压力容器用封头[共80页]

1、压力容器用封头压力容器封头接管大开孔 ABAQUS有限元分析 摘 要：在封头大开孔范围超出常规设计要求同时具有接管外载荷的情况下，通过ABAQUS对压力容器开孔接管区进行了有限元应力分析， 得到了其受力特性和应力分布规律，并对其进行了应力强度评定。关键词：压力容器 接管 有限元分析 强度评定 一、引言 压力容器是核工业、石油化工、轻工、电厂、化学化工、制药等工业生产中广泛使用的设备，由于各种工艺和结构上的要求，常常需要在压力容器上开孔并安装接管 1。由于几何形状及尺寸的突变，受内压壳体与接管连接处附近的局部范围内会产生较高的不连续应力，引起开孔附近区域应力集中，在容器上造成局部高应力，从而影响

2、容器的整体承载能力，该部位很有可能成为设备的破坏源，因此对开孔接管部位作详细的应力分析和强度评定是确保压力容器安全运行必不可少的内容。尤其在压力容器封头上的接管的结构更为复杂，开孔大小、位置以及受力情况往往超出了常规设计的范围。所以需要引入分析设计才能更好地确定封头上接管的安全性。为了揭示压力容器开孔接管区的受力特性和应力分布规律，笔者对某受外载影响的压力容器的锥形封头大开孔接管区进行了有限单元法分析并对其进行了应力强度评定。其分析过程和计算结果可为试验和生产提供一定的参考和依据。二、模型的有限元分析 1.分析情况简介 由于常规设计中发现超出常规计算范围的接管情况，故对其结构采用有限元分析方法

3、进行了静态应力分析与强度评定。该封头接管处的主要参数如表 1.根据结构与载荷的对称性，取该结构的 1/2 进行分析， 简图及分析中的取用尺寸见图 1，分析工况见表2。2.网格划分与加载 考虑设备结构与载荷存在对称性，模型中采用了设备结构的一半，并施加力与力矩的载荷均为实际载荷的一半进行三维静态应力分析。采用 ABAQUS软件进行分析。分析中取主轴为 Y轴，设备的切面为 X-Y面的右手坐标系。原点位于封头下表面的中心，见图 2。模型中约束了对称面上的 Z 向位移，考虑到与结构连接的法兰具有较大的刚性，上截面为刚体耦合式加载各方向的力与载荷。考虑到连接件的情况给上下表面提供了较大的刚度，下表面约束

4、全位移，上表面约束 Y向位移，如图 3。同时由于应力集中的原因，细化了接管与封头连接处的网格。通过 ABAQUS提供的网格检查功能，该结构网格划分的评价数据为：Number of elements ：63080，Analysis errors：0（0%），Analysiswarnings： 0 （0%）。所以该网格比较合格。分析采用 ABAQUS提供的带沙漏控制的，采用减缩积分的线性差值八节点六面体单元 C3D8R，进行计算。三、有限元计算结果分析及强度评定 根据应力处理线的划定原则，针对筒体和接管连接区在应力强度相对大的位置共做出应力处理路径，如图 5 中直线所示。从表 3 中的应力路径的

5、S、S、S的值来看，筒体与接管连接的区域能满足强度要求。从图 5 中的应力强度云图以及表 3 中的数据还可以清楚地知道，筒体与接管连接的区域是容器中应力高强度区，也是容器最容易出现破坏的地方，因此在设计、制造过程中应保证该处的尺寸。另外，几何形状或尺寸的突然改变是产生应力集中的主要原因之一，因此，在筒体与接管连接处应尽量采用圆弧或经形状优化的特殊曲线过渡以减少该处出的应力。四、结论 经过对该结构的有限单元法分析计算，该容器及接管在给定的操作工况及结构尺寸参数条件下，其强度满足相应要求。分析过程和计算结果可为试验和生产提供一定的参考和依据。参考文献 1温洁明，等 .压力容器开孔接管区的有限元分析

6、和实验研究装备制造技术 2006，4：27. 2郑津洋，董其伍，桑芝富 .过程设备设计北京；化学工业出版社，2001.8 82. 3石亦平，周玉蓉，等.ABAQUS有限元分析实例详解； 机械工业出版社，2006.7 2. 4 JB47321995钢制压力容器 分析设计标准 . 5 贺匡国.压力容器分析设计基础北京：机械工业出版社， 1995 26. 钢制压力容器用封头 _标准综述标准规范钢制压力容器用封头标准综述 ReviewontheVessel合肥通用机械研究所王冰李春瑶李景辰武汉科技大学孙瑛本文从编制思路、标准特点和与国外同类标准的差异以及各类封头内表面积、容积、质量计算等方面对 JB4

