橢圓封頭是通過旋轉(zhuǎn)的圓球面以及圓筒直段兩部分組合而成的封頭。在橢圓封頭中,使用封頭可以將其焊接在管子上,并作為一個末端來使用。并且橢圓封頭還可以應用在壓力容器上,并在上下部都有。橢圓封頭的綜合性非常好,并在壓力容器中得到廣泛的應用。
橢圓封頭在熱應力的作用下,由于表層開始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當冷卻結束時,由于心部后冷卻體積收縮不能自由進行而使表層受壓心部受拉。即在熱應力的作用下終使工件表層受壓而心部受拉。這種現(xiàn)象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時,因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先后相變,造成體積長大不一致而產(chǎn)生組織應力。
橢圓封頭在加熱和冷卻過程中,表層和心部的冷卻速度和時間的不一致,形成溫差,導致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應力,即熱應力。橢圓封頭冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷卻過程中在熱應力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形愈大,后形成的殘余應力就愈大。
橢圓封頭在使用中,它的材質(zhì)有碳鋼、合金鋼以及不銹鋼之分。并且橢圓封頭在食品、航天航空、石油、電子、機械、化工、、以及輕紡和建筑等行業(yè)中得到應用。橢圓封頭在使用中,它的使用壽命更長。
(1)不銹鋼封頭進行熱壓時,應將上下胎模進行預熱,預熱溫度應在150℃以上。
(2)毛坯鋼板出爐后,應立即放到胎膜上,同時還要清理毛坯上的氧化皮和雜物,并迅速校正,以保證沖壓時溫度不低于終壓溫度。
(3)對于薄壁封頭,為了避免出現(xiàn)鼓包皺褶等現(xiàn)象,可采用兩次成形法。一次沖壓應采用比上沖模直徑小200mm左右的下拉環(huán),將毛坯沖壓成碟形;第二次沖壓則采用與封頭規(guī)格相配合的上下模具,后沖壓成型工。
(4)對橢圓封頭進行壓制時,速度應與厚度相適應,以免造成封頭減薄量過大或終壓溫度過低。
橢圓封頭在對球冠形封頭進行設計時,應注意與封頭連接的圓筒厚度應不小于封頭厚度,否則應在封頭與圓筒間設置加強段過渡連接。圓筒加強段的厚度應與封頭等厚,長度應不小于 ,目的是消減邊緣應力。時間帶折邊,角度限制等參照GB150相關章節(jié)的說法。這里說說受內(nèi)壓無折邊錐形封頭。
錐體的主體部分在內(nèi)壓作用下,大薄膜應力發(fā)生在大端。錐體和圓筒部分連接處,由于幾何不連續(xù)性,曲率半徑突變,因此該處會產(chǎn)生較大的橫向推力,引起較大邊緣應力,容易發(fā)生彎曲,故需加強。