Rci=0.9Di球冠形封头几何尺寸与质量
内压圆筒封头的设计
该容器的最大安全使用压力为14.2 Mpa。
表4-15平板封头系数K
以上两种情况的壁厚计算公式形式 相同，惟系数不同。由于实际上平板封 头的边缘支撑情况很难确定，它不属于 纯刚性固定也不属于纯简支的情况，往 往是介于这两种情况之间，即系数在 0.188~0.13之间.
对于平板封头的设计，在有关化工 容器设计规定中，利用一个结构特征系 数K，将平板封头厚度的设计公式归纳为：
Ri=0.7~1.0Di
球冠形封头的设计
当承受内压时，在 球冠形封头内将产生 拉应力，但次应力并 不大，然而在封头与 筒壁联接处，却存在 着很大的局部边缘应 力，因此，在确定球 冠形封头的壁厚时， 重点应放在上述这些 局部应力上。
受内压球冠形封头的计算壁厚按下式计 算：
S
QPcDi
2 t Pc
边缘（图3-25），其值由下式计算：
max
3 4
P
R S
2
3 16
P
D S
2
0.188P
D S
2
（3-33）
对于周边简支受均布载荷的圆平板
其最大应力产生在圆板的中心，且此 时此处的径向弯曲应力与切向弯曲应力
相等（图3-26），其值由下式计算：
max
33
m
8
P
R S
2
当取0.3时
（３）若用标准碟形封头,其壁厚按4-2４计算
S
1.2PcDi
2 t 0.5Pc
1.2 2.2 600 21701.0 0.5 2.2
4.67(mm)
Sd S C2 4.67 1.0 5.67(mm)
Sd C1 5.67 0.25 5.92(mm)
化机基础习题解答上网(第四章,内压薄壁圆筒与封头的强度设计).
《化工设备机械基础》习题解答第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计二、填空题A组：1.有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃且装有安全阀,试确定该容器的设计压力p=(1.76 )Mpa;计算压力p c=( 1.76 )Mpa;水压试验压力p T=(2.2 )MPa.2.有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5MPa,工作温度<200℃,试确定:(1)釜体的计算压力(外压)p c=( -0.6 )MPa;釜体水压试验压力p T=( 0.75 )MPa.(2)夹套的计算压力(内压)p c=( 0.5 )MPa;夹套的水压试验压力p T=( 0.625 )MPa.3.有一立式容器,下部装有10m深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达0.5MPa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0.5 )MPa;计算压力p c=( 0.617 )MPa;水压试验压力p T=(0.625 )MPa.4.标准碟形封头之球面部分内径R i=( 0.9 )D i;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )D i.5.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的(边缘)处;若周边简支,最大应力是( 径向)和( 切向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的( 中心)处.6.凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se不论理论计算值怎样小,当K≤1时,其值应小于封头内直径的( 0.15 )%;K>1时,Se应不小于封头内直径的( 0.3 )%.7.对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min=( 3 )mm;对于高合金钢制容器,其最小壁厚S min=( 2 )mm.8.对碳钢,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于( 5 ) ℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃.三、判断是非题(是者画√;非者画×)1.厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板,其屈服点是不同的,且60mm厚钢板的σs大于6mm厚钢板的σs. ( ×)2.依据弹性失效理论,容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs(t)时,即宣告该容器已经”失效”. ( √)3.安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小.( √)4.当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着监测比率的增加而减小. ( ×)5.由于材料的强度指标σb和σs(σ0.2)是通过对试件作单向拉伸试验而侧得,对于二向或三向应力状态,在建立强度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力. ( √）四、工程应用题A组：1、有一DN2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力p w=2MPa,容器上装有安全阀,焊接接头系数φ=0.85,厚度附加量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力.【解】（1）确定参数：p w=2MPa; p c=1.1p w =2.2MPa（装有安全阀）;D i= DN=2000mm( 钢板卷制); S n =22mm; S e = S n -C=20mmφ=0.85（题中给定）; C=2mm（题中给定）.