碳鋼橢圓封頭標準規范的設計
碳鋼橢圓封頭是半橢球和高度為h的短圓筒(通稱直邊)兩局部組成,見封頭的構造方式圖。直邊的效果是為了包管封頭的制造質量和防止筒體與封頭間的環向焊縫受邊緣應力效果。
固然碳鋼橢圓封頭各點曲率半徑紛歧樣,但轉變是延續的,受內壓時,薄膜應力散布沒有漸變。
接下來分受內壓和受外壓兩種景遇來調查橢圓封頭。
1 受內壓的碳鋼橢圓封頭
受內壓的橢圓封頭的核算厚度按下式確定:
式中 K-橢圓封頭外形系數,由式核算。其它符號意義見圖4-23(a)所示。橢圓封頭稱為規范橢圓封頭,此時K=1。它的壁厚核算公式:
當封頭是由整塊鋼板沖壓時,f值取為1。比擬式(4-32)與筒體設計壁厚核算公式(4-12),假如疏忽分母上的細小差別,兩個公式一樣,因而,都橢圓封頭壁厚取為與筒體一樣,或是比筒體稍厚。別的,在設計碳鋼橢圓封頭時,還應包管封頭的有用壁厚de知足:對規范橢圓封頭不小于封頭內直徑的0.15%。
橢圓封頭的答應任務壓力按下式核算:
規范橢圓封頭的直邊高度由表4-11確定。
表4-11 規范橢圓封頭的直邊高度h mm
封頭資料 碳素鋼、普低鋼、復合鋼板 不銹鋼、耐酸鋼
封頭壁厚 4~8 10~18 ≥20 3~9 10~18 ≥20
直邊高度 25 40 50 25 40 50
2 受外壓(凸面受壓)的橢圓封頭
受外壓的碳鋼橢圓封頭的厚度設計,核算步調如下:
a. 假定dn,核算de=dn一C,算出R0/de。個中R0為橢圓封頭的當量球殼外半徑,R0=K1D0。K1一由卵形長短軸比值決議的系數,規范橢圓封頭K1=0.9。
b. 核算系數
c. 依據所用資料,從A-B的關系圖中選出合用的一張,在該圖下方找到A值地點點。
若A值落在該設計溫度下資料溫度曲線的右方,則由此點向上引垂線與設計溫度下的資料線訂交(遇中心溫度值用內插法),再經過此交點向右引程度線,即可由右邊讀出B值,并按下式核算許用外壓力[p]:
若A值處于該設計溫度下資料曲線的左方,則用式(4-35)核算許用外壓力[p]:
d.比擬許用外壓[p]與設計外壓p。
若p≤[p],假定的壁厚dn可用,若小得過多,可將dn恰當減小,反復上述核算;
若p>[p],需增大初設的dn ,反復上述核算,直至使[p]>p且接近p為止。