí)的錐形殼體稱直徑不等的兩段塔體連接起來(lái)，這時(shí)的錐形殼體稱為變徑段。為變徑段。 mm cos12ctcccpDp錐形封頭厚度計(jì)算公式錐形封頭厚度計(jì)算公式 Dc 錐殼大端直徑錐殼大端直徑 15 為減小邊緣應(yīng)力，錐形封頭結(jié)構(gòu)常有如下結(jié)構(gòu)為減小邊緣應(yīng)力，錐形封頭結(jié)構(gòu)常有如下結(jié)構(gòu)（1）局部加強(qiáng)30的大端及45 的小端2加過(guò)渡圓弧 30的大端及45 的小端受內(nèi)壓無(wú)折邊錐形封頭受內(nèi)壓帶折邊錐形封頭1

6、6是常用的一種封頭。其幾何形狀有圓形、橢圓是常用的一種封頭。其幾何形狀有圓形、橢圓形、長(zhǎng)圓形、矩形和方形等，最常用的是圓形形、長(zhǎng)圓形、矩形和方形等，最常用的是圓形平板封頭。平板封頭。在各種封頭中，平板結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，制造就方便，在各種封頭中，平板結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，制造就方便，但在同樣直徑、壓力下所需的厚度最大，因此但在同樣直徑、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。一般只用于小直徑和壓力低的容器。但有時(shí)在高壓容器中，如合成塔中也用平蓋，但有時(shí)在高壓容器中，如合成塔中也用平蓋，這是因?yàn)樗亩松w很厚且直徑較小，制造直徑這是因?yàn)樗亩松w很厚且直徑較小，制造直徑小厚度大的凸形封頭很困難。小厚

7、度大的凸形封頭很困難。五、平板封頭五、平板封頭17圓平板封頭181.平板內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)周邊簡(jiǎn)支：根據(jù)強(qiáng)度條件：t0.31pDS19周邊固支： tpDS 188.0根據(jù)強(qiáng)度條件：20mm tccpKpD平板封頭厚度設(shè)計(jì)公式平板封頭厚度設(shè)計(jì)公式 平板封頭的計(jì)算厚度平板封頭的計(jì)算厚度 mm p 計(jì)算直徑計(jì)算直徑 mm 計(jì)算壓力計(jì)算壓力 MPa 焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù) 結(jié)構(gòu)特征系數(shù)結(jié)構(gòu)特征系數(shù) cDcpK 材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 MPa t 實(shí)際情況是介于簡(jiǎn)支和固支中間實(shí)際情況是介于簡(jiǎn)支和固支中間，系數(shù)在0.1880.31之間，歸結(jié)為一個(gè)結(jié)構(gòu)特征系數(shù)K, 平板壁厚計(jì)算公式為

8、：21例題 確定精流塔封頭形式及尺寸。塔徑確定精流塔封頭形式及尺寸。塔徑Di=600mmDi=600mm，壁厚，壁厚Sn=7mmSn=7mm，材，材質(zhì)為質(zhì)為16MnR16MnR（GB6654-96) GB6654-96) ，計(jì)算壓力，計(jì)算壓力Pc=2.2MPa, Pc=2.2MPa, 工作溫度工作溫度t=-3t=-3-20-20C C?！窘狻看_定參數(shù)： Pc=2.2MPa， Di=600mm，C2=1mm,=170MPa 。封頭材質(zhì)選16MnR16MnR（GB6654-96) GB6654-96) 1.半球形封頭半球形封頭 補(bǔ)充參數(shù)：半球形封頭與筒體連接的環(huán)焊縫屬于封頭內(nèi)的部分，采用帶墊板單面

9、對(duì)接焊，局部無(wú)損探傷， =0.8 。計(jì)算壁厚為： (mm) pDpSctic4 )(4 . 22 . 28 . 017046002 . 2mmSSd=2.4+1.0=3.4(mm) C1=0.25mm名義壁厚為 Sn=3.4+0.25=3.65(mm) 取4mm。Sn=3.7mm,板厚仍然為4mm。222.用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 此封頭可以整板沖壓，1。 計(jì)算壁厚為：)(9.32.25.0117026002.25.02mmS (mm) pDpScticSd=3.9+1.0=4.9(mm) 取C1=0.25mm名義壁厚為 Sn=4.9+0.25=5.15(mm)板厚為6mm。3.采用標(biāo)

10、準(zhǔn)碟型封頭采用標(biāo)準(zhǔn)碟型封頭 )(67.45 .022 .1mm pDpScticSd=4.67+1.0=5.67(mm) 取C1=0.25mm, 名義壁厚為 Sn=5.67+0.25=5.92(mm) 取6mm。23（4）采用平板封頭板厚計(jì)算公式為： (mm) KpDStccp 選結(jié)構(gòu)形式為表419中第9種，K=0.3 ，=1 ，Dc=600mm。Sp=37.4(mm) .Sd=37.4+1=38.4(mm)查得C1=0.25mm,名義壁厚為Sn=38.65mm,圓整后取40mm。24各種封頭計(jì)算結(jié)果比較封頭形式 壁厚（mm) 總深度（mm)理論面積（ ） 重量（kg)制造難易程度半球形 4 3000.56517.8 較難橢圓形 6 1750.46621 較易碟型 6 1610.41022.4 較易平板形 40 -0.28388.3 易25單位容積的表面積，半球形封頭為最小。單位容積的表面積，半球形封頭為最小。橢圓形和碟形封頭的容積和表面積基本相同，橢圓形和碟形封頭的容積和表面積基本相同，可以認(rèn)為近似相等?？梢哉J(rèn)為近似相等。封頭的選擇主要根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的要求，封頭的選擇主要根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的要求，并考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。并考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。六、封頭的選擇六、封頭的選擇1、幾何方面、幾何方面26半球形封頭的應(yīng)力分布最好