（2）最大工作应力：a e e i c t MP S S D p 1.111202)202000(2.22)(=⨯+⨯=+=σ 2、 某球形内压薄壁容器,内径为D i =10m,厚度为S n =22mm,若令焊接接头系数φ=1.0,厚度附加量为C=2mm,试计算该球形容器的最大允许工作压力.已知钢材的许用应力[σ]t =147MPa.【解】（1）确定参数：D i =10m; S n =22mm; φ=1.0; C=2mm; [σ]t =147MPa.S e = S n -C=20mm.（2）最大工作压力：球形容器.a e i e t w MP S D S P 17.12010000200.11474][4][=+⨯⨯⨯=+=φσ 3、 某化工厂反应釜,内径为1600mm,工作温度为5℃~105℃,工作压力为1.6MPa,釜体材料选用0Cr18Ni9Ti 。
压力容器设计审核人员培训_GB150.3-2019_压力容器_第3部分：设计_第5、6章
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对于以薄膜应力承载的锥壳，其壁厚按当量圆 筒计算。但在锥壳与相邻圆筒连接部位由于变形协 调引起的附加应力的作用尚需另行考虑。附加应力 的大小与锥壳半顶角大小直接相关。半顶角较小时， 锥壳与圆筒连接处变形协调产生的附加应力很小， 不会影响锥壳的计算厚度。但半顶角较大时，其边 界力和由此引起的附加应力会大大增加，为此导致 加厚锥壳与圆筒连接部位的厚度。
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（2）边缘影响及边缘应力 两处边界，圆筒与环壳对接的边界
1，环壳与球壳对接的边界2 见下图
26
碟形封头中边界力作用示意图
27
28
3）r/Ri对碟形封头应力的影响： a.当r/Ri较小时（≤0.16）边界2上的作用力对整
个封头中的应力起很大的影响。
b.当r/Ri＞0.16时，M值受其影响很小，这是整 个封头仅受边界1（即封头底边）的影响，其受力 情况已与椭圆封头相近了。
4）变形特征：
内压作用下有趋圆特征，存在着失稳可能。封 头上周向压缩应力随其Ri/r的增大而加剧，从而很 容易发生失稳，GB150.3（表5-3）对Ri/r不超过10， 即是基于这种考虑的。
外压过渡区不存在失稳，“趋扁”；仅对球面 部分进行外压计算。
29
3. 球冠形封头 一）内压作用
（1） 与筒体的连接方式 通常是部分球壳与圆筒连接
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关于折边结构GB 150.3规定：
锥壳大端，当半顶角α30°时，可采用无折边 结构；当α ≤ 45°时，大端应采用带过渡段的折边 结构。当α ≤ 60°时，大端和小端均应采用带过渡 段的折边结构。大端折边锥壳的过渡段转角半径r应
不小于封头大端内直径的10%，且≥3δr；小端折边
球冠封头标准规格尺寸及重量
球冠封头标准规格尺寸及重量球冠封头作为一种常见的工业配件，广泛应用于化工、石油、天然气、食品、制药等领域的容器密封中。
其设计和制造需要符合特定的标准规格尺寸和重量要求，以确保其在使用过程中的稳定性和可靠性。
本文将介绍球冠封头的标准规格尺寸及重量。
一、球冠封头的标准规格尺寸球冠封头的标准规格尺寸通常包括直径、高度、冠高、冠厚、底面半径等参数。
下面将分别介绍这些参数的标准规格尺寸。
1.直径：球冠封头的直径是指其底部圆形部分的直径，通常用符号D表示。
标准规格尺寸中，直径一般有固定的数值，如200mm、300mm、400mm等。
在设计和制造时，直径的选择需根据容器的尺寸来确定，以确保封头与容器的配合度良好。
2.高度：球冠封头的高度是指其从底部到最高点的垂直距离，通常用符号H表示。
标准规格尺寸中，高度一般也有固定的数值，如100mm、150mm、200mm等。
高度的选择需根据容器的深度来确定，以确保封头能够完全覆盖容器口。
3.冠高：球冠封头的冠高是指其冠形部分的高度，通常用符号h表示。
标准规格尺寸中，冠高一般也有固定的数值，如50mm、75mm、100mm等。
冠高的选择需根据容器口的结构来确定，以确保封头与容器口的配合度良好。
4.冠厚：球冠封头的冠厚是指其冠形部分的厚度，通常用符号t表示。
标准规格尺寸中，冠厚一般也有固定的数值，如5mm、8mm、10mm等。
冠厚的选择需根据容器口的厚度来确定，以确保封头能够牢固地固定在容器口。
5.底面半径：球冠封头的底面半径是指其底部圆形部分的半径，通常用符号R表示。
标准规格尺寸中，底面半径一般也有固定的数值，如150mm、200mm、250mm等。
底面半径的选择需根据容器口的尺寸来确定，以确保封头与容器口的密合度良好。
以上是球冠封头的标准规格尺寸的介绍，不同直径、高度、冠高、冠厚、底面半径的球冠封头能够满足不同容器的密封需求。
二、球冠封头的标准重量球冠封头的标准重量是指其在标准规格尺寸下的重量，通常用公斤(kg)作为单位。
压力容器结构
压力容器零部件
称直径，其系列尺寸有 300 、 400 、 500 、 600… 等，如
果筒体是用无缝钢管制作的，用钢管的外径作为筒体 的公称直径。
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2. 封头
压力容器零部件
压力容器封头，常见的形式有凸形封头（包括半球形封 头、椭圆形封头，碟形封头、球冠形封头）、锥形封头、变 径段、平盖等 。
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为改善容器的受力情况，将支座垫板四角倒圆；并在垫 板中心开一通气孔，以利于焊接或热处理时气体的排放。
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支承式支座