7、746钢制压力容器用封头进行了介绍、分析与评价。关键词:钢制压力容器封头标准 1 引言封头是压力容器重要的受压元件,其质量直接关系到压力容器的安全性。自 60 年代开始,我国陆续制定了一些封头标准 ,有的业已经过修订 ,如按结构型式分类的 JB57664碟形封头、JB/T473795椭圆形封头、JB/T47389 59 0°折边锥形封头 、JB/T47399560°折边锥形封头和按成形方式分类的 JB/T472994旋压封头。这些标准对我国压力容器用封头的设计、制造、检验和验收 ,都起到过十分重要的作用 ,但也存在着分类方法不统一、标准内容相互不协调等问题。1999年5月2

8、000年9月,根据全国压力容器标准化技术委员会 (容标委)标准制修订计划要求 ,容标委制造分会组织合肥通用机械研究所、岳阳石油化工总厂机械厂、齐鲁石油化工公司机械厂、宜兴北海封头有限公司等单位共同制订了取代上述封头标准的统一的压力容器用封头标准,这就是 JB4746钢制压力容器用封头 。2 编制思路如上所述 ,我国现有的封头标准 ,是按结构型式 (椭圆形、碟形、锥形 )、成形方式 (冲压、旋压 )的不同,而分别制订的 ,这不仅造成不同标准封头质量要求不完全一致的不合理现象 ,同时也给标准封头的选用、标准的修订带来某些困难。其次,以往的封头标准都是仅与 GB150钢制压力容器配套的 ,即只考虑了

9、按规则设计的封头的制造、 检验与验收要求 ,而我国早在 1995年就完成了压力容器基础标准的双轨制 (GB150 与 JB4732)缺, 少与分析设钢制压力容器 分析设计标准 计相配套的封头标准 ,不能不说是我国压力容器标准化工作的一大缺憾。再次,GB150属强制性标准 ,而根据 GB150编制并与之配套的封头标准,却是指导 (推荐)性的,这显然是不合理的 ,也难以保证封头这一重要受压元件的质量。因此,本标准编制时主要遵循如下思路 :(1)将不同结构型式、 不同制造方法的封头 ,同时纳入本标准 ,并提出统一的制造、检验与验收要求 ,这对全面提高各种封头的质量是必要的。(2)本标准既包容了按规则

10、设计 (与 GB150 配套)的封头,也包容了按分析设计(与 JB4732配套)的封头,在我国首次实现了对钢制压力容器用封头的统一质量要求。(3)将本标准的正文 (主要是封头的制造、 检验与验收要求 )作为强制性条文,而将本标准的附 ? 1? CPVT钢制压力容器用封头标准综述Vol18.No52001录(主要是各类型封头的尺寸、 内表面积、容积、质量等)作为指导性内容 ,这既有利于对影响产品使用安全的各种质量要素统一要求,也给标准使用者对不影响安全的各类因素有选择的空间 ,使他们根据实际需要 ,既可按本标准选取 ,也可按相应的设计标准 ,自行设计计算。3 本次修订内容要点 311 标准名称数

11、的钢制压力容器用椭圆形、 碟形、折边锥形、球冠形封头 ,如前所述 ,其设计应分别符合 GB150 或JB4732而, 制造、检验与验收除符合 GB150 或 JB4732外,仍应遵守本标准的有关规定。本标准不包括球形封头 ,因为:一则球形封头的直边高度难以在标准中统一规定 ;二则大型球形按 GG14 合格级别本标准取消了对封头拼焊焊缝位置的限制 ,但考虑到先拼焊后成形的椭圆形、碟形、球冠形封头的拼接焊接接头 ,在封头成形过程中将发生较大的弯曲变形 ,为了保证接头的质量 ,必须进行 100%射线或超声检测 ,其合格级别应与容器的无损检测合格级别一致 ,即合格级别应符合图样规定。这一规定与 GB1

12、50和 JB4732的有关要求是一致的。315 封头直边高度 ASME规范关于封头直边高度的规定如下 :对椭圆形封头,取2英寸和封头名义厚度之间的大者 ;对碟形封头 ,取115英寸;对半球形封头为 0(2 英寸合 5014mm,115 英寸合 3811mm)。JISB8247则规定封头直边高度 :取 3 倍的封头名义厚度 ,但最小为20mm,最大不超过 38mm。我国的 JB576、JB4729及 JB47374739 等标准,是按封头公称直径及厚度来确定直边高度 ,并把直边高度分为 25、40、50mm 三个档次。这不仅给封头的设计选用带来不便 (如封头制造时 ,由于考虑钢板厚度负偏差 ,可

13、能使封头厚度大于图样上标注的名义厚度 ,从而使直边高度跳档 ),而且直边高度增加不仅使封头在制造过程中容易产生纵向皱折等缺陷 ,而且会导致容器长度及容积的变化 ,因此综合考虑多方面因素并结合国外标准的情况 ,本标准规定直边高度仅和公称直径有关 ,而和封头厚度无关 ,且取消了 50mm这一档次 :当 DN 2000时取 25mm;当 DN>2000时取 40mm。如前所述 ,封头直边高度的大小 ,将影响封头总高度 (总深度 )与容积,进而影响到容器的总长度与容积,所以就合理性而言 ,直边高度应是由图样确定 ,因此本标准给出的直边高度仅是推荐性 ,供设计者选用时参考。316 成形封头的最小厚

