第六章內(nèi)壓薄壁圓筒及封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)

第六章內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)薄膜理論進(jìn)行應(yīng)力分析，確定薄膜應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力根據(jù)彈性失效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，應(yīng)用強(qiáng)度理論確定應(yīng)力的強(qiáng)度判據(jù)對(duì)于封頭，考慮到薄膜應(yīng)力的變化和邊緣應(yīng)力的影響，按殼體中的應(yīng)力狀況在公式中引進(jìn)應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)根據(jù)應(yīng)力強(qiáng)度判據(jù)，考慮腐蝕等實(shí)際因素導(dǎo)出具體的計(jì)算公式。內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式推導(dǎo)過程

容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)，容器即告失效(失去正常的工作能力)，也就是說，容器的每一部分必須處于彈性變形范圍內(nèi)。保證器壁內(nèi)的相當(dāng)應(yīng)力必須小于材料由單向拉伸時(shí)測(cè)得的屈服點(diǎn)。第一節(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本知識(shí)一、關(guān)于彈性失效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1、彈性失效理論為了保證結(jié)構(gòu)安全可靠地工作，必須留有一定的安全裕度，使結(jié)構(gòu)中的最大工作應(yīng)力與材料的許用應(yīng)力之間滿足一定的關(guān)系，即

——

相當(dāng)應(yīng)力，MPa，可由強(qiáng)度理論確定——

極限應(yīng)力，MPa，可由簡(jiǎn)單拉伸試驗(yàn)確定——

安全裕度——

許用應(yīng)力,MPa2、強(qiáng)度安全條件第一強(qiáng)度理論根據(jù)：當(dāng)作用在構(gòu)件上的外力過大時(shí)，材料就會(huì)沿著最大拉應(yīng)力所在的截面發(fā)生脆性斷裂，也就是說，不論在什么樣的應(yīng)力狀態(tài)下，只要三個(gè)主應(yīng)力中最大拉應(yīng)力σ1達(dá)到了材料的極限應(yīng)力，材料就發(fā)生破壞；強(qiáng)度條件：在17世紀(jì)提出，最早的強(qiáng)度理論，也稱為最大拉應(yīng)力理論；只適用于脆性材料。認(rèn)為材料沿最大主應(yīng)力方向破壞并不是由最大主應(yīng)力達(dá)到某一極限值所引起的，而是由于最大拉伸應(yīng)變達(dá)到某一極限所引起的；也稱為最大主應(yīng)變理論；因?yàn)閼?yīng)變難以測(cè)量，因此第二強(qiáng)度理論用得不多。第二強(qiáng)度理論根據(jù)：當(dāng)作用在構(gòu)件上的外力過大時(shí)，材料就會(huì)沿著最大剪應(yīng)力所在的截面滑移而發(fā)生流動(dòng)破壞；不論在什么樣的應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到了材料的極限值，就會(huì)引起材料的流動(dòng)破壞；強(qiáng)度條件：也稱為最大剪應(yīng)力理論。第三強(qiáng)度理論根據(jù)：不論在什么樣的應(yīng)力狀態(tài)下，只要構(gòu)件內(nèi)一點(diǎn)的形狀改變比能達(dá)到了材料的極限值，就會(huì)引起材料的流動(dòng)破壞；形狀改變比能：隨著彈性體發(fā)生變形而積蓄在其內(nèi)部的能量，如拉滿的弓、機(jī)械表的發(fā)條被擰緊時(shí)；強(qiáng)度條件：也稱為形狀改變比能理論。第四強(qiáng)度理論徑向應(yīng)力二、強(qiáng)度理論及其相應(yīng)的強(qiáng)度條件1、薄壁壓力容器的應(yīng)力狀態(tài)圖4-1應(yīng)力狀態(tài)第一強(qiáng)度理論（最大主應(yīng)力理論）第三強(qiáng)度理論（最大剪應(yīng)力理論）強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件適用于脆性材料適用于塑性材料2、常用強(qiáng)度理論第四強(qiáng)度理論（能量理論）強(qiáng)度條件適用于塑性材料第二強(qiáng)度理論（最大變形理論）與實(shí)際相差較大，目前很少采用。壓力容器材料都是塑性材料，應(yīng)采用三、四強(qiáng)度理論，

