合金钢椭圆封头是一种常见的封头形式。而合金钢椭圆封头在均匀内压的作用下,受力情况也更均匀,并在使用中具有较高的使用时候。同时合金钢椭圆封头的制作工艺要求较高,通用性也更强。
合金钢椭圆封头的安全性对换热器的正常使用至关重要。具有不同功能的换热器封头焊接在换热器的板束体上。合金钢椭圆封头由开孔的半圆柱体、接管和端板组成。合金钢椭圆封头在运行过程中除了要承受工作介质产生的内压外,还会承受由于外接配管系自重、热膨胀变形、雨雪重量等引起的接管载荷。
合金钢椭圆封头是开孔半圆柱壳,其端板有多种形式,而且封头上的接管也有多种布置形式。合金钢椭圆封头除了存在开孔-接管处的结构不连续,还存在端板处、板束体连接处的结构不连续。
这些不连续结构以及作用在封头上的内压和接管载荷,使得封头结构应力分布非常复杂,在结构不连续处将产生明显的应力集中,再考虑制造缺陷和检验困难等因素,这些不连续处将是开孔壳-接管结构容易失效的位置3不同接管形式的封头与接管形成的相贯区形状各不相同,对合金钢椭圆封头极限强度的影响也不相同





由于对ASMEⅧ—1和ASMEⅧ—2中椭圆形封头和碟形封头设计公式和形状尺寸偏差规定的误解,把“Di/2hi=2.0的椭圆形封头可以接受的近似形是一个L= 0.90Di,r=0.17Di的碟形封头”的说明,碟形封头和2:1椭圆形封头同用一张图AD— 204.1设计曲线,以及椭圆形、碟形封头样板检查大间隙应控制在1.25%Di以内作为依据,认定“椭圆形封头和碟形封头设计形状的不同被包容在标准所允许的形状偏差内.两者之间本无严格区别”。由此引发了按椭圆形封头公式(1)设计,图纸标准号为 JB1154—73,制造厂用碟形封头模具冲压或用联机旋压法成形的碟形封头大批用于压力容器制造的现状。笔者以大量论据说明上述依据是误解.指出迅速有效的途径是等同或等义仿效采用ASME Ⅷ的相应部分
椭圆封头上的大应力与对接圆筒中的一次总体环向薄膜应力的比值以形状系数K表示。K值随盯b增大而增大。以上厚度计算是从强度角度出发的。但椭圆封头在内压作用下不强度问题,且有稳定问题。对封头的稳定问题是采取限制封头有效厚度进行控制的。对椭圆封头的分析详见本分析之一的介绍。
应力计算对象与控制值椭圆封头厚度是针对封头上的一次薄膜应力+二次弯曲应力叠加得到的大应力,以1倍许用应力为控制条件进行计算。不同盯b值的椭圆封头,计算应力的位置、方向、数值不同。对标准椭圆封头(a/b=2),是针对封头过渡区内壁的经向(纵向)一次拉伸薄膜应力十二次纵向弯曲应力的拉应力之和,控制在1倍许用应力进行计算。