支承式支座是由数块钢板焊接成（A型），也可以用钢管制 作（B型）。 支承式支座适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器： ① 公称直径DN800~4000mm； ② 圆筒长度L与公称直径DN之比L/DN≤5； ③ 容器总高度H0≤10m。 支承式支座多用于距基础面较近的具有椭圆形或碟形封头的 立式容器。一般为3个或4个均布。 支座与筒体连接处是否加垫板，一般应根据容器材料与支座 连接处的强度或刚度决定
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主要受压元件
压力容器的筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法 兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰； 球罐的球壳板；换热器的管板和换热管； M36 以 上的主螺栓及公称直径大于 250mm 的接管和管法 兰均作为主要受压元件。
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压力容器的典型结构和特点
低、中压压力容器的筒体结构
１、圆筒形的筒体结构形式 ２、球形容器
（1）球形封头——半球形封头由球壳的一半作成。与 其他形状的封头相比，封头壳壁在压力作用下产生 的应力最小， 因此它所需要的壁厚最薄，用材节省。 但半球形封头深度大、制造比较困难，尤其对加工 设备条件较差的中小型设备制造厂困难更大。而对 于大直径（Di＞3m）的半球形封头可用数块钢板在 大型水压机成型后拼焊而成。半球形封头还用于高 压容器上代替平封头，以节省钢材。
封头标准规格尺寸及重量
封头标准规格尺寸及重量
封头标准规格尺寸及重量
根据相关标准,封头内径是1200mm或1300mm,对应的直边高是25mm,内径＜=2000mm其直边高为25mm,内径＞2000mm其直边高为40mm.
有外径273mm、219mm、159mm椭圆形封头，GB／T25198-2010标准。
封头是石油化工、原子能到食品制药诸多行业压力容器设备中不可缺少的重要部件。
封头是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件。
所起的作用是密封作用。
一是做成了罐形压力容器的上下底，二是管道到头了，不准备再向前延伸了，那就用一个封头在把管子用焊接的形式密封住。
和封头的作用差不多的的产品有盲板和管帽，不过那两种产品是可以拆卸的。
而封头焊好了之后是不可以再拆卸的。
与之配套的管件有压力容器、管道、法兰盘、弯头、三通、四通等产品。
封头标准参数表格
标志示例：椭圆形封头Dg400× 4JB1154-73公称直径 Dg 曲面高度直边高度 h2 壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G mm h1 mm mm （㎡）mm 碳钢高合金m3 Kg34 45300 75 25 6 678 8934 45(350) 88 25 6 67893 3400 100 25 4 456公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 GDg h1 h2 （㎡）m3 Kg mm mm mm mm725 8 89400 100 10 1040 12 12 14 14 16 163 4 4(450) 112 255 6 6781214 40 161834 4255 6 67 8 8500 125 910 1040 12 12 14 14 16 16 18 1850 20 2034 4600 150 25 56 67 公称直径曲面高度直边高度壁厚 SDg h h1 2mm mm mm mm258 8910 10 12600 150 40 12 1414 1616 1820 2050 22 2224 243 (650) 162 254 45容积 V质量G 内表面积 F（㎡）m3Kg8 891012 40 144 16186 20 50 228 2434 45 256 67700 1758 8910 1012 1214 14 40 16 1618 18公称直径曲面高度直边高度壁厚 S Dg h h1 2mm mm mm mm20 20700 175 50 22 2224 2434 4525 6 6800 20078 8910 1040 12 1214 14104113内表面积 F容积 V 质量 G（㎡）m3 Kg10611813018 18 117 20 20 13650 22 22 150 24 24 165 26 17934 4525 6 678 8910 10900 225 12 1240 14 14 11316 16 12918 18 14720 20 16822 22 18650 24 24 20426 22228公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G1 2 （㎡）Dg hhm3 mm mm mm mm Kg34 4525 6 678 81000 250 910 1012 12 11740 14 14 13716 16 15718 18 17850 20 20 20324 24 24626 26828 29030 31156 625 78 89 10110 116 (1100) 275 10 12 14040 14 16416 18818 21120 24250 22 26824 29256 61200 300 2578 8 1069 118公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G Dg 1 h （㎡）2mm mm mm mm m3 Kg10 10 13712 12 16540 14 14 19416 16 