GB150-98采用第三強(qiáng)度理論.考慮實(shí)際情況，引入pc等參數(shù)考慮介質(zhì)腐蝕性考慮鋼板厚度負(fù)偏差并圓整第二節(jié)內(nèi)壓薄壁圓筒殼體與球殼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)一、強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式1、內(nèi)壓薄壁圓筒若取第三強(qiáng)度理論，整理得到計(jì)算壁厚S的公式，基于內(nèi)徑的圓筒計(jì)算壁厚公式同樣取第三強(qiáng)度理論，整理得到計(jì)算壁厚S的公式，基于外徑的圓筒計(jì)算壁厚公式若基于內(nèi)徑：若基于外徑：內(nèi)壓薄壁圓筒壁厚計(jì)算公式

要記住!強(qiáng)度校核公式最大允許工作壓力計(jì)算公式1、當(dāng)筒體采用無縫鋼管時(shí)，應(yīng)將式中的Di換為D02、以上公式的適用范圍為3、用第四強(qiáng)度理論計(jì)算結(jié)果相差不大公式的適用范圍為2、內(nèi)壓球形殼體δ為計(jì)算厚度，不能作為選用鋼板的最終依據(jù)。式中

C——厚度附加量，mm；

C1——厚度負(fù)偏差，mm；

C2——腐蝕裕量，mm；

△——圓整值，mm。設(shè)計(jì)厚度名義厚度有效厚度標(biāo)注在圖紙上的厚度厚度的定義計(jì)算厚度設(shè)計(jì)厚度圓整值名義厚度有效厚度毛坯厚度加工減薄量請(qǐng)思考：加工后容器的實(shí)際壁厚必須大于多少才能確保壽命期內(nèi)的安全？（設(shè)計(jì)厚度）工作壓力Pw

指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。注：“正常工作”包括空料、穩(wěn)定生產(chǎn)、中間停車等工況設(shè)計(jì)壓力p

指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，它與相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力。

p≥pw計(jì)算壓力pc

指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定殼體各部位厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。計(jì)算壓力pc=設(shè)計(jì)壓力p+液柱靜壓力二、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定1、壓力注：當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力(ρgh)小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。表4-1設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力的取值范圍計(jì)算帶夾套部分的容器時(shí)，應(yīng)考慮在正常操作情況下可能出現(xiàn)的內(nèi)外壓差?yuàn)A套容器7當(dāng)有安全閥控制時(shí)，取1.25倍的內(nèi)外最大壓差與0.1Mpa兩者中的較小值，當(dāng)沒有安全控制裝置時(shí)，取0.1Mpa真空容器6取不小于在正常操作情況下可能產(chǎn)生的內(nèi)外最大壓差外壓容器5根據(jù)容器的充裝系數(shù)和可能達(dá)到的最高溫度確定（設(shè)置在地面的容器可按不低于40℃，如50℃

、60℃時(shí)的氣體壓力考慮）裝有液化氣體的容器4根據(jù)介質(zhì)特性、氣相容積、爆炸前的瞬時(shí)壓力、防爆膜的破壞壓力及排放面積等因素考慮（通?？扇　?.15~1.3pw）容器內(nèi)有爆炸性介質(zhì)，裝有防爆膜時(shí)3取等于或略高于最高工作壓力，通常取p≤1.0~1.1pw單個(gè)容器不要裝安全泄放裝置2取不小于安全閥的初始起跳壓力，通常取p≤1.05~1.1pw容器上裝有安全閥時(shí)1設(shè)計(jì)壓力（P）取值類型指容器在正常工作情況下，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面厚度的溫度平均值）。設(shè)計(jì)溫度是選擇材料和確定許用應(yīng)力時(shí)不可少的參數(shù)。

2、設(shè)計(jì)溫度工作條件設(shè)計(jì)溫度T有保溫設(shè)施不被加熱或冷卻的容器取介質(zhì)的最高或最低溫度用熱水、導(dǎo)熱油、蒸汽進(jìn)行加熱或冷水等介質(zhì)進(jìn)行冷卻的器壁取加熱介質(zhì)的最高溫度或冷卻介質(zhì)的最低溫度有保溫設(shè)施且內(nèi)置電加熱元件的器壁取介質(zhì)的最高工作溫度（1）極限應(yīng)力極限應(yīng)力的選取與結(jié)構(gòu)的使用條件和失效準(zhǔn)則有關(guān)極限應(yīng)力可以是許用應(yīng)力是以材料的各項(xiàng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理選擇安全系數(shù)n得出的。3、許用應(yīng)力和安全系數(shù)常溫容器