14、度容 ,是有不同看法 ISB8247压力容器用封头同时包括钢制及有色金属制压力容器用封头内容 ;ASME规范虽无专门的封头标准 ,但其压力容器标准也同时适用于钢制及有色金属制压力容器 ;我国的压力容器安全技术监察规程也包括关于有色金属制压力容器的规定。考虑到本标准为GB150的配套零部件标准 ,并且我国的铝制压力容器、钛制压力容器等标准正在制订中 ,因此本标准的名称最终确定为钢制压力容器用封头,即不包括铝、钛等有色金属制压力容器用封头。312 适用的成形方式范围在成形方式方面 ,本标准适用于整板成形和先拼板后成形的封头。成形方法包括冷冲压、热冲压、冷旋压、热旋压、冷卷、热卷等六种。本标准不包括

15、先分瓣 (瓣片与顶圆板 )成形后组焊的封头 ,这是因为对瓣片与顶圆板的形状与尺寸难以提出统一的质量要求 ,因而交由供需双方协商解决。313 封头种类本标准适用于长短轴之比为 2 的标准椭圆形封头 (考虑到小型压力容器可能是由无缝钢管制造筒体 ,因此包容了以外径为基准的标准椭圆形封头 );球面内半径 Ri 等于封头内直径 Di,过渡段转角内半径 r 分别等于 0115Di 及 011Di 的碟形封头 ;过渡段转角内半径 r 分别等于 0115Di(Di 为封头大端内直径 )、顶角分别为 60°、90°、120°的折边锥形封头;以及球面内半径等于与之相连的筒体内直径

16、Di的球冠形封头。这是因为考虑到标准的容量 ,只选择了上述几种常用的型式参数 ,并将其尺寸、内表面积、容积与质量分别列于本标准的提示性附录 ,供大家参考选用。至于未列入本标准的其他参 ? 2? 第18 卷第 5 期压力容器总第 108期 GB150要求成形封头的最小厚度不得小于名义厚度减去钢板厚度负偏差,而 JB4732 则要求成形封头最小厚度不得小于其设计厚度 ,显而易见,两个基础标准对最小厚度的要求是不一致的。行业上对 GB150的上述规定看法不一 ,许多人认为这会在设计及制造时重复出现钢材厚度负偏差及圆整量 ,因而造成材料的浪费 ,要求在编制本标准时不管分析设计还是规则设计 ,均采用 J

17、B4732 关于最小厚度的规定。经分析,的,但考虑到本标准是与 G部件标准,而 G,此,分别按 GB150和 JB4732对, 成形封头的最小厚度提出不同的限制。然而,目前部分设计图样标注了两种厚度 ,即名义厚度和成品最小厚度,我们认为这是解决 GB150 上述矛盾的一种可行办法 ,并在本标准中加以采用 ,即规定:当设计图样标注了封头成型后的最小厚度 ,可按实测的最小厚度不小于图样标注的最小厚度验收。317 封头端部切边交货以往部分厂家制造的封头毛边交货 ,使封头尺寸无法测量 (因无测量基准 ),难以保证封头的总深度 (总高度 )和直边高度,故此,本标准规定成形封头的端部应切边 ,不允许毛边交

18、货。当封头生产厂采用数控切割等先进精确的下料方法 ,能保证封头端部的平整度与切边相当时 ,可不另行切边。318 椭圆形、碟形、球冠形封头内表面的形状公差封头内表面的形状公差,目前国内外通用的方法是用等曲率的样板检测。美国、日本的压力容器标准规定用弦长等于封头内直径 Di 的样板测量,样板与封头内表面间的最大间隙 :外凸不得大于封头内直径 Di 的1125%,内凹不得大于封头内直径 Di 的 01625%。我国标准 GB150规定的样板弦长为封头内直径 Di 的 0175、JB4732规定的样板弦长为封头内直径 Di 的 019,两标准均规定样板与封头内表面间的最大间隙 (不区分外凸和内凹 )为

19、封头内直径 Di 的 1125%。综合分析上述各标准并结合我国封头制造实际 ,本标准规定用弦长相当于封头内直径的间隙样板检测 ,样板与封头内表面间的最大间隙 ,外凸不得大于封头内直径 Di 的 1125%,内凹不得大于封头内直径 Di 的01625%。所以规定样板的弦长与封头的内直径 Di 相当而不是相等 ,是因为封头内直径 Di 和封头圆度都存在偏差 ,如相等不仅使测量难以进行 ,而且无法得出封头内凹的准确数据。样板弦长应略小于封头内直径 ,也即二者之间必须存在一定间隙。间隙的大小 ,由各制造厂根据生产经验自定。319),在行业上的看法是不一致的。压力容器安全技术监察规程要求冷旋压成形的封头

