造成球形封头强度不够的原因有很多,如下面几种: 1.球形封头与筒身连接处存在不连续应力; 2.缠绕张力不稳定; 3.纤维轨迹偏离理论位置; 4.球形封头曲面不准确。 封头厂家除了要采取工艺措施改善球形封头纤维的均匀分布状态、降低纤维堆积高度、合理选择缠绕线型、逐步扩大缠绕包络圈、环向加固容器的肩部等途径提高封头强度外,还必须对封头补强,以使压力容器整体同步失效。
1、从受力情况看:球形封头的两向应力相等,而且在相同的P和D条件下,球形封头上的应力仅为筒体上的周向应力的一半;椭圆形封头经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀,大型球形封头制造商,对于标准椭圆形封头ab2,在相同的P和D条件下,封头薄膜应力数值上与圆筒中的周向应力相等。故椭圆形封头的受力状况仅次于半球形封头,而比其它封头好;
2、从制造难易程度看:椭圆形封头的深度比半球形封头浅的多,较易制造;
在同样直径和压力情况下,半球形封头中的应力仅为圆筒形筒体应力的一半,故所需壁厚仅为筒体壁厚的二分之一。但因半球形封头深度大,大型球形封头厂家出售,制造困难。如将半球形封头的半径加大,而筒体半径不变,即封头半径加大,而筒体半径是保持不变的。这种无折边半球形封头深度浅,它具有以下的特点:
(1)与半球形封头相比,由于半径加大,大型球形封头厂,因而厚度也要相应增加;
(2)在球形封头中,它与筒体的连接处,由于彼此在内压作用下变形的不一致性,将产生边缘应力,局部地区边缘应力值往往是筒体和封头正常部位应力的好几倍,因此,无折边球形封头受力情况不良,仅能用在低压场合。为了保证封头和简体连接处不至遭到*,要求连接角焊缝采用全焊透结构,湖北大型球形封头,并要求封头内半径月,不得大于圆筒体的内径,以适当控制封头厚度。