中溫容器

高溫容器

（2）安全系數(shù)安全系數(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展變化的參數(shù)。隨著科技發(fā)展，安全系數(shù)將逐漸變小。

常溫下，碳鋼和低合金鋼表4-2鋼材的安全系數(shù)≥1.0≥1.5≥1.5≥3.0高合金鋼≥1.0≥1.5≥1.6≥3.0碳鋼素、低合金鋼設(shè)計(jì)溫度經(jīng)下經(jīng)10萬小時(shí)蠕變率為1%的蠕變極限設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時(shí)斷裂的持久強(qiáng)度的平均值常溫或設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)()或常溫下最低抗拉強(qiáng)度nnnDnsnb材料安全系數(shù)焊縫區(qū)的強(qiáng)度主要取決于熔焊金屬、焊縫結(jié)構(gòu)和施焊質(zhì)量。焊接接頭系數(shù)的大小決定于焊接接頭的型式和無損檢測(cè)的長(zhǎng)度比率。焊接接頭系數(shù)φ是焊接削弱而降低設(shè)計(jì)許用應(yīng)力的系數(shù)。4、焊接接頭系數(shù)φ表4-3焊接接頭系數(shù)焊接接頭結(jié)構(gòu)示意圖焊接接頭系數(shù)φ100%無損檢測(cè)局部無損檢測(cè)雙面焊的對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接接頭1.00.85單面焊的對(duì)接接頭（沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬墊板）0.90.8滿足強(qiáng)度要求的計(jì)算厚度之外，額外增加的厚度，包括鋼板負(fù)偏差(或鋼管負(fù)偏差)C1、腐蝕裕量C2即C＝

C1十C21、按表4-9選取2、當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6%時(shí)，負(fù)偏差可以忽略不計(jì)。為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度削弱減薄，應(yīng)考慮腐蝕裕量。C1

鋼板厚度負(fù)偏差

C2

腐蝕裕量

5、厚度附加量C

腐蝕裕量C2主要是為了防止容器受壓元件因均勻腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致壁厚減薄而降低其承載能力。與腐蝕介質(zhì)直接接觸的筒體、封頭、接管等受壓元件，均應(yīng)考慮材料的腐蝕裕量。

腐蝕裕量C2一般可根據(jù)鋼材在介質(zhì)中的均勻腐蝕速率和容器的設(shè)計(jì)壽命確定。

在無特殊腐蝕情況下，對(duì)于碳素鋼和低合金鋼，C2不小于1mm；對(duì)于不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性極微時(shí)，可取C2=0。要注意標(biāo)準(zhǔn)化問題6、直徑系列與鋼板厚度表4-4常用鋼板厚度2.02.53.03.54.04.5(5.0)6.07.08.09.010111214161820222528303234363840424650556065707580859095100105110115120125130140150160165170180185190195200注：5mm為不銹鋼常用厚度。設(shè)計(jì)壓力較低的容器計(jì)算厚度很薄。大型容器剛度不足，不滿足運(yùn)輸、安裝。限定最小厚度以滿足剛度和穩(wěn)定性要求。殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度：a.碳素鋼和低合金鋼制容器不小于3mmb．對(duì)高合金鋼制容器，不小于2mm7、最小厚度

c．

碳素鋼、低合金鋼制塔式容器mind≥max{iD10002,

4mm}；

不銹鋼制塔式容器mind≥max{iD10002,

3mm}.