20、应进行热处理。GB150、JB4732 亦要求热处理 ,同时又认为当制造单位能确保冷成形的材料性能符合设计 ,使用要求时 ,不受此限 ,有些专家则建议 ,仿效ASME及 JIS规范的办法 ,用冷成形封头的纤维伸长率来决定是否进行热处理。根据日本的经验 ,当冷成形封头采用纤维伸长率判断是否需进行热处理时,需对钢材的纯净度、 力学性能提出附加要求 ,而国产压力容器用钢目前尚难完全做到。在编制本标准的调研过程中发现 ,用国产钢材制作的冷成形封头质量不一,有的能安全使用 ,有的则在使用时 ,或成形后 ,甚至在冷成形过程中都发生过母材与焊接接头开裂的现象。因此在条件未成熟前 ,为安全考虑 ,本标准仍沿用

21、 GB150 及 JB4732的规定,冷成形的椭圆形、 碟形封头应进行热处理 ,当制造单位能保证冷成形的材料性能符合设计、使用要求时不受此限制。4 封头内表面积、 容积、质量计算的说明 411 以内径为基准的椭圆封 头 (EHA)(1) 内 表 面 积 (mm2):S=rr+h1 × C+2h式中:r=Di/2h1=H-hC=lnr/h1+(r/h1)2-1/(1)(r/h1)2-1 其它符号意义见标准正文表 1。对标准椭圆封头 r/h1=2,于是 C=01760346。(2) 容 积 (mm3):2(2)V= r(2h1/3+h)(3) 质 量(kg):(3)W=7850 

22、5; (VW-V) ×式1中0-9VW 为封头外壁容积 ,以 h1+n代替h1、r+ n代替 r 由公式(2)计算。412 以外径为基准的椭圆封头 (EHB)? 3? CPVT 钢制压力容器用封头标准综述 Vol18.No52001令:r=Do/2h1=H-h 内表面积 S和容积 V 以h1-n代替 h1、r-n代替 r 分别由公式 (1)和公式(2)计算。不作上述替换 ,按公式(2)计算结果即为封头外壁容积 VW。封头质量仍按公式 (3)计算。413 碟形封头 (DHA 和 DHB)(1)内表面积 (mm2):S=2Dir 式中C1=0+sin0cos02C2=sin 0(2+co

23、s 0)/32 直 边段:V3=Rh(83) +r2(sin-0)0+2+2Ri(-1sin 0) × (式) 中 0=0,其它 ir(8)因 此 , 容 积 :V=V1+V2+V3(3)质量 首 先 计 算 外 壁 容 积 Vw,分 别 如下:2w=zozo ( R -+(r+ n)n)(-c1os0) hzo=-hH-(r+ n)sin0+ n/s以in0R+n代替 R、r+n代替 r,按公式(8-1。(2)容积 (mm3):2233V=(C1Dir+C2Dir+C3r+C4Ri+及2)公式 (8-3)可分别计算圆弧段外壁容积Vw2 及直边段外壁容积Vw3。于是 ,外壁容积:Vw

24、=Vw1+Vw2+Vw3(5)(9)(10)(11)24×h) +sincos式 中C1=,C2=s-in 0423 C3=-2s0i-ns i n00cos0-32C4=(2+sin -s0i)n(01)/3(3)质量(kg):(6)W=7850 ×(Vw-V)×式1中0 Vw为封头外壁容积,以 Di+2n代替Di、r+ n代替 r、Ri+ 代n 替 Ri由公式 (5)计算。-9质量 :W=7850×(Vw-V)×10-9415球 冠 形 封头(PSH)(1)内 表 面积:S=2Doh式中 h Do-(3)质量 o-2( 2(2容)积:V=h

25、2(D-oh/3)2(12)中面面积Sz:Sz=2(Do+n/2)h式z 中 : -D2o)+)2-()-2224(13) 于 是 , 质量:W=7850S10-9zn×hz (Do+41折4边锥形封头(CHA、CHB和 CHC本) 标准内表面积、容积和质量系计算至锥顶的近似值,忽略小端局部结构尺寸的影响。(1)内表面积锥段 :S1=bz22z+hz结5语(1)将不同结构型式、不同成形方式的封头纳(7 1)入本标准 ,并分别按规则设计的封头(与 GB150配套)及按分析设计的封头(与 JB4732配套),提出了统一的制造、检验与验收要求 ,为全面提高压力容器用封头的质量提供了标准化技

26、术支持。(2)本标准不仅给出了几种常用形式参数的各类型封头的内表面积、容积与质量参数表 ,而且给出了上述各参数的精确计算公式 ,从而彻底解决了各种形式参数的各类型封头内表面积、容积与质量计算问题。作者简介 :王冰,男,1964 年生 ,教授级高工 ,合肥通用机械研究所压力容器工程部主任 , 通讯地址 :安徽省合肥市长江西路 888 号 ,邮编:230031。式中 bz=R-r(1-cos-h-rsin 0)hz=H0R=Di/2为, 封0头半顶角 的弧度值,其它符号意义见标准正文表 1。圆弧段 : (7 S2=22)rR0+r(-sin00)(7 Rh 直边段 :S3=23因) 此 ,内 表

