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6MPa以上的工況。

　?。?）扁平鋼帶式筒體屬我國(guó)首創(chuàng)，其全稱應(yīng)為扁平鋼帶傾角錯(cuò)繞式筒體由內(nèi)筒、饒帶層和筒體端部三部分組成。內(nèi)筒為單層卷焊，其厚度一般為筒體總厚度的20~25%，筒體端部一般為鍛件，其上有30°錐面以便與鋼帶的末端相焊。扁平鋼帶以傾角（鋼帶纏繞方向與筒體橫斷面之間的夾角，一般為26°~31°）錯(cuò)繞的方向纏繞于內(nèi)筒上。這樣帶層不僅加強(qiáng)了筒體的周向強(qiáng)度，同時(shí)也加強(qiáng)了軸向強(qiáng)度，克服了型槽繞帶式筒體軸向強(qiáng)度不足的弱點(diǎn)。相鄰層鋼帶交替采用左、右旋螺紋方向纏繞，使筒體中產(chǎn)生附加扭矩的問(wèn)題得以消除，改善了受力狀態(tài)。

　　該結(jié)構(gòu)適用于直徑∠1000mm，壓力∠31.36MPa，溫度∠200℃的工況條件。

　　壓力容器的筒體結(jié)構(gòu)還有套箍式、繞絲式等型式，使用較少，在此不一一介紹了。

3 封 頭

　　封頭按形狀可以分為三類，即凸形封頭、錐形封頭和平板封頭。其中平板封頭在過(guò)去制造的高壓容器上有所采用。但是，隨著高壓容器的大型化，用大型鍛件加工制成的平板封頭就顯得特別笨重，因此近年來(lái)制造的高壓容器，特別是大直徑的高壓容器很少采用了。平板封頭主要用作壓力容器人孔、手孔的蓋板和高壓容器的端蓋。這里不再介紹。錐形封頭一般用于某些特殊用途的容器，而凸形封頭在壓力容器中得到了廣泛的采用。

　　3.1凸形封頭    凸形封頭有半球形、碟形、橢圓形和無(wú)折邊球形封頭之分。現(xiàn)介紹如下。

　　1、半球形封頭實(shí)際上就是一個(gè)半球體，直徑較小的半球形封頭可整體壓制成形，而于直徑較大的則由于其深度太大，整體壓制困難，故采用數(shù)塊大小相同的梯形球面板和頂部中心的一塊球面板（球冠）組焊而成。球冠的作用是把梯形球面板之間的焊縫間隔開，以保持一定的距離，避免應(yīng)力集中。根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算，半球形封頭的壁厚都小于筒體壁厚，為了減少其連接處由于幾何形狀不連續(xù)而產(chǎn)生的局部應(yīng)力，半球形封頭與筒體的連接有過(guò)渡段。

　　2、碟形封頭又稱作帶折邊的球形封頭，由半徑為Rc的球面，高度為L(zhǎng)的圓筒形直邊，半徑為r的連接球面與直邊的過(guò)渡區(qū)三部分組成。過(guò)渡區(qū)的存在使球面與圓筒體的連接由突然轉(zhuǎn)折變?yōu)槠交^(guò)渡，改善了連接處的受力狀況。碟形封頭的深度h與Rc和r有關(guān)，h值的大小直接影響到封頭的制造難易和壁厚的厚薄，小的h雖較易加工制造，但過(guò)渡區(qū)的r變小，形狀突變嚴(yán)重，因此而產(chǎn)生的局部應(yīng)力導(dǎo)致封頭壁厚也隨之增大；反之h大些使r變大，形狀突變平緩，因而產(chǎn)生的局部應(yīng)力與封頭壁厚隨之減小，但加工制造較困難。故《設(shè)計(jì)規(guī)定》就合理選r和Rc作了如下規(guī)定：

　?。?）碟形封頭球面部分的內(nèi)直徑應(yīng)不大于封頭的內(nèi)直徑，通常取Rc=0.9DN

　?。?）碟形封頭過(guò)渡區(qū)半徑應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的10%和封頭厚度的3倍；

　?。?）封頭壁厚（不包括壁厚附加量）應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的0.30%。

　　3、橢圓形封頭。系由半橢球體和圓筒體兩部分組成。高度為L(zhǎng)的圓筒部分同碟形封頭的圓筒體類似，在于避免邊緣應(yīng)力疊加在封頭與筒體的連接環(huán)焊縫上。由于封頭的曲率半徑是連續(xù)而均勻變化的，所以封頭上的應(yīng)力分布也是連續(xù)而均勻變化的，受力狀態(tài)比碟形封頭好，但不如半球形封頭。

　　橢圓形封頭的深度h取決于橢圓形的長(zhǎng)短軸之比，即封頭的內(nèi)直徑與封頭兩倍深度之比（DN/2h）；其比值越小，封頭深度越大，受力較好，需要的壁厚也小，但加工制造困難；比值越大雖易于加工制造，但受力狀態(tài)變壞，需要的壁厚增大。一般DN/2h之值不大于2.6為宜，DN/2h=2的橢圓形封頭我們稱為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，是壓力容器中常用的一種封頭。否則為非標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。

