化工生产过程当中会遇到许多的储罐、反应器、塔、换热器等,这些设备通常为压力容器。压力容器通常都有一个共同特点,即:其容器的顶端为一个圆形或者椭圆形的封头。
化工生产的过程当中,有时候需要核算容器当中物料的体积重量等,压力容器的封头对于物料的体积和重量计算有着非常大的影响。
在大多数情况下,压力容器的封头不能按照完整的圆形来计算当(当然封头也有圆形的封头),而是采用特殊的公式来计算。
而且立式容器与卧式容器的计算方式不一样,立式容器封头容积的计算相对简单,但卧式容器来说,不同高度下封头容积的计算复杂且困难。
通常情况下我们无需计算容器的封头高度与体积。只需要设备制造厂家用实验方法提供液位高度与容积的对照表。我们需要高度与容积计算时,根据表格进行插入法计算即可。
作为化工企业当中的化工工程师或设备工程师对压力容器的封头基础知识应当有一定的了解。在设计设备容器的时候,能够选择合适的封头,再在满足条件的情况下,尽可能的降低成本。
本文简单介绍压力容器封头的分类基础知识。
封头按照其外形形状分为6大类:
1、半球形封头
半球形封头是一个标准的半球结构,相对来说,半球形封头的体积计算简单,但是其加工难度比较大。
由于封头通常用冲压方式加工,半球形封头冲压变形率大,容易导致钢材减薄,从而影响其承受的压力。
半球形封头的外观如下:
2、椭圆封头
椭圆封头是最常见的封头。在压力容器、储罐、换热器、反应器等等各种位置均可以见到椭圆形封头。
椭圆形封头由于其冲压时变形度较小,成型难度较低,其耐受的压力相对较高,因此是最常见的一种封头。
椭圆封头的外观如下:
3、碟形封头
碟形封头相比于椭圆封头来说其高度更低及因此冲压的行程更小,蝶形封头更容易制造大直径的封头。
通常情况下,蝶形封头相比上述两种封头来说承受的压力较小,因为其表面弧度小,承受压力时力矩较大。
蝶形封头的外形如下:
4、球冠形封头
球冠形封头是一种没有折边的封头形式,也是球形的一部分。
球冠形封头安装时焊接是必须要焊透,承受的应力主要由焊缝来承受,整个系统病例分布不均匀,因此这种封头就所承受的压力也较低。
球冠形封头的结构外形如下:
5、平顶封头
平顶风车的顶部是一个平板,没有弯曲弧度,但是平顶封头仍然有折弯。平顶封头由于其顶部是平板结构,因此其承受的压力也比较小,不能够用作中高压容器。但是平头相对其他封头来说,对人员操作友好。
平头的结构如下。
6、锥形封头
锥形封头是一种外形结构类似锥形的封头,其可以分为三种结构:
第一种是没有折边的三角锥形封头;
另一种是一端折边的三角柱形封头;
最后一种是有折边且两端均有折边的锥形封头。
锥形封头一般应用于一些特殊的条件工艺条件。如沉降,以及进出连接有要求的位置。
在化工生产过程当中,要根据具体的工艺条件、压力要求,以及设备所处的空间区域等因素,选择合适的封头类型。
作为工艺工程师或设备工程师,应当熟悉封头的各种封头的类型以及其标准尺寸。选用合适恰当的设备封头,确保能够满足工艺的要求,同时还要保证运行稳定、持续和安全。
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