带有厚度与筒体不相等半球形封头热套高压容器强度研究

本文对一台内直径为１０００ｍｍ、设计压力为３１．４ＭＰａ的带有厚度与筒体不相等半球形封头热套高压容器进行了强度研究,建立了综合考虑半球形封头成形过程中的厚度变化和加强箍与半球形封头贴合质量的有限元应力分析模型,应力计算值和实测值相当吻合,连接接头处没有显著的应力集中现象,加强箍与半球形封头之间圆柱面的贴合质量对容器应力的影响很小,制造时应严格控制锥面的贴合质量。     

30万吨／年氨合成塔外壳的设计

１　前言氨合成塔是合成氨厂的关键设备，南化年产３０万吨合成氨设备中的氨合成塔采用的是新型高效大型的丹麦托普索塔。该塔内件由国外专利厂商提供，外壳由我厂设计、制造。　　２　设计参数与结构尺寸氨合成塔外壳是一种高温、高压设备，其技术特性如表１。表１设计压力１５．３　ＭＰａ设计温度　　　　３７０℃　　　（封头底部以上）４８５℃，４８５℃／５１０℃（封头底部以下）腐蚀裕度１．６ｍｍ工艺介质合成气氢分压１１．０ＭＰａ（绝压）　　如图１所示。设备顶部为筒体端部与圆形平盖之间采用大型螺栓紧固的双锥密封结构。筒…     

锥形封头过渡段应力的理论分析与设计方法

对折边锥形封头的过渡段部分进行应力分析，提出以无矩理论为基础的常规设计方法，并与现行常规设计方法（国家标准ＧＢ１５０－８９《钢制压力容器》所规定的方法）进行比较，同时研究了计算厚度公式，探讨了现行规范中有关设计公式的来历，为折边锥形封头的设计提供理论依据。     

椭圆封头与筒体过渡段应力分布

在中低压容器常规设计中，对椭圆封头与筒体过渡段的边缘应力一般不予计算，只在结构上进行局部处理。为了探究边缘应力对椭圆封头及筒体过渡段的影响，文中针对5种不同直径的椭圆封头，采用ABAQUS有限元分析软件和有矩理论，对比研究了封头过渡段内外壁面应力的变化规律，同时采用有矩理论研究了封头过渡段内外壁面边缘应力的影响范围及最大值出现的位置。结果表明：5种不同直径封头直边段内外壁面存在大小相等、方向相反的边缘应力，内外壁面最大径向边缘应力与筒体薄膜应力相当，最大值至连接处的距离远大于椭圆形封头标准规定的直边高度，直径越大，距离越远。封头标准GB/T 25198—2010中规定直边高度处径向应力超出筒体薄膜应力的44%～61%。直边段与筒体薄膜应力相当的横截面距连接处0～15 mm,与直径关系不大。研究结果可对中低压容器的设计制造和安全运行起到一定的指导作用，为封头标准的修订提供参考依据。     

不等径封头坡口加工及仿形车装置

大型容器中环缝坡口的形状是根据焊接技术要求的不同而形成,加工的难度大,尤其对保证薄壁大直径容器中的封头坡口成形,其加工要求难度更大,只有在保证坡口被完全加工出来的条件下,才能确保对接环缝的成形和焊缝质量。 我厂在制造MSR核电大直径容器封头、筒节的纵环缝坡口生产中,全部采用机械加工,特别是封头环缝坡口的加工,由于采用了自行研制的特殊     

大直径厚壁椭圆封头瓦瓣片电渣焊接

本文介绍大直径厚壁椭圆封头瓦瓣片拼接方案选择,工装设计指导思想,冷却滑块研制,焊接试验及产品焊接变形的测量数据,经济效益分析等。用电渣焊接法解决大直径厚壁椭圆封头瓦瓣片拼接成功,为采用高质高效焊接方法制造大型石油化工容器部件开发了一条新路。     