　　4、無(wú)折邊球形封頭。無(wú)折邊球形封頭是一塊深度很小的球面體（球冠），實(shí)際上就是為了減小深度而將半球形封頭或碟形封頭的大部分除掉，只取其上的球面體而成。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，深度淺，容易制造，成本也較低。但是它與筒體的連接處存在明顯的形狀突變導(dǎo)致很高的局部應(yīng)力，這一應(yīng)力往往是封頭和筒體正常部位應(yīng)力的好幾倍，故受力狀況不良。因此這種封頭一般只用于直徑較小，壓力較低的容器上。為了保證封頭和筒體連接處不至遭到破壞，要求連接處角焊縫采用全焊透結(jié)構(gòu)。

　　3.2錐形封頭    錐形封頭分為無(wú)折邊錐形封頭和折邊錐形封頭。

　　1、無(wú)折邊錐形封頭就是一段圓錐體，由于錐體與筒體直接連接，連接處殼體形狀突變而不連續(xù)，產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，這一應(yīng)力的取決于錐體半頂角α的大小，α越大，應(yīng)力越大；反之則小。《設(shè)計(jì)規(guī)定》對(duì)無(wú)折邊錐形封頭作了如下三點(diǎn)限制：

　?。?）無(wú)折邊錐形封頭只適用于錐體半頂角α≤30°的情況；

　　（2）當(dāng)α> 30°時(shí)則須采用折邊錐體的型式，否則必須用應(yīng)力分析方法進(jìn)行計(jì)算；

　?。?）無(wú)折邊錐形封頭連接處的對(duì)接焊縫必須采用全焊透結(jié)構(gòu)。

　　2、折邊錐形封頭包括圓錐體、折邊和圓筒體三個(gè)部分，多用于錐體半頂角α> 30°的場(chǎng)合。因α越大錐體應(yīng)力越大，所需壁厚也越大，加工就越困難。所以，除非特殊需要，帶折邊錐形封頭的半頂角一般不大于45°。此外，折邊的內(nèi)半徑r越大，封頭受力狀態(tài)越好，因此《設(shè)計(jì)規(guī)定》作出了如下限制：折邊內(nèi)半徑r應(yīng)不小于錐體大端內(nèi)徑DN的10%及錐體厚度的3倍。

　　就受力狀態(tài)而言，錐體封頭較半球形、碟形、橢圓形封頭都差，但是錐形封頭由于其形狀有利于流體流速的改變和均勻分布，有利于物料的排出，所以在壓力容器上仍得到應(yīng)用，一般用于直徑較小，壓力較低的容器上。

4法蘭連接結(jié)構(gòu)

　　4.1法蘭的連接與密封作用原理    法蘭在容器與管道中起連接與密封作用，下面以螺栓連接的法蘭為例說(shuō)明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。法蘭實(shí)際上就是連在管道和容器端部的圓環(huán)，上面開有若干螺栓孔，一對(duì)相組配的法蘭之間裝有墊片，用螺栓連接在一起，通過(guò)擰緊螺栓來(lái)連接一對(duì)法蘭，并壓緊墊片，使墊片表面產(chǎn)生塑性變形，從而阻塞了容器內(nèi)介質(zhì)向外流的通道，起到密封作用。這就是法蘭的密封原理。

　　4.2法蘭與筒體的連接形式    根據(jù)法蘭與筒體的連接形式不同，容器法蘭分為整體式、活套式和任意式三種，下面具體介紹其連接形式。

　　1、整體法蘭。法蘭與法蘭頸部為一整體或法蘭與容器的連接可視為相當(dāng)于整體結(jié)構(gòu)的法蘭，稱為整體法蘭。根據(jù)它與筒體的連接形式又可分為平焊法蘭和對(duì)焊法蘭兩類，平焊法蘭是將法蘭環(huán)套在筒體外面，用填角焊與筒體連接的法蘭。這種結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易而使用廣泛。但是剛性差，受力后容易產(chǎn)生變形和泄漏，有時(shí)還導(dǎo)致筒體彎曲，所以一般只用于直徑較小，壓力、溫度較低的低壓容器上。對(duì)焊法蘭是通過(guò)錐頸與筒體對(duì)焊連接的法蘭。這種法蘭根部帶有較厚的錐頸圈，不僅剛性較好，不易變形，而且法蘭環(huán)通過(guò)錐頸與筒體對(duì)接，局部應(yīng)力較平焊法蘭大大降低，而強(qiáng)度增加。但這種法蘭制造比較困難，所以僅在中壓容器上采用。

　　2、活套法蘭。法蘭環(huán)套在筒體外面但不與筒壁固定成整體的法蘭，稱為活套法蘭。其又分為翻邊活套法蘭、焊環(huán)活套法蘭、半環(huán)活套法蘭和螺紋活套法蘭。

　　這類法蘭因與筒體沒有剛性的聯(lián)系，故拆卸、維修或更換均較方便，不會(huì)使筒壁產(chǎn)生附加應(yīng)力，可用與筒體不同的材料制造。但其強(qiáng)度較低，對(duì)直徑與壓力相同的容器，活套法蘭所需的厚度比整體法蘭大得多，所以這類法蘭一般只用于搪瓷或有色金屬制造的低壓容器上。

　　3、任意式法蘭。若將法蘭環(huán)開好坡口并先鑲在筒體上，然后再焊在一起的法蘭稱為任意式法蘭，其結(jié)構(gòu)類似整體法蘭中的平焊法蘭，但與筒體連接處未采用全焊透結(jié)構(gòu)，故強(qiáng)