22218 18 25020 20 2851200 300 22 22 31524 24 34450 26 374 28 404 30 435 32 466 34 4976 6257 1088 8 1239 13810 10 159(1300) 32512 192 40 14 22416 25818 28920 330 50 22 36324 3986 6 106 257 1248 8 1429 16010 10 1841400 35012 12 221 40 14 14 25816 16 29618 18 33420 20 380 50 22 22 42024 24 458公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G1 2 （㎡）Dg hhm3 mm mm mm mm Kg26 49828 53830 5791400 350 50 32 62934 65936 70238 7436 6 121257 1428 8 162(1500) 3759 18340 10 10 20912 25214 29516 33818 38020 431 50 22 47524 5206 6257 8 89 10 10 12 1240 14 1416 161600 40018 1820 2022 2224 242650 2830323436公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G Dg 1 h （㎡）2mm mm mm mm m3 Kg6257 8 89 10 10 12 121700 425 40 141618202250242628 30 32 34 36 38 40 42 6257 8 89 10 10 12 121800 450 40 14 1416 1618 1820 2050 22 22 24 24 26 2681900 475 25 1012公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G Dg 1 h （㎡）2mm mm mm mm m3 Kg141900 475 40 16 18 20258 89 10 10 12 122000 50040 14 14 16 16 18 18 20 2050 22 2224 24 262868(2100) 525 40 10 12 14 16 6 825 10122200 550141640 182050222410 473122300 575 40 1416公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G Dg 1 h （㎡）2mm mm mm mm m3 Kg6257 8 9 10 122400 60040 14 16 18 20 2250 242628 30 6257 8 9 10 1240 14 2600 650 1618202250 24 26 28 30 10 1240 14 2800 700 161850 20 22公称直径曲面高度直边高度壁厚 S 内表面积 F 容积 V 质量 G Dg 1 h （㎡）2mm mm mm mm m3 Kg242800 700 50 2628101240 14163000 750182022 50 242628封头标准参数表格1240 14 163200 8001820 50222426203400 850 50 2224203600 900 50 2224203800 950 50 2224204000 1000 50 2224 注： 1 表中带括号的公称直径应尽量不用.2.厚度系指成形前的钢板厚度规格.3.重量按资料比重为7.85kg/cm3。
封头标准中球冠形封头结构尺寸的探析
封头标准中球冠形封头结构尺寸的探析摘要:参与到工作过程当中去的球冠形封头，无论是对具体的使用功能还是受力等方面进行认真的分析，都需要将所连接的容器圆筒或者是法兰加入到考虑范围当中去，经过认真的研究之后发现，容器和封头标准当中相关规定还需要展开深入分析，制造工艺也需要对标准和施工图进行全面的理解，这样做的目的是为了确保球冠形封头无论是其制作还是组装都满足工程当中所提出来的要求。
因此，本篇文章主要对封头标准当中球冠形封头结构尺寸进行认真的分析，希望能够为相关工作人员起到一些参考与帮助。
关键词:封头标准；球冠型封头；结构尺寸；当技术工作人员参与到工作过程当中去之后，尤其是在对浮头式热交换器的制造工艺图进行认真了解和分析的过程当中，发现有的浮头盖施工图当中，已经明确的标出球冠形封头和浮头法兰焊接接口的坡口角度，但是在有的施工图当中却没有标出相关的信息，只是标出了全焊透，这样的情况给予制造工作人员的具体工作带来的许多的影响，让其产生迷茫。
基于此，本文下面主要对封头标准当中的球冠形封头的结构尺寸展开深入的探讨。
1、球冠形封头和尺寸参数分析经过认真的了解和分析之后发现，球冠形封头只是部分的球壳，为了能够有效减少碟形封头的曲面深度，还需把碟形封头当中的过渡圆弧和直边进行去除。
球冠形封头在设备当中会与圆筒进行连接，这样不仅可以作为容器中间等头，而且还能够作为端封头来使用。
在浮头式热交换器当中主要作为浮头盖封头。
主要因为球冠形封头外部与圆筒或者是浮头法兰内部直径表面进行焊接，所以球冠形封头的实际尺寸参数与所连接的圆筒或者是浮头法兰的内径尺寸之间有着紧密的联系和关系，因此，封头标准当中的球冠形封头的形状和主要的形式、参数尺寸极有可能会出现误差。
因为球冠形封头与圆筒连接处没有转角过渡，换句话来说，就是球冠和圆筒是非公切线连接，因此，在连接处封头与圆头都存在着非常大的具有不连续特点的边缘应力，这时候便提出更高的要求，即：球冠形封头与圆筒的焊接接头需要为全焊透结构，同时，这样的情况也说明球冠形封头球必须与所连接的源头真正的成为一体，不会出现分离问题，而且其尺寸参数更应该与连接圆筒或者是浮头法兰工程要求相符合、相一致。