高压容器用的半球封头厚度设计

半球形封头都是用在高压容器上面，因为它受压的强度比其它型式的封头受压强度要大一些。而化工容器上常用的封头型式有半球形封头、椭圆形、无折边球形、锥形和平板盖。椭圆形封头的型式及尺寸按《椭圆形封头》的规定标准椭圆形封头的长短轴比值为2。蝶形封头球面部分的内半径应不大于封头的内直径，通常取0.9倍的封头内直径（无折边球形封头亦按此要求），封头转角处内半径不应小于封头内直径的10%，且不得不小3倍的壁厚。无折边轴对称锥形封头适用于锥体半顶角α≤30°。当半顶角α＞30°时，锥体与筒体的连接处应按应力分析的方法进行设计，或采用折边锥形封头的型式。

    半球形封头各处的二向薄膜应力相等，即

                PD

    σψ=σθ= ——

                4S

    尽管半球形封头和圆筒连接处也存在边缘应力因其值相对其他封头而言甚小，所以可略而不计，在设计时只计及此薄膜力。

    根据强度理论，将此薄膜应力限于材料的许用应力[σ]，并取D=Di+S，引入焊接接头系数φ和腐蚀裕量C2后可得设计厚度为

            PDi

    S= ——————+C2

         4[σ]φ-P

为使式严格用于薄壁球壳，GB150将它限于P≤0.6[σ]φ，即相当于球壳径比K值限在范围内，以符合薄壁的假设前提。

    所以，当你选择高压容器设备上面使用半球形封头的时候，请注意封头的厚度问题是不是符合设备的承压范围内。