过渡区圆弧半径对锻制平封头强度的影响

采取有限元应力计算方法，分析了过渡区圆弧半径对锻制平封头强度的影响.选取25只不同直径和压力等级的压力容器作为算例，建立轴对称有限元模型，计算得到应力强度分布，并根据分析设计标准进行了过渡区结构的强度评定。分析了根据中国GB150标准、美国ASME标准和日本JIS标准选取的过渡区半径设计的封头强度，结果发现采用GB150设计的平封头，安全裕量较大，采用ASME和JIS标准设计的封头，也能满足分析设计的要求，而安全裕量较小。     

立方曲线形封头

本文介绍了一种新型的封头－立方曲线封头。这种封头的总体深度比标准碟形头更浅，受力比标准椭圆形封头更合理。当封头与筒体连接时，只在壁厚相等，边缘力和边缘弯矩都等于零，封头的直边段可缩到５－１５ｍｍ。因此，这种封头的工程上将有广泛的推广使用价值。     

大型封头模具的设计方法与研究

论述大型容器封头模具种类、结构特点以及设计方法，这对开发和制造大型容器封头具有重要意义。     

椭圆形瓜瓣封头母线的简化和瓜瓣的展开

1.引言瓜瓣封头是指那些公称直径较大而难以整体压制,需分瓣压制后拼焊的封头,其以内径D_n为公称直径D_(?),且a=2b=D_z/2,分瓣为一个顶瓣和n个瓜瓣。按标准,封头母线应是满足方程X~2/a~2 y~2/b~2=1的椭圆曲线,由此封头瓜瓣的展开大多采用文献[1]推荐的作图法。这种方法     

设计与工艺实用数学讲座：第三讲椭圆封头（上）

椭圆封头是压力容器的重要组成部分，其制造质量的优劣直接关系着容器质量和使用安全。有关椭圆封头制造参数的函数关系、数值的确定十分重要，也是工艺人员非常关注的技术问题。本文就有关问题加以简要说明。一、椭圆封头的结构与参数椭圆封头的中心剖面及参数如图1所示。图1椭圆封头示意图椭圆封头的内表面是由半个椭圆及直边组成。a——椭圆的长半轮（工程上称为椭圆封头的半径，为叙述的一致，此处仍以a表示）1。———椭圆的短半轴h——一直进高’一板厚D．———椭圆的内径按文献「1］推荐：：：b一2：1。这种应用最为广泛的椭圆封头…     

压力容器多层封头的制造及试验研究

本文介绍了作者进行的一次多层蝶形封头的制造及试验研究。着重介绍该封头的结构型式及制造工艺,以及采用该封头的试验容器的设计、试验内容与方法。本文采用有限元法数值分析对封头进行应力分析计算,并用实测应力进行对比,将两种方法得到的应力数据,沿封头的经线方向绘成曲线。对比发现,两种曲线非常一致,最后进行的爆破试验,实际爆破压力比预计值为高。     

大直径中等厚度封头热旋压成形工艺

对于16Mn、4200×55mm和SA516Gr70（外径）3696×70mm标准椭圆形封头的加工,国内过去大多采用热冲压成形工艺。为此,需要有大功率、大开档的压机和相应的上、下冲压模具。诚如大家所知,要制作一个大型冲压模具价格很高,加工周期长,重量达几十吨,需配备大吨位起吊行车,运输也不方便,并且利用率低,故封头的加工成本很高,显然,这是热冲压制造大直径中等厚度封头的主要缺点之一。现在我公司采用日本北海铁工所设计开发的热旋压成形设备和工艺,生产这类中等厚度的封头,在设备制作能力范围内,各种规格的椭圆形、碟形等多种形状的…     

整体锻制压力容器平封头合理厚度的数值模拟

本文利用有限元分析软件ANSYS，建立容器整体的立体模型，分析了使用整体锻制平封头的压力容器全场的应力分布，根据压力容器对不同类型应力的不同限制及第四强度理论，找到了各种尺寸下容器内径、圆筒壁厚与封头厚度的合理比例，以及各处最大等效应力与内压的关系，设计人员可根据本文提供的数据和容器材料的许用应力，直接查得圆筒及封头厚度与内径的比例，从而确定设计尺寸。     