8焊接接頭系數(shù)φ

角接焊縫主要焊接形式對(duì)接焊縫搭接焊縫①焊縫部位可能存在未焊透、裂紋、夾渣、氣孔等缺

陷，引起應(yīng)力集中；②焊接熱影響區(qū)晶粒粗大，使母材強(qiáng)度或塑性下降；③焊縫錯(cuò)邊量、余高等超標(biāo)引起附加應(yīng)力；④熔池內(nèi)金屬?gòu)娜刍侥痰倪^程受到熔池外金屬的

剛性約束，內(nèi)應(yīng)力很大。——說明焊縫區(qū)是容器強(qiáng)度比較薄弱的環(huán)節(jié)。為綜合考慮筒體強(qiáng)度，設(shè)計(jì)公式中將鋼板母材的許用應(yīng)力乘以φ（≤1），它表示焊縫強(qiáng)度與母材強(qiáng)度的比值。焊接接頭系數(shù)根據(jù)受壓元件的焊接接頭形式與無損檢測(cè)的比例確定鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)φ值焊接接頭形式無損檢測(cè)比例φ值示意圖雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全熔透對(duì)接接頭100%

1.00局部

0.85單面焊對(duì)接接頭(沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板)

100%0.90局部0.80在于檢驗(yàn)容器的宏觀強(qiáng)度和有無滲漏現(xiàn)象，即考察容器的密封性，以確保設(shè)備的安全運(yùn)行。目的液壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)壓力試驗(yàn)的種類四、壓力試驗(yàn)與強(qiáng)度校核與氣壓試驗(yàn)相比，液壓試驗(yàn)相對(duì)安全。1壓力試驗(yàn)

（1）耐壓試驗(yàn)

為考核缺陷對(duì)壓力容器安全性的影響，壓力容器制造完畢或定期檢驗(yàn)后，都要進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。

耐壓試驗(yàn)的介質(zhì)選擇—液體（如水）或氣體（如空氣）液壓試驗(yàn)對(duì)介質(zhì)的要求—溫度不低于韌脆性轉(zhuǎn)變溫度氣壓試驗(yàn)特殊要求——所有的對(duì)接接頭進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)，焊接接頭系數(shù)取1.0；必要安全措施。

奧氏體不銹鋼進(jìn)行水壓試驗(yàn)對(duì)水中Cl-含量的要求。耐壓試驗(yàn)

液壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)壓力（2）氣密性試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康摹獧z驗(yàn)容器的密封性能試驗(yàn)壓力——不大于設(shè)計(jì)壓力（對(duì)于空氣，常取設(shè)計(jì)壓力）使用場(chǎng)合——不是每臺(tái)壓力容器都要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。介質(zhì)為易燃或毒性程度為極度、高度危害或設(shè)計(jì)上不允許有微量泄漏(如真空度要求較高時(shí))的壓力容器，必須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

試驗(yàn)次序——耐壓試驗(yàn)結(jié)束后。五、例題【例4-1】：某化工廠欲設(shè)計(jì)一臺(tái)石油氣分離用乙烯精餾塔。工藝參數(shù)為:塔體內(nèi)徑；計(jì)算壓力；工作溫度t＝-3～-20℃。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。由于石油氣對(duì)鋼材腐蝕不大，溫度在-3～-20℃，壓力為中壓，故選用16MnR。（2）確定參數(shù)(附表9-1)；(采用帶墊板的單面焊對(duì)接接頭,局部無損檢測(cè))(表4-8)；取,,解：（1）選材（3）厚度計(jì)算計(jì)算厚度設(shè)計(jì)厚度根據(jù),查表4-9得名義厚度圓整后,取名義厚度為。復(fù)驗(yàn),故最后取。該塔體可用7mm厚的16MnR鋼板制作。（4）校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度式中，則而可見，所以水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。

某內(nèi)壓圓柱形筒體，其設(shè)計(jì)壓力p=0.4MPa，設(shè)計(jì)溫度t=70℃，筒體內(nèi)徑Di=1000mm，總高3000mm，盛裝液體介質(zhì)，介質(zhì)密度ρ=1000kg/m3，筒體材料為16MnR，腐蝕裕量C2取2mm，焊接接頭系數(shù)φ=0.85。試設(shè)計(jì)該筒體的厚度。（1）確定計(jì)算壓力

根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和液柱靜壓力確定計(jì)算壓力液柱靜壓力為0.03MPa，已大于設(shè)計(jì)壓力的5%，故應(yīng)計(jì)入計(jì)算壓力中，則pc=p+0.03=0.43MPa。（2）確定壁厚