27、面 积 :S=S1+S2+S3(2)容 积 锥 段 :V1=b2h3zz2 圆 弧段 :V2=r(R-r)sin 0+C1-rr()R(7)(81)+C2r2(82) ? 4 ?PRESSUREVESSELTECHNOLOGYVol.18,No.5,September2001ABSTRACTSOFMAINARTICLESReviewontheStandardofHeadforStereelPs2sureVesselparewiththeresultsfromtheoreticalandFEMcalculationlately.Someconclusionsarethoughstudy.Theo

28、fthemoredetailrefer2andmanufactureforInthispapertheintroduction,analysisandevalua2tionarecarriedoutonthestandardofJB4746HeadforSteelPressureVesselintermsofphy,standardfeaturesstandardsandofareavmasswithinvarious StudyonClosureinHighStrainZoneofSCTSpecimenStressdistributionsinSCTspecimensaremeasured.

29、 StudyontheCharacteristicofTemperatureFieldintheShelloftheCokeDrum()Thecrackmouthopeningdisplacementandthenearcracktipopeningdisplacementmethodsareusedtomeasuretheload displacementcurveoftheSCTspecimens.Accord2ingtothecurve,fatiguecrackclosureinhighstrainplas2ticzoneisstudied.Fluidstateoftheliquidme

30、diumthatfedintocoketowerhasbeenanalyzedaccordingtothestructureofthefeeding-elbowandthetheoryofhydrodynamics.Thecircumferentialuneventemperaturefieldhasbeenreck2onedwiththesurveyeddatacausedbythefluidstate.Thechangeofphysicalpropertyofthemediumhasbeencon2sidered.Theresultsoftheoreticalanalysisshowedt

31、hatthemainfactorsthatcausedtheliquidmediumeccentricflowaretheradial-inflowofthepreheating-gasandelbow-inflow,boththefeedofhotoilandthefeedofcoolingwater.Meanwhile,thesecondfactorsarethegas-holeinthecoke,harddirtadsorbingontheinside-wallandthedeviationoftheelbowaxisfromtheshellaxis.Themainfactorsmake

32、thecircumferentialuneventemperaturefieldhavesymmetry,butthesecondfactorsspoilit. StabilityAnasisofBellowsBearingTorsionwithNonlinearFiniteElementMethodTheresearchofbellowswhicharesubjectedtotorqueloadisseldomengaged。Inthispaper,weana2lyzethebehaviorofstabilityofbellowsinsuchconditionswiththetheoryof

33、stabilityandthenon-linearFEM,consideringthematerialnon-linearity,geometric-non2linearity,largedeflectionandlargestrain,thecalcula2tionresultscanbereferencedbymanufacturersandde2signersofbellows. TheDesignof5000m3NaturalGasSpherical EffectoftheGeometricalSizesoftheGrooveontheExpandingCapabilityoftheT

34、ube-to-TubesheetJointsofHeatExchangersTanksThispaperisbasedonthedesignof3sets5000m3naturalgassphericaltanksforXianyangnaturalgascom2pany,whichintroducesthedesigngistofNK-HT2EN610U2steellarge-sizednaturalgastanksfromtheaspectofselectingsuitablematerial,structuralstyleandtechnicalrequirementetc.Ithast

35、heguidingmeaningtothedesignoflarge-sizednaturalgastanks.Inthispaper,experimentalresearchiscarriedoutonthetubetotubesheetjointsofheatexchanger.Intheexperimentalresearch,thetwoexpandingtechniques,hydraulicandrollerexpanding,arecompared.Thepulloutstressesandtightnessofonetubemodelswithdiffer2entgroovew

36、idth,groovelocationandgroovedeptharecompared.Theresultsfromexperimentsarepreparedtocom2 TheCalculationandApplicationoftheIn-Ex2pandingPluginWaterPressureTest压力容器碟形封头设计及强度分析科技信息 科教前沿 年第期压力容器碟形封头设计及强度分析殷志刚（哈药集团制药总厂黑龙江哈尔滨）摘要本文着重介绍压力容器碟形封头的强度， 了解碟形封头的设计方法。关键词压力容器；封头；应力我厂系国家大型医药化工企业，反应罐、蒸馏釜、溶媒储罐等大、中、小型压力

