椭圆形封头直边段的设置一方面是防止边界效应形成的弯曲应力与封头和筒体对接环焊缝的焊接应力叠加,另一方面封头的直边段设置便于封头的加工、与筒体的组对,以及焊缝的无损检测。 受力角度考虑标准椭圆封头与筒体连接后,极大地缓解了其环向压缩薄膜应力,一方面提高了封头的周向稳定性,同时也极大地减小了封头的薄膜应力强度值,提高了封头强度。封头与筒体的连接,使它们都产生了弯曲应力,特别是经向弯曲应力,特别是经向弯曲应力,以致形成封头的应力。
压力容器的结构不连续区往往是压力容器的高应力区,一般说来,压力容器的结构不连续区可分为总体结构不连续区和局部结构不连续区两种。总体结构不连续是指对结构相当大的部分产生影响的应力或应变源,例如封头与壳体连接区、设备法兰与壳体连接区、接管区、不同直径或厚度或材料的连接区等;局部结构不连续是指对结构相对较小的范围内产生影响的应力或应变源,例如小的圆角半径、小的连接件、部分焊透的焊缝或小孔等。很多结构,如压力容器开孔接管区等既存在总体结构不连续因素,又存在局部结构不连续因素。由于结构不连续区的几何结构一般较为复杂,很难用解析法进行求解,通常采用有限元方法进行计算。
对于大直径的球形封头,分为桔瓣式和混合式两种情况,分别按照两个标准GB12337、GB/T17261。通常是分片下料,需要依照具体情况进行下料,计算下料尺寸时比较复杂,不是一个公式就可以算出的。
当然,遇到一些具体情况还需要进行具体的实际分析,这样才能保证在前期球形封头的设计过程中保证相关数据准确无误,后期生产出来的产品才能正常投入使用。