對橢圓形封頭進(jìn)行應力分析，認為封頭失效時(shí)的強度取決于封頭的頂部強度并非過(guò)渡區（即轉彎處）。因此，封頭的強度計算公式是以頂部為危險區而建立的，其結果對過(guò)渡區是安全的。故沒(méi)有必要把橢圓形封頭的開(kāi)孔補強以0.8Di為界劃分為中心部分和過(guò)渡區分別計算，只要統一中心部分進(jìn)行計算即可。    一、問(wèn)題的提出     在GB150-98標準中的橢圓形封頭采用以0.8Di為界限，內外分開(kāi)按不同形狀系數計算殼體開(kāi)孔處補強的計算厚度，于是同等情況下使得0.8Di界限內、外所需的補強面積（或厚度）不同。其中原因可能是認為橢圓形封頭在過(guò)渡段（0.8Di之外區域）總應力大而封頭強度弱的緣故。         橢圓形封頭的總應力的大小與其長(cháng)、短軸a和b的比值有關(guān)，在GB150-98標準中一般是（a/b）≤2.6，常用的是（a/b）=2.0，******總應力一般是產(chǎn)生在過(guò)渡段，******總應力與封頭頂部薄膜應力之比大約為1.1-1.2[1，5，6]，或者更大一些。但是，整個(gè)封頭在受內壓狀態(tài)下的危險區——強度薄弱的區域是否在過(guò)渡區呢？據有關(guān)文獻可知，看法有分歧，文南[1-3]認為，危險區是在封頭頂部，******應力區未必是危險區；文獻[4]中認為，封頭危險區是在總應力******的過(guò)渡區；文獻[12]認為，以******總應力的過(guò)渡區計算并把二次應力作為一次應力對待按1倍{ó}控制，封頭強度有裕量，偏于安全。于是封頭哪里要求******的厚度，看法不一。按封頭開(kāi)孔補強分區計算厚度似乎應屬于過(guò)渡區要求厚度******的觀(guān)點(diǎn)。

企業(yè)視頻展播，請點(diǎn)擊播放

視頻作者：泰安力拓封頭制造有限公司

     鋁制橢圓封頭與其他普通的封頭相比，耐腐蝕性更強，導熱性能好，材質(zhì)輕盈，方便使用，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，它已經(jīng)開(kāi)始逐漸取代一些材質(zhì)不太好的封頭。橢圓封頭其實(shí)是密封件，它主要是用于對一些管道進(jìn)行密封，特別是一些中低壓的容器。封頭有多種形狀和材質(zhì)，但鋁制橢圓封頭是屬于制造難度居中的封頭，它不像半球封頭那么容易，也不會(huì )像碟形封頭那樣困難。   說(shuō)到鋁制橢圓封頭的應用領(lǐng)域，了解的人都知道，它可以廣泛應用于鍋爐、壓力容器、火箭殼體、核反應堆、人造等設備，是這些設備上比較重要的零部件，發(fā)揮了不可取代的作用。   標準橢圓封頭作為壓力容器中比較重要的受壓元件之一，在選用的時(shí)候，我們通常是根據需要的標準進(jìn)行選擇，但很多時(shí)候有些工作人員在標準橢圓封頭加工困難的情況下，采用旋壓橢圓封頭進(jìn)行替代，這種做法是不可取的。   一方面是因為標準橢圓封頭與旋壓橢圓封頭在制造的方法上是不同的，因此使用時(shí)不能進(jìn)行有效替代。標準橢圓封頭的形狀是由沖壓模具來(lái)決定的，因此只要將所中的沖壓模具按照標準的橢圓封頭形狀進(jìn)行加工可以了，所沖壓封頭是標準的橢圓封頭。   旋壓橢圓封頭的制造過(guò)程一般包括了下料、壓鼓和翻邊。翻邊是使用翻邊機器加工封頭的折邊部分，再由內成型輪壓制封頭折邊部分的半徑，翻邊成型后是旋壓橢圓封頭了，它其實(shí)是一種特定幾何形狀的碟形封頭。   另一方面，標準橢圓封頭與旋壓橢圓封頭在壓力分布上也不一樣。旋壓橢圓封頭的周向應力在公切點(diǎn)處的應力標準比標準橢圓封頭的周向應力要大。

  在一工廠(chǎng)中，檢查發(fā)現304材質(zhì)橢圓封頭在使用一段時(shí)間之后，其中部以下直邊段多處開(kāi)裂，裂紋呈線(xiàn)狀沿設備軸向延伸。裂紋從環(huán)縫熱影響區部位開(kāi)始，沿封頭中心方向行進(jìn)，基本上是垂直環(huán)焊縫。經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測顯示目測能發(fā)現的裂紋之外，還檢測出了其它微小裂紋。 在對生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現304材質(zhì)標準橢圓封頭直邊段產(chǎn)生裂紋主要是受到一些因素的影響：是由于其內部存在相當大拉應力；第二是處于濕H2S環(huán)境中。事實(shí)上，封頭直邊段開(kāi)裂原因為典型S-應力腐蝕開(kāi)裂，是材料內部拉應力與介質(zhì)腐蝕共同作用形成的裂紋。  　　 因此在304材質(zhì)標準橢圓封頭進(jìn)行冷成型的過(guò)程中，封頭內部以及外部的劃傷，予以修復并保持直邊段周?chē)饣?，防止出現應力集中區域。同時(shí)對于組裝工藝嚴格控制，封頭橢圓度，筒體橢圓度，周長(cháng)允差。組對時(shí)應避免強力組裝，降低組裝應力。 此外在進(jìn)行焊接的過(guò)程中，尤其是將304材質(zhì)標準橢圓封頭與筒體焊接時(shí)，防止過(guò)熱區晶粒長(cháng)的過(guò)大，在焊接時(shí)盡量減小焊接時(shí)熱量輸入。如采用能量密度高的焊接和小的線(xiàn)能量方式。嚴格控制層間溫度，避免焊接造成熱影響區局部敏化，應力集中部位盡可能采取消應處理。同時(shí)還應當采取有效措施，隔離形成應力腐蝕的環(huán)境影響因素。 那么，該如何采取維修措施呢？針對已經(jīng)形成裂紋的橢圓封頭，現場(chǎng)采用等離子沿環(huán)縫偏向筒體側切割將封頭取下。使用重新加工封頭，新封頭組對完成后用手工焊接方法，盡量減小焊接時(shí)熱量輸入，使敏化處理的范圍盡可能小，有效降低了焊接產(chǎn)生應力。