37、容器应用非常广泛。其中很多设备采用碟形封头设计。封用好这部元件，直接关系头是压力容器重要的基本受压元件，设计好、到企业安全、平稳生产。过渡圆弧，为高度的直边三部分组成。由于过渡段的存在，降低了封头的深度，方便冲压、手式敲打、旋后成形，有很好的经济性和加工性。但由于过渡区的存在，连接处曲率半径发生突变，产生较大的边缘应力。综合考虑应力集中及加工情况，规定碟形封头球面半径 圆筒直径，并且 ，同时过渡圆弧半径 倍封头厚度。碟形封头厚度计算公式为强度计算分析 压力容器的构成无论压力容器的组成如何，其基本受压元件都可以分为板和壳，板是指平封头，壳是指圆筒体、球壳和封头。压力容器封头又称端盖，是容器的重要

38、组成部分，按其形状分为凸形封头、锥形封头、平板封头三种；凸形封头又分半球形封头、椭圆形封头、碟行封头、球冠形封头四种，从中可以看出碟行封头是一种凸形封头。碟形封头的应力及公式碟形封头和其它压力容器元件一样，各种载荷产生的应力可分为：一次应力、二次应力和峰值应力。一次应力也称静力强度，其失效引起设备破坏。二次应力是元件间自平衡力产生的有限性力。峰值应力不言而喻为应力集中和一次、二次应力的分量和。碟形封头的周向应力 式中 碟形封头形状系数：（当，时，称为标准碟形封头。其厚度不小于封头内直径的，其它碟形封头厚度不应小于。当考虑内压下的弹性失稳，不受此限制。碟形封头最大允许工作压力为： %） !%结语

39、本文着重介绍了碟形封头的设计，在越来越重视生产安全和环保安全的今天，希望能对您的生产有所帮助。科（）参考文献王守新等编工程力学北京：化学工业出版社 唐尔钧詹长福合编化工设备机械设计基础北京：机械工业出版社 桑如苞著压力容器强度设计技术分析石油化工设计 钢制压力容器中国标准化出版社 赵军等编化工设备机械基础北京：化学工业出版社碟形封头的径向应力 #从中可以看出，在压力相同时，壳体越厚，其应力沿壁厚分布越不均匀，因此薄壁和厚壁设计方法有很大不同。碟形封头设计碟形封头又称带折边的球形封头，由以为半径的球面，为半径的责任编辑：田瑞鑫伽利略有着广阔的发展前景，它营运后，不仅广（上接第页）泛地用于军事领域

40、，精确的操纵汽车、飞机、轮船和火车的运行，而且还广泛地用于民事领域，为其它方面的服务和应用创造万个工作岗位。建立和初始运营该卫星导航系统的费用将达到亿欧元，而收入则会达到亿欧元。虽然早就为非军事用途发送信号，但是美国军方可以随时篡改、伪造和关闭信号。科索沃战争中，美国人就关闭了信号，造成整个巴尔干地区都无法收到信号。因为他们担心塞尔维亚的防空系统利用该信号操控导弹。毗邻的奥地利受到波及。因此，许多非军事用户不敢在对安全有很高要求的领域内（如飞机）使用伽利略卫星导航系统。导航，更加看好伽利略欧盟抓住这个有利时机，打算由非军事工业财团运营的系统来填补民用方面的空缺。由于伽利略采用了新技术，在性能上

41、它将高于美、俄的现有定位系统，加之它能与现有的卫星定位系统兼容， 因此应用前景十分广阔。预计第一阶段计划在年之前试运颗卫星。第二阶段从年起将先后发射颗卫星至运行轨道。该系统将于年投入运营。伽利略之间的区别，但事实上，伽利略人们喜爱强调和并非只可民用。专家认为，民用还是军用常常只是一个观察者的视角问题。如果伽利略系统果真像人们盛赞的那样精确与可靠，将它用于军事目的是完全可以想象的。可以预测，未来的伽利略卫星导航将在未来高技术战争中担当起举足轻重的角色。目由东大和意大利一所高校合作进行。据与会专家介绍，伽利略系统在年将全面启用。这个系统不仅可以为各种交通工具提供自主在陆上为导航，还能为诸如雪崩等灾

42、难寻找遇难者，或在海上为船只、重型卡车、空中为飞机导航，甚至还可以在家中为盲人指引方向。这个研究项目中，中国共投入亿欧元，东南大学为这个项目提供接收机、芯片、通讯等技术研发及人才培养。据介绍，与欧洲的科技合作已成为江苏提升自主创新能力的重要欧盟框架举措，目前江苏与欧盟个主要国家均有合作交流，包括计划双边政府合作等数百项科技合作均取得重要成果。像南京浦、镇车辆厂通过与法国阿尔斯通公司牵手，从引进技术到消化吸收再到集成创新，逐步形成了有自主知识产权的国产地铁列车品牌，做大了城市轨道交通产业。六、小结伽利略计划很可能会成为欧洲人安全合作的起点，在军事应用上发挥类似的功能。伽利略系统的安全保障功能绝不

