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1. 球形封头用在哪里
球形封头一般用在压力比较高的工况。
因为球形封头的受力情况比椭圆封头，碟形封头，平盖等都要好，其计算厚度一般只有相同工况/直径的筒体厚度的一半。 球形封头受力分析：
筒体受力分析：
球形封头的受力分析，详见如下文章：
2. 球形封头与筒体的连接 球形封头一般与筒体的连接采用切割球形封头的方法，将球形封头切除一部分，筒体的一部分削边。 最常用的节点见GB/T 150.3-2011，图D.2 f):
为了受力最好，其对接原则是：
筒体中径=球形封头的中径 中径对齐后，筒体内壁和封头内壁有交点，根据交点可以确定封头需要切掉的高度H（可圆整）。
VCAD的高压容器模块中，对于球形封头有其推荐尺寸的计算：
输入筒体内径ID，筒体厚度T1，封头厚度T2后，根据中径对齐的规则，推荐封头半径SR和切除高度h。之后自动绘制球形封头以及与筒体的节点图。
3. 球形封头的重量和容积
在GB/T 25198-2023中，对于半球形封头有描述以及详细说明。
正如后文文章中所言，对于半球形封头，规范给的计算公式是按照球形封头+筒体来计算的。 球缺封头套用规范的公式，将会带来较大误差。
所以一般球形封头都是用户自己计算。
其计算公式可以参考数学手册： 体积，表面积，重心都有。
VCAD采用的公式计算方法，见上文的截图。
也可以采用高惠PV的三维表达，建立球形封头后。
在右侧的属性栏中，直接查询质量，容积和重心等。 由于这些信息都是从三维模型的属性中来，非常准确。
4. 封头厚度大于筒体厚度的节点
有时候封头厚度会大于筒体厚度，比如封头上开了大量的孔，或者封头上有大载荷需要整体补强时。
此时一般会参考GB/T 150.3附录D.2.2的节点。 不过此节点很多人会有疑问： 为什么一定要从切线开始削边，为什么不从焊缝线1:3削边？
从机加工的角度来讲，从焊缝线削边会更方便。
是否一定要从切线开始削边呢？
笔者还真见过制造单位把封头的直边段从切线开始1:3削边27mm，又切削了13mm的形成直边的。
这绝对是被规范的图示误导了。 其实只要削边不超过切线右侧（不要削边到封头曲面上），1:3削边完全可以，此结构就是常规结构，不需要特别说明。 对接-永远不会错。 GB/T 150.3的节点来源自ASME VIII I的UW-13.
而图UW-13(k)的示意图没有焊缝线的位置。 根据其受力分析，其含义也是因为封头厚，封头曲面部分厚度随封头厚，此处不可削薄，封头直边厚度随筒体厚，此时只要能缓慢过渡到筒体厚度即可。 做ASME设备要特别注意规范的备注5和备注6. 比如ASME的椭圆封头，当其比筒体厚时，其直边长为3*封头厚，且不需要超过38mm。 此时很多公司还套用GB规范的椭圆封头用作ASME设计。 一般GB封头取25mm时，问题最大。封头厚度10mm，那么封头直边就要30mm了。取25mm，如果被最后发现，严格来说不符合规范，那么将会有很多的扯皮需要处理。
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发表于 2024-5-6 09:17:36
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