查附錄2，并假設(shè)材料的許用應(yīng)力[σ]t=170MPa（厚度為6～16mm時(shí)）。筒體計(jì)算厚度按式（3-14）計(jì)算例題2解設(shè)計(jì)厚度

16MnR鋼板的厚度負(fù)偏差C1可取為零，因而按強(qiáng)度計(jì)算，名義厚度δn=4mm。但一方面，對(duì)低合金鋼制容器，為保證運(yùn)輸和安裝過程中具有必需的剛度，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于3mm，若加上2mm的腐蝕裕量名義厚度至少應(yīng)取5mm；另一方面，由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，16MnR鋼板的最小厚度為6mm。因而該筒體的名義厚度取6mm。檢查δn=6mm，[σ]t沒有變化，故取名義厚度6mm合適。（3）壓力試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力校核

采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為壓力試驗(yàn)時(shí)筒體的薄膜應(yīng)力所以滿足水壓試驗(yàn)要求。有一庫(kù)存很久的氧氣瓶，其材質(zhì)為40Mn2A，外徑為D0=219mm，系無縫鋼管收口而成，實(shí)測(cè)其最小壁厚為6.5mm。已知材料的拉伸強(qiáng)度784.8MPa，屈服強(qiáng)度為510.12MPa，持久強(qiáng)度為18%，設(shè)計(jì)溫度為常溫。今欲充15MPa的壓力使用，問強(qiáng)度是否足夠？如果強(qiáng)度不夠，該氣瓶最大允許壓力？第三節(jié)內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)半球形封頭橢圓形封頭錐形封頭平封頭(平蓋)一、半球形封頭半球形封頭是由半個(gè)球殼構(gòu)成的，它的計(jì)算壁厚公式與球殼相同圖6-3半球形封頭所需的壁厚是相同壓力、直徑圓筒的一半，但在實(shí)際中，為了減少邊緣應(yīng)力，往往采取與圓筒相同的厚度；半球形封頭多用于壓力較高的貯罐上；制造方法：直徑較小、器壁較薄的半球形封頭可以整體熱壓成型；大直徑的半球形封頭需先分瓣沖壓、再焊接的工藝；分瓣沖壓可使模具尺寸減小，降低對(duì)水壓機(jī)噸位的要求，但加工質(zhì)量不如整體熱壓好。橢圓形封頭是由長(zhǎng)短半軸分別為a和b的半橢球和高度為h。的短圓筒(通稱為直邊)兩部分所構(gòu)成。直邊的作用是為了保證封頭的制造質(zhì)量和避免筒體與封頭間的環(huán)向焊縫受邊緣應(yīng)力作用。圖6-4橢圓形封頭二、橢圓形封頭橢圓形封頭結(jié)論：當(dāng)橢球殼的長(zhǎng)短半軸

a/b＞2時(shí)，橢球殼赤道上出現(xiàn)很大的環(huán)向應(yīng)力，其絕對(duì)值遠(yuǎn)大于頂點(diǎn)的應(yīng)力，從而引入形狀系數(shù)K。（也稱應(yīng)力增加系數(shù)）標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭K=1（a/b=2）,計(jì)算厚度公式為GB150-1998規(guī)定

橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)為JB／T4737—95

K≤1時(shí)，eδ≥0.15%iD

K＞1時(shí)，eδ≥0.30%iD

在工程應(yīng)用上，K<2.6；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形的形狀系數(shù)K=1；GB還規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效壁厚應(yīng)不小于內(nèi)直徑的0.15%，其它橢圓形封頭壁厚應(yīng)不小于其內(nèi)徑的0.30%，為什么？這是因?yàn)椋菏軆?nèi)壓后，橢圓形封頭有變圓的趨勢(shì)，因而在赤道處產(chǎn)生環(huán)向壓縮薄膜應(yīng)力，其值與頂點(diǎn)處所產(chǎn)生的最大拉伸薄膜應(yīng)力相等。當(dāng)半個(gè)橢球作為封頭使用時(shí)，雖然在其赤道處有圓柱形短節(jié)(直邊封頭)與其相連，但如果封頭厚度過薄，赤道處的環(huán)向壓縮應(yīng)力仍有可能將封頭壓出褶皺，這個(gè)現(xiàn)象稱為“失穩(wěn)”。橢圓封頭最大允許工作壓力計(jì)算公式

