椭圆形封头厚度的设计

椭圆形封头因受力较好、易加工制造,广泛用于石油化工设备中,是化工设备的重要部件之一。《压力容器封头》(GB/T 25198—2010)明确要求化工设备设计图样上应标注"封头最小成形厚度",但本标准并没有给出确定封头最小成形厚度的计算方法,这就造成设计者、制造者以及使用者对椭圆形封头厚度的理解存在差异。基于计算厚度δc、设计厚度δ_s、名义厚度δ_n、最小成形厚度δ_(min)、投料厚度δ_t的概念,从设计、制造角度分析椭圆形封头各厚度之间的关系,并遵照《压力容器》(GB/T 150—2011)的有关内容,列举椭圆形封头各厚度之手工计算公式;再结合椭圆形封头制造实践,指出如何正确应用SW6-2011软件对椭圆形封头之厚度进行设计计算。     

椭圆封头受力及计算

封头是压力容器上必不可少的重要组成部件,常见的包括椭圆形封头、球冠形封头、碟形封头、半球形封头等。其中由于椭圆形封头具有受力合理、制造方便等优点,故在工程上应用非常广泛。文章主要介绍了椭圆形封头在内压和外压作用下的受力状态、最大应力位置、厚度计算依据及开孔补强计算。     

大直径带支撑平盖封头的设计

对大直径平盖封头的设计，提出了一种GB150-1998《钢制压力容器》中未能确定的带支撑平盖封头的结构形式和尺寸。在参考了其他标准中类似结构和借鉴了国外已投入使用的结构的基础上，对带支撑平盖封头的结构进行有限元应力分析计算，得到全国压力容器标准化委员会的评定认可。     

凸形封头图样厚度标注法的探讨

长期以来,在设计图样上,凸形封头标注的厚度均为封头的名义厚度。它是由计算厚度加上厚度附加量后,向上圆整至钢材标准规格的厚度。从1977年版到1985年版的《钢制石油化工压力容器设计规定》(下简称《设计规定》)中,厚度附加量均计入了加工制造的减薄量。即由设计者根据封头的不同形式,选取不同的封头     

四辊压延联动装置中干燥辊的设计

四辊压延联动装置中的干燥辊内充满蒸汽，受蒸汽压力，同时还随外力，因此采用压力容器设计规范对其进行材料选择，确定壁厚，确定封头形式及厚度，并通过计算对其进行了校核。这种设计结构实际使用效果良好。     

关于封头最小成形厚度的探讨

封头有效厚度减去开孔处计算厚度之外的多余面积,即A1是计入开孔补强面积的,是开孔补强计算中可作为补强的截面积中重要组成,故封头的最小成形厚度,不能只由封头的厚度计算公式简单的计算,还应考虑封头上的开孔补强计算。本文根据等面积补强法原理和GB150-2011《压力容器》开孔补强计算公式,提出了封头最小成形厚度的计算方法,并以实际计算案例,对此问题进行探讨。     

关于几种形式封头特点的比较

压力容器封头的选型和制造一定要兼顾成本和制作的难易程度,一般优选椭圆型封头和蝶形封头。采用标准椭圆形封头,其封头壁厚近似等于筒体壁厚,这样简体和封头就可采用同样厚度的钢板来制造。这不仅可以给选材带来方便,也便于简体和封头的焊接。蝶形封头的主要优点是便于手工加工成型,且可以安装现场制造。它的主要缺点即受力情况不如椭圆形封头好。     

巧用Excel 97计算椭圆形封头厚度

运用Excel97中的函数功能 ,编写出压力容器椭圆形封头厚度的计算程序。使用者仅需输入设计条件 ,然后在结果处轻轻一点 ,即可计算出封头厚度。     

压力容器封头壁厚的合理设计

通过分析压力容器各种厚度之间的关系,介绍了其最小成形厚度的计算方法,同时根据最小成形厚度确定材料厚度,保证封头成品最小厚度满足强度和使用寿命要求,节省了材料,降低了投资。     

纤维缠绕压力容器扩极孔工艺研究

复合材料缠绕压力容器封头部位在进行多次螺旋缠绕时,纤维在极孔处堆积严重,造成封头部位厚度的极不均衡,降低了封头部位性能的有效发挥。本文主要对复合材料缠绕压力容器在封头部位的扩极孔缠绕设计进行了一些探索研究。     

削边形式对筒体与封头过渡区应力分布的影响

利用ANSYS 16.0有限元分析软件,以半球形封头、椭圆形封头和无折边球形封头3种凸形封头为研究对象,通过改变削边长度和削边形式,得到其应力分布规律,并进行优化分析。结果表明:3种封头形式压力容器最大等效应力均集中于筒体和封头过渡区域;在相同尺寸和相同削边形式下,应力集中系数大小顺序为无折边球形封头>椭圆形封头>半球形封头;随着削边长度L的增加,椭圆形封头和无折边球形封头压力容器应力集中系数K均呈增大的趋势,对于半球形封头压力容器,削边长度L出现临界值;半球形封头压力容器优化效果最为明显。     

