压力容器设计和制造指南

shutterstock.com/Jose Manuel Macias

术语“压力容器”指的是各种不同的系统，它们都是为了将大量流体限制在一个小空间内而建造的。这一定义包括工程学上的非凡成就，如飞机和核反应堆，以及除臭剂罐等较普通的日常产品。

依赖于可靠密封加压液体和气体的技术并不新鲜。然而，压力容器的设计和制造提出了一个令人兴奋的工程挑战:说服流体占用比“自然”更小的体积通常需要使用大量的能源，因此，压缩液体和气体会对容器施加很大的压力。

包含来自加压流体的应变

控制这种应变的挑战必须通过两种方式来解决：第一，通过使用坚固的材料（钢的韧性和相对丰度使其成为许多应用的首选材料），第二，通过建造容器，使受压内容物对其施加的应变减至最小。欧洲杯足球竞彩^1.

从数学上讲，应变最小化问题的解决方案有一个简单的几何解：一个球体。显然，工程解决方案并不那么容易。球形压力容器非常难制作。虽然NASA可能会选择精心制造完美的球形碳纤维低温储罐，^2.大多数应用程序需要更便宜、更实用的解决方案。能够很好地分散应变，并且能够经济可靠地制造的东西。

由此产生的容器形状是任何去过加油站或使用过野营炉的人都会熟悉的：主要是圆柱形容器，两端各有一个凸“头”。

圆柱形压力容器可以满足各种压力容器应用的要求，但客户不应该被这种熟悉的外观所吸引——尽管这些容器很普通，但它们经过精心设计，易于生产，同时保留了坚固和弹性的几何形状。

圆柱形中间截面可以很容易地从矩形钢片上展开，而缺少突变边缘可以保证应变分布良好。虽然半球形封头提供更好的应变分布，但通常使用较浅的封头。^3.在业内被认为是“碟形”磁头，它们是应变最小化和可制造性之间的有效妥协。^4.这些头要容易得多，并且可以通过做得稍微厚一些来达到相同的抗压力。

碟形封头的不同几何形状

碟形封头通常有两种几何形状之一：半椭球形或双曲面球形。双曲面球形封头（也称为Klopper封头或十进制封头）由一个固定半径的碟形封头组成，通过一个环形“转向节”连接到圆柱体上。相对容易制造使得球面封头成为最广泛使用的压力容器封头形状，在再压缩室、蒸馏塔、石化厂和一系列存储应用中得到应用。

半椭圆封头是另一种常用的选择——与半球形封头相比，半椭圆封头更深、更球形，它们更坚硬，因此制造成本更高，但可以处理更具挑战性的应用。半椭圆封头更适合于压力稍高的应用场合，因为整个气缸长度仍然至关重要。

制造钢碟形头

钢盘头的制造有两个关键阶段。首先，通常使用数控等离子切割机或工业圆型剪切机，将钢制造成正确的厚度并切割成形状。一旦切割成型，钢就会通过“翻边”或“旋转”成型。在旋压方法中，钢是在液压车床上旋转并压到工具上。

该工具将钢材成形为首选的头部形状，并可调节转向节和碟形半径，使整个头部能够一次性制造。翻边是一个两步工艺，旨在加快气缸的最终组装：将钢材冷压成成型盖，然后使用压力辊成型，以便在与气缸的连接点处显示直法兰。

即使在最好的情况下，高于环境压力的液体和气体也是不合作的，在生产圆柱形容器封头时必须格外小心，以确保耐腐蚀性和足够的抗拉强度，以承受拟定应用的压力。压力容器的开发和运行历史上充满了事故——因此，压力容器的制造受到严格的监管，遵守严格的指导方针非常重要。^5，6

为了高效、可靠地生产压力容器的碟形封头，需要对基础设施和所涉及的材料有详细的了解，以精确地制造和销售它们。欧洲杯足球竞彩

马钢提供的钢制碟形封头

英国马钢热衷于通过利用其作为全球钢铁制造商的专业知识来解决盘头生产中涉及的问题。马钢与许多世界各地的制造商合作，监督盘式磁头生产的所有要素，从钢的生产到最终产品的运输。马钢股票压力容器用钢已经过严格测试，以满足行业要求，包括对氢致开裂（HIC）影响的恢复力测试[7]。马钢能够以比普通碟形封头生产商更快的速度生产钢材并将其供应给制造商，从而能够快速生产符合精确规格的碟形封头。

参考文献和进一步阅读

1. 雷祝和T博伊尔2000。轴对称压力容器的最佳形状：简要概述。压力容器技术杂志。122 (443)
2. https://www.nasa.gov/content/nasa-tests-game-changing-composite-cryogenic-fuel-tank_marshall_news
3. Sourabh Lawate & b.b. Deshmukh. 2015。压力容器封头分析。国际科学、工程和技术创新研究杂志。欧洲杯线上买球第四卷第二期。
4. http://pveng.com/comparison-between-head-types-hemi-se-fd-and-flat/
5. http://www.iaeng.org/publication/WCE2010/WCE2010_pp1120-1123.pdf
6. http://www.legislation.gov.uk/uksi/2016/1092/pdfs/uksi_20161092_en.pdf

本信息来源、审查和改编自马钢英国有限公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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