43、仅仅是一个推销军用接收机的问题，而是欧洲各国需要拥有一个既能用于欧洲防务体系，又能为欧洲各国军方使用的全球导航卫星系统。科参考文献王惠南编著导航原理及应用科学出版社徐绍铨张海华杨志强王泽民编著测量原理及应用 武汉测绘科技大学出版社作者简介：王婷婷，女，年生，现从事应用及雷达测量研究。赫晓光，男，年生，现从事船总体设计。五、伽利略卫星导航系统有望年在中国投入使用一种更加精确的定位系统即将问世，从年月日在南京召开的中欧科技合作研讨会上获悉，江苏省采用中外合作方式研发的伽利略卫星导航系统，有望于年投入使用， 其精确定位误差不超过米。我国唯一的伽利略系统教育与应用开发中心设在东南大学，该项责任编辑：田

44、瑞鑫压力容器封头钢板的冷旋压新 技 术新 材料 ld g W 七 ina n 中 国 化 工 装备 d S tr P C la d in i d gV Sanofrth e N e 即 2 1 / 4r Cand3 C r 1 Mo l/ 4慨 1o5 ofHs yd 似 。c k e rh ZA bs tquia ng L ia n g c he g nt(S hg h a E劝 i e Fa c to l l ryr6g n.,L td )l a vc a rt:ten凡 ese astwel i d 飞 H e a t T re a。t rh s ri T i a td l e m h耐

45、 ae een o i tr d u e e setev e a h d帅m n e tfs e i 滋 Pc:e w,l i depre dc s utcapa bue f l o,fu no in sf ot hete mCnto o sea (PW H T ) in t c n id rba e s:t i a r m el asste飞r. thi rpe r e p i 飞 曲 dntstn o ie 灿 dps u in gp o i t.ob t a inal d aa n rtl r a e isubl d d i 雌 ( E CS ):es m r e,d a r、ste a

46、l dd i n 飞 (S A C ) a di rP c las e rk a雌i s e ay t l吧 p 山 o vi e w o r w etog hnt 扮 n ge-t he-el 城 e s 昭 c e ls e c o rstirpK e y w o 川 s2 1o o 4 r / C 1 M l/ V a d 3 C 1 M l/ V 4 n 4 rw e l in d g,stdd in g 压 力 容 器 封 头 钢 板 的冷 旋 压宁冯 志猛 4 畔(常 州 市锅 炉 压 力 容 器 检 验所邓 建德 1 0 2 2 3 0 )( 宜 兴 北 海 封 头有 限公 司

47、1 2 2 4,12 ) ,摘要 叙 述 了 压 力 容 器封 头 冷 旋 压工 艺 及 其 对 机 械 性 能 的 影 响 冷 旋 压 对钢 板 的技 术要 求,:以 及 制 造 厂 应 严 格 操作 规程 和 及 时 进行 热 处理 确 保封 头 制 造 质量。关键 词 封 头 冷 旋 压 规 范 引言冷 旋压 是 一 种 广 泛应 用 于 压 力 容 器 封 头 制 造 的 成 熟 技 术 5 3,:。利用 这 项技 术 可加 工厚 度达 8 sm.的 封 头 (译 注 中国宜兴 北海 封 头有 限 公 司 冷旋 压封 头 直径 可 达 直径 许多 压力 容器 制 造厂 采 用 了 冷

48、旋压 封头 为 了 保 证产 品质 量 应 备 良好 的加 工 技 术:, , , ,1 一 sm)。目前,并 对 因 冷旋 具 压而 产生 的 问 题 有充 分 的 了 解选 择材 料必 须慎 重 还应 了 解 冷旋 压加 工对 产 品 机 械性能产 生 的 不良影 响 以 及热 处 理对 这些 不 良影 响消 除 的程 度。,本 文 重 点对 压力 容器 封头 用 C 钢 C 一 M n 钢 及低, -合金 钢 板 的 冷 旋压 进 行讨论。材料选择 及 制钢 方面在冷旋 压 加 工过 程 中 钢 板受 到了 剧烈 的应 变 尤 其是 封 头 边 缘 的 圆 弧 过 渡 区 及 直边 区

49、它们 在旋 压过 程 中是 通过 环 向 的 压 应 变加 工而成 的。, , ,发 生 最 多 的 问题 是 当过 渡 区及 直 边 区 的钢 板不 能。承受 板厚 方 向上 的应 变 时而 发生 开 裂 或撕 裂 (图 1 )顶 部区圆弧 过渡 区直边 区图 1 典 型 的冷 旋 压 封 头 钢板开裂一 33 一新 技 术新 材料以 前 钢 板 采用 传统 方 法 冶炼 钢的 类型 对冷 旋加 工 有 较大 的影 响, , , , 。中 国化 工 装 备 半镇 静 钢 一 般 可 以 较 好 地。适 用 于 冷旋 压 但 是 这些 经 过镇 静 处理 的 钢 尤其是 用铝 进 行脱 氧 的