接管弯矩对接管受力强度的影响

这些压力容器带有不同规格的接管,接管在承受内压的同时,往往还要承受诸如弯矩、扭矩等复杂载荷条件,这就使得接管的受力变得复杂,而这又无法用常规的设计方法进行计算。本文采用有限元法对椭圆封头中接管弯矩对接管与封头连接处应力进行分析,为类似载荷条件下的接管开孔补强计算提供参考依据。     

压力容器设计制造中的常见问题探讨

对压力容器设计、制造中常见的问题,如封头最小成形厚度的标注、最大允许工作压力的计算、安全阀的设置和焊接接头系数的选取等,进行了详细的分析和阐述。     

无折边球形封头法兰设计式的依据

从67版试用的《钢制化工容器设计规定》直至78～85各版的《钢制石油化工压力容器设计规定》以及JIS B8243、BS5500、ASME Ⅷ-1各规范中,对带法兰无折边球形封头的法兰封头厚度都规定以同样的计算公式,但查无出处,不清楚其受力模型以及所考虑的载荷和应力。基于JIS B8250、ASME,Ⅷ-2和我国已通过的应力分析法钢制容器设计规定中都未包括带法兰无折边球形封头的计算公式,故有必要对《钢制石油化工压力容器设计规定》和有关各国规范中无折边球形封头法兰设计式进行分析,以估计其所进行应力分析的近似性。     

内压容器和设备的椭圆过渡段强度计算

在塔设备的壳体上除使用圆锥封头和圆锥过渡外,还使用椭圆封头和椭圆过渡。象圆锥过渡一样,椭圆过渡也是旋转壳体中的一种形式。所以,它们的计算可以采用承受内压负荷的任意形式的旋转薄壳计算所应用的关系式来实现[1—3]。在这篇论文里所提出的计算方法能够确定在弹性阶段内圆柱筒体同椭圆封头连接结点处所产生的应力,并能计算出构成椭圆过渡段零件厚度的计算值。当考虑到较大直径圆柱筒体同椭圆封头连接结点处的受力状态对椭圆封头同较小直径圆柱筒体连接结点处的受力状态影响时,来分析短段椭圆过渡段。所分析的椭圆过渡段是由连接椭圆壳体(椭圆封头)的两个同轴的圆柱壳体(大的和小的筒体)而组成。该段承受内压负荷。图1为连接部分的计算示意图。示意图上指出经向位     

矿用过滤器封头的设计计算与有限元分析

本文对矿用精密过滤器的大端封头进行了分析与研究。首先结合过滤器的设计和使用要求对封头进行了理论计算,得出封头的理论厚度,并进行了校核;然后以Solidworks三维软件为平台,建立了封头的三维模型,并进行有限元分析,结果表明按理论计算得出的封头厚度能够很好的满足过滤器的使用要求,验证了理论分析的正确性,为过滤器封头的设计提供参考。     

板翅式换热器封头强度的有限元分析

运用大型有限元分析软件ANSYS6 .0对板翅式换热器封头的承载能力进行了极限分析 ,研究了同一壁厚下结构形式不同对封头极限载荷的影响。应用ASME锅炉和压力容器标准第 8卷第 2册中AD 14 0设计准则对在最大允许设计压力作用下的封头最大应力点进行了评定 ,得到了板翅式换热器不同结构形式封头相应的特点和应用范围 ,为板翅式换热器封头的设计提供了可行性方法和依据     

螺旋缠绕厚壁压力容器封头段的线型调整

给出螺旋缠绕厚壁压力容器封头段纤维层厚度的计算公式以及线型调整的基本方法 ,通过调整线型 ,以达到螺旋缠绕厚壁压力容器封头段既不滑线又满足封头段强度要求的目的     

半球形管箱高压U形管换热器管板的强度计算

对一台半球形管箱的高压U形管换热器的管板进行强度计算,该管板与管箱、壳程筒体之间的连接方式不属于GB/T 151-2014标准中列出的结构,不能直接选用该标准中的连接方式计算管板的厚度。根据管板所承受的载荷和受力情况,提出了两种计算方法计算了管板的厚度,并根据换热管中心距对管板计算厚度进行修正。因为两种计算结果比较接近,故认为所采用的计算方法是可行的。鉴于该换热器的管箱是半球形封头,而在第2种方法中将管板当作平盖计算时,现有的设计标准中均没有给出与半球形封头连接的平盖的计算方法,于是先按与圆筒连接的平盖的计算方法进行计算,然后采用ANSYS软件进行有限元应力分析,对计算结果加以验证,验证结果表明所采用的计算方法基本正确的,可用于工程设计。     

纤维缠绕压力容器封头壁厚预测方法分析

为建立准确纤维缠绕压力容器结构模型,在前人壁厚预测方法基础上采用多项式逼近算法来预测压力容器封头纤维层厚度。针对封头部分纤维缠绕角不断变化和极孔附近纱线堆叠等影响因素,采用多项式逼近算法进行封头壁厚预测,并与经典算法、精确算法、平面算法壁厚预测值及实际壁厚测量值对比分析,结果表明运用此方法得到的纤维层壁厚预测值与实际壁厚测量值更接近,从而为分析压力容器可靠性提供准确压力容器结构模型。