6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)6.3.3碟形封頭由三部分構(gòu)成：以Ri為半徑的球面；以r為半徑的過渡圓弧(即折邊)；高度為h0的直邊。同樣，引入形狀系數(shù)M，則其計(jì)算厚度公式為：6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭：球面內(nèi)半徑Ri＝0.9Di，過渡圓弧內(nèi)半徑r=0.17Di，此時(shí)M＝1.325，計(jì)算壁厚公式：碟形封頭最大允許工作壓力為：6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)GB150-1998規(guī)定：

M≤1.34時(shí)，Se≥0.15DiM＞1.34時(shí)，Se≥0.30Di

但當(dāng)確定封頭厚度時(shí)，已考慮了內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。碟形封頭標(biāo)準(zhǔn)為JB576—64。6.3.4球冠形封頭把碟形封頭的直邊及過渡圓弧部分去掉，只留下球面部分，并把它直接焊在筒體上，就構(gòu)成球冠形封頭。6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)受內(nèi)壓的球冠形端封頭的計(jì)算厚度公式：6.3.5錐形封頭由錐形殼體的應(yīng)力分析可知，受均勻內(nèi)壓的錐形封頭的最大應(yīng)力在錐殼的大端，其值為：錐形封頭廣泛應(yīng)用于許多化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥器、結(jié)晶器及沉降器等)的底蓋，它的優(yōu)點(diǎn)是便于收集與卸除這些設(shè)備中的固體物料。此外，有一些塔設(shè)備上、下部分的直徑不等，也常用錐形殼體將直徑不等的兩段塔體連接起來，這時(shí)的圓錐形殼體稱為變徑段。錐形封頭分為無折邊錐形封頭和帶折邊錐形封頭兩種。6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)其強(qiáng)度條件為：厚度計(jì)算公式為：錐殼的計(jì)算厚度公式：（6－27）按4－27式計(jì)算的錐形封頭的厚度，由于沒有考慮封頭與筒體連接處的邊緣應(yīng)力，因而此厚度是不夠的。連接處的邊緣應(yīng)力如下頁(yè)圖所示。6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)為降低連接處的邊緣應(yīng)力，一般采用兩種方法：（1）、局部加強(qiáng)：將連接處附近的封頭及筒體厚度增大——無折邊錐形封頭；（2）、增加過渡圓?。涸诜忸^與筒體之間增加一個(gè)過渡圓弧，整個(gè)封頭由錐體、過渡圓弧及高度為h0折邊三部分構(gòu)成——帶折邊的錐形封頭。6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)1、受內(nèi)壓無折邊錐形封頭（1）、錐殼大端連接處的厚度（適用于錐殼半頂角α≤30o時(shí)）首先判斷是否需要加強(qiáng)（利用表4－15），若不需要加強(qiáng)，用4－27式計(jì)算；若需要加強(qiáng)，加強(qiáng)區(qū)的厚度用下式計(jì)算：（6－28）加強(qiáng)區(qū)計(jì)算壁厚6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)（2）錐殼小端連接處的厚度（使用錐殼半頂角α≤45o時(shí)）首先由圖4－17判斷是否需要加強(qiáng)。若不需加強(qiáng)，則由4－27式計(jì)算；若需要加強(qiáng)，則加強(qiáng)段的厚度由下式計(jì)算：（4－29）6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)2、受內(nèi)壓折邊錐形封頭（1）錐殼大端（適用α≥30o時(shí)，r＝max{10%Di，3S}）①過渡段厚度：（4－30）②與過渡段相連處的錐殼厚度：（4－31）6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)折邊錐殼大端厚度按上述兩式計(jì)算，取較大值。（2）錐殼小端

α≤45o，小端過渡段厚度按4－29式計(jì)算，式中的Q值由圖4－18查取。

α＞45o，小端過渡段的厚度按4－29式計(jì)算，式中Q值由圖4－19查取。

與過渡段相接的錐殼和圓筒的加強(qiáng)段厚度應(yīng)與過渡段厚度相同。6.3內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)帶折邊錐形封頭有半頂角為30度及45度兩種。錐體大端過渡區(qū)圓弧半徑