一种强力轴用塑性挡圈

我厂在为钢铁企业设计的链传动设备中 ,最初采用了ＧＢ８９４ -７６规定的轴用弹性挡圈２６ ,由于链条负荷大、冲击猛烈、过高温区 ,因而挡圈多次失效。为此我们专门设计了一种强力轴用塑性挡圈 ,应用后效果很好。（１）挡圈特点①材料选用Ｑ２３５Ａ或１０钢 ,用模具加工。厚度为３ｍｍ ,约是ＧＢ８９４ -７６同类挡圈的３倍。②轴槽尺寸为２０ｍｍ ,比ＧＢ８９４ -７６同类挡圈规定小４ｍｍ。③外廓增大到４０ｍｍ ,而标准挡圈的外径只有２９ ２ｍｍ（见图１、２）。（２）使用效果使用时将挡圈套于轴槽中 ,用钳子夹住开口处燕尾 ,…     

大型薄壁压力容器封头的最佳形状

本文对封头失稳进行了分析,指出当压力p≤0.3[σ]'Φ)时,椭圆封头设计若壁薄,则转角区存在较大的周向压应力而造成失稳,为此封头转角区用周向薄膜应力为零的无失稳形状代替,并考虑封头成形减薄和不连续点的应力增加系数,提出了大型薄壁容器的最佳形状。     

大型管件封头的热冲压模设计

大型管件封头或称管板是锅炉中常见的冲压成形件,材料一般是低碳钢或低合金钢。几何形状分别如图１、图２、图３所示。这类零件的特点是直径尺寸大,规格品种多,平面度要求较高。本公司生产公称内径Ｄｎ＝９００～３１５０ｍｍ、翻边孔径Ｄｎ内＝３８０～１３００ｍｍ范围的管板品种达５０余种。其制造工艺选择得合理与否,直接影响产品质量和经济效益。图２和图３所示管板的加工方法一般是先将工件毛坯整体加热,然后用专用模具冲压成如图１所示管板,待工件冷却至室温后再划线开孔,采用氧─乙炔火焰局部（或炉内整体）加热,使用专用模…     

设计与工艺实用数学讲座：第十一讲 半球形封头与球壳

半球形封头和球壳是压力容器的重要组成或主体部分，应用广泛，其下料准确、合理的计算与加工，不仅能做到优质、高效，而且还可节省大量钢材。一、半球形封头1．半球形的表面积半球形如图1所示，它的表面积S为：S=2πR2.............................................（豆）2．半球形封头的结构参数半球形封头如图2所示，由半球及直边h构成。其参数有：内径Di，直边量h，壁厚t，在加工为成品之前，还有加工余量否。图1半球形图2半球形封头3．整体压制半球形封头的坯料尺寸封头的坯料是厚度为t、直径为d的圆形板材。假定坯料在压制成型前…     

浅谈不等壁厚封头与筒体的对焊接头改进形式

在小直径压力容器制造中,常需要在环缝处的容器内表面加垫环来解决筒体与封头对接焊的焊透问题。采用加垫环办法,对等壁厚的封头与筒体来说是容易解决的,但对不等壁厚的封头与筒体来说,就给加带垫环带来困难。本文正是针对这问题,来进行工艺改进,并设计出合理的焊接接头形式。 1.问题与分析 在小直径压力容器制造中,对等壁厚的封头与筒体的对接环焊缝常采用图1所示的接头形式,只要工     

高压容器筒体与封头连接区可靠性分析

建立了高压容器筒体与封头结构的有限元分析模型.采用蒙特卡罗法(Monte-Carlo Method),分析了输入随机变量对高压容器筒体与封头结构可靠性的影响.结果表明:工作压力对筒体与封头连接区可靠性的影响较大,是高压力容器筒体与封头结构失效的主要因素.