50、 钢 在 板 厚 的 中部 存 在 着 开 裂的倾向。,人们 确信 这种 情况 的发 生 取 决于 钢 中所含 杂 质 的含量 类 型 形 状及 尺 寸。,、所 以 为 了保。证 质 量 不 得 不 对半 镇静 钢 的 制造 采用 一 些 特殊的 控 制措施, ,这 些措 施包 括 避 免使用 钢 锭 的顶 部,:及下端 因 为这 部分 区域 的凝 固 特 性 与 通 常 的 凝 固 特 性差 别 最 大 杂质 的含 量 往往 较 高 明 对 钢板 采用 交叉 轧制 的方 法可 使杂 质 的 伸长 减少 以 及 降低 机 械 性 能 的方 向性, , 。实践证。使 用 超声 波 探,伤可 以

51、测 出钢 板是 否分层 及 杂质 的含 量 尤 其是 对 于那 些将 被划 定 为 圆弧 过渡 区 及直 边区 的 区 域 随着 冶金 技术 的进 步 从 平 炉 炼钢 和 铸 锭发展 到 转炉 炼钢 和 连 铸 连 轧 对 于 冷旋 压 铝脱 氧 的镇 静钢在 强 度 等级 及板 厚范 围 方 面 均 取代 了 半 镇静 钢, ,。采 用 连铸 连 轧方 法 有 其特 有 的 优 点 由于, , 。,连 铸 连轧 的 凝 固速 度较 快 可 以使 杂质 更小 分 布更均 匀 ; 对 于 一 定 的板 厚 减 小 了 轧 制 的 次数 从 而 减弱 了 杂质 的延 长 及 材 料 机械 性能

52、的 方 向 性 ; 并 可 保证 钢 坯 的顶 部及 底 部 的 质 量这 些 优 点使镇 静 钢能 非常 适用 于 冷 旋压 而 且 不需 交叉 轧制采取 一定 的 控 制措施的 区域, 。.,。尽 管 如 此 实践 证 明 要 想达 到 更好 的 效 果还 需:, ,。这些 控 制 措施基 于 这 样 一 个 事 实 连 铸 钢坯 的 最后 凝 固 发 生 在 沿 着 中心 线、 , ,所 以 尽 管连 铸 可 以 使杂 质更 小 分 布更 均 匀 如 不 采 取 预 防措施 沿着 中心 线还 是 会 产生。一个 杂 质 的集 中区 压失 败 (图 2 )。另 外 因 浇 铸 方 面 的原

53、 因必 须用 铝 进 行脱 氧 可 能使 锰硫 杂 质具 有较 高 的 可 塑。性 从 而 使钢板 中残 余 了更 多更 薄 的 硫 杂质,实 践表明 即 使存 在少 量 的 硫 杂 质集 中区也 会使 冷旋:,因而 目前必 须 采取 的控 制 措 施包 括 以 下 几 个) l 合格2)不 合 格图 2硫 杂质 区 对 冷 旋 压 操 作 的 影 响 12、控 制硫 的 含量 以保证 锰 硫 杂 质总含 量较 低, , ,。、对 厚 片浇 铸进 行控 制 改 进浇 铸规 范 尽可 能地 消除锰 硫杂 质集 中 区。3、用 超 声波 探伤 检查 钢板 的 总 体质量 确 保钢 板 的层状 结构

54、及 杂 质总 含 量 合 格 特 别对 于 将 在,冷旋 压过 程中处 于 过 渡 区及 直边 区 的 范 围 前 面提 到 有 帮助。因 在 冷 旋 压 过 程 中 板厚 方 向 会发 生 很 高 的应 变。,可 能引发 开裂 或撕 裂,这 和 焊接过程 中发生 层 状 裂纹的 原 因 相 似文献(1、2、) 3。表明,测量 横 截 面 延 性 (S ) 对预 防开 裂 很 T ,所 以 认 为可 以利 用 这种 特 性来 指导 冷旋 压。目前。得 到 的数 据很 有 限一 3 0 大 量 的 数据 还有待 于 在 实际 工 作 中取 得( ) 进行 试验 盯 相近。,不过,通 过对 部分

55、能 较 好地 进 行 冷 旋 压 的 1 0% 一 2 %5 % 可 能更 为 恰 当,截 面收 缩 率 (R A ) 为 2 0,这个 值 和 为防 止 层 状 裂 纹 而 允许 的 最低 值虽 然 这 还 没 有得 到公 认, 。的钢 板横 截 面 延性在 实 际工 作 中,5 更低 的值 如 1 当板 厚在 1 0以下 时虽 然在 轧制 过程 中不 可 避 免地增 加 了杂质 的 变 形 程 度从 而 降低 了 相 应 的 截 面 收 缩 率 ,一 34一新 技 术 新材 料中 国化 工 装 备,然 而 冷旋 压 过程 中板 厚 方 向的 应 变 减 少 了 尤其 是 对 于 薄板。实践证 明。,6 一 10 甚 至 当它们 的截 面 收 缩 率 降低到 1 % 以 下 时0 这样看