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封头是锅炉压力容器必不可缺少的构件。由于椭圆形封头的应力分布比碟形和平盖封头好,而其深度较浅,整体冲压较球形封头容易,因此是锅炉压力容器常用的一种封头。在同样操作条件下,封头形状的不同,其应力分布及水平是不同的。封头形状超差,会引起应力增量,从而可能造成其应力超过许用应力值,导致封头失效。
按照ASME 规范的要求,封头的形状偏差在zui大偏差1.25%Di( 向外凸,,曲率半径偏小)和zui小偏差0.625%Di(向内凹,曲率半径偏大)之间,且无突然变化,椭圆形封头形状是符合规范的。
对于标准椭圆封头和碟形封头冲压毛坯下料展开直径计算可按设计手册公式进行。而对于非标准椭圆形封头,则需按展开原理运用数学进行推导计算公式,使之下料合理,从而确保冲压封头质量。现对非标准椭圆形封头下料毛坯展开直径计算公式进行推导。
椭圆封头的标准是:
1、椭圆封头必须用全样板检查形状。
2、形状公差:外凸不大于1.25%Di,内凹不大于0.625%Di。
3、过渡段内半径不得小于图样规定值。
4、球面体:曲率大小影响封头厚度
5、过渡段:降低球面与筒体连接的峰值应力
6、直边:避免过渡段峰值应力与筒体组对的焊接应力叠加。
组成封头的各个结构件并没有什么问题,但是在进行焊接组装之后,却出现了变形的问题。这其中的原因以及问题的解决方法我们都要掌握,这是为了能得到符合要求的封头,并用其发挥应有的作用。 尤其是椭圆形封头,在进行电阻焊之后,就出现超过允许变形量的变形,这势必会对封头的使用产生影响。分析后发现,造成这类问题出现的原因是封头结构件上不均匀的局部加热和冷却,一般离焊缝越近,温度就会越高,出现的膨胀也会越大。 针对这种焊接情况需要对焊接后的封头进行校正和热处理,以缓解变形带来的不良影响。除了变形的问题之外,封头焊接后还存在氢的消极作用,导致焊缝产生裂纹。因此封头焊接后消氢处理是不必可少的,以达到降低焊缝冷却速度使氢充分逸出的目的。
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