化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)封頭設(shè)計方案

第四節(jié)封頭的設(shè)計封頭又稱端蓋，其分類一、橢圓形封頭半橢球和高度為h的短圓筒(通稱直邊)兩部分構(gòu)成，直邊保證封頭制造質(zhì)量和避免邊緣應(yīng)力作用。

㈠受內(nèi)壓的橢圓形封頭計算厚度K-橢圓形封頭形狀系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭(長短軸之比值為2)，K=1。壁厚計算公式：當(dāng)封頭是由整塊鋼板沖壓時，j值取為1。筒體設(shè)計壁厚計算公式：忽略分母上微小差異，大多數(shù)橢圓封頭壁厚與筒體同，或比筒體稍厚。還應(yīng)保證封頭的有效壁厚de滿足：對標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭不小于封頭內(nèi)直徑的0.15％。橢圓形封頭最大允許工作壓力

標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度由表4-11確定。封頭材料碳素鋼、普低鋼、復(fù)合鋼板不銹鋼、耐酸鋼封頭壁厚4～8

10～18≥20

3～910～18≥20

直邊高度254050254050㈡受外壓（凸面受壓）橢圓形封頭外壓橢圓形封頭厚度設(shè)計步驟同外壓圓筒。假設(shè)dn,計算de＝dn-C,算出R0/de。橢圓形封頭當(dāng)量球殼外半徑R0=K1D0。K1由長短軸比值決定，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K1=0.9b.計算系數(shù)c.根據(jù)材料，從A-B圖（圖4-16至圖4-20）中選用，若A值落在設(shè)計溫度線的右方，讀出B值計算許用外壓力[p]若A值在設(shè)計溫度線的左方，則許用外壓：

d.比較許用外壓[p]與設(shè)計外壓p若p≤[p]，假設(shè)的厚度dn可用，若小得過多，可將dn適當(dāng)減小，重復(fù)上述計算若p＞[p]，需增大初設(shè)的dn，重復(fù)上述計算，直至使[p]＞p且接近p為止。二、半球形封頭受內(nèi)壓球形封頭計算壁厚與球殼相同。球形封頭壁厚可較圓筒殼減薄一半。但為焊接方便以及降低邊緣壓力，半球形封頭常和筒體取相同的厚度。受外壓的球形封頭的厚度設(shè)計，計算步驟同橢圓形封頭。球殼外半徑R0=K1D0，其中K1=0.5三、碟形封頭又稱帶折邊球形封頭，球面半徑Ri、過渡圓弧半徑r和高度為h的直邊。相同受力，碟形封頭壁厚比橢圓形封頭壁厚要大些，而且碟形封頭存在應(yīng)力不連續(xù)，因此沒有橢圓形封頭應(yīng)用廣泛。四、球冠形封頭降低凸形封頭高度，將碟形封頭的直邊及過圓弧部分去掉，只留下球面部分。也稱無折邊球形封頭。五、錐形封頭廣泛用于化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥器、結(jié)晶器及沉降器等)的底蓋便于收集與卸除設(shè)備中的固體物料。塔設(shè)備上、下部分的直徑不等，也常用錐形殼體連接，稱為變徑段。（一）無折邊錐形封頭或錐形筒體適用于錐殼半錐角a3001、錐殼大端a.查圖4-26，大端是否須加強

b.不必局部加強，計算壁厚為c.需加強，以降低聯(lián)接處的局部應(yīng)力。錐殼加強段和圓筒加強段厚度相同

Q為錐殼與圓筒聯(lián)接處的應(yīng)力增值系數(shù)，查圖4-272、錐殼小端a.查圖4-28，小端是否須加強

b.不必局部加強，計算壁厚同大端

c.需加強，加強段和圓筒加強段厚度相同

Q為錐殼與圓筒聯(lián)接處的應(yīng)力增值系數(shù)，查圖4-293、無折邊錐殼的厚度錐殼厚度（4-36）（4-36）（4-37）（4-38）統(tǒng)一厚度（二）折邊錐形封頭或錐形筒體可降低應(yīng)力集中，適用于錐殼大端半錐角a>300，小端半錐角a>450當(dāng)錐殼半錐角a>600時，按平蓋計算。1、錐殼大端a.過渡段的計算壁厚

b.與過渡段相連接處的錐殼計算壁厚

2、錐殼小端a.半錐角a450，小端無折邊計算同前b.小端有折邊，過渡段厚度按（4-38）確定，Q值查圖4-29。c.半錐角a>450，小端過渡段厚度仍按（4-38）確定，Q值查圖4-30。錐形封頭的小端與接口管相連，一般不加過渡弧，但接口管應(yīng)增厚，厚度取錐體厚度，加厚的長度：

六、平板封頭化工設(shè)備常用的一種封頭。圓形、橢圓形、長圓形、矩形和方形等，相同(R／d)和受載下，薄板應(yīng)力比薄殼大得多，即平板封頭比凸形封頭厚得多。平板封頭結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，在壓力不高，直徑較小的容器中采用。承壓設(shè)備人孔、手孔以及在操作時需要用盲板封閉的地方，才用平板蓋。高壓容器平板封頭用得較為普遍。平蓋系數(shù)K查表4-14工藝操作對封頭形狀無特殊要求。球冠形封頭、平板封頭邊緣應(yīng)力較大，平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上對凸形封頭計算后，再確定封頭型式。例題4-4：確定例題4-2精餾塔封頭型式與尺寸。該塔Di=600mm；設(shè)計壓力p＝2.2MPa；工作溫度t＝-3～-20℃，dn=7mm。半球形封頭受力最好，壁厚最薄、重量輕，但深度大制造難，中、低壓小設(shè)備不宜采用；碟形封頭深度可調(diào)節(jié)，適合于加工，但曲率不連續(xù)，局部應(yīng)力，故受力不如橢圓形封頭；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。橢圓形封頭壁厚：

p＝2.2MPa；Di=600mm；[s]20=170MPa；j=1.0，C2=1.0mm考慮鋼板厚度負(fù)偏差，取C1=0.6mm（估計壁厚6mm）代入并經(jīng)圓整后用dn=6mm鋼板。例題4-5：不銹鋼反應(yīng)釜操作壓力1.2MPa，內(nèi)徑1.2m，下部為帶折邊錐底，其半錐頂角為45°。出料管公稱直徑200mm，釜壁溫度為300℃，試確定該錐形底的壁厚及接口管尺寸。半錐角>300,錐底大端帶折邊。折邊內(nèi)半徑r=0.15Di=180mm。錐體壁厚計算：

錐底接管dN=200mm,外徑

d=219mm所以錐底小端直徑Dis=222mm接管加強段厚度與錐體同厚，

加強段的長度

過渡區(qū)厚度計算公式思考題：1、常用封頭形式有哪些種？各有什么特點？2、比較半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭的受力情況。作業(yè)習(xí)題：P30713，14《化妝品術(shù)語》起草情況匯報中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項和下達(dá)時間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會都要建立自己的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費：3.8萬三、標(biāo)準(zhǔn)的立項意義術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)在各個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對于沒有國標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對國外文獻(xiàn)如美國21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評價術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會會議意見：1.修改能引用國家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國家標(biāo)準(zhǔn)；對存在歧義的個別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會所制定的某個標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細(xì)則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)如：GB5296.3-2008消費品使用說明化妝品通用標(biāo)簽，GB/T14666-2003分析化學(xué)術(shù)語等；5.國內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻(xiàn)，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評價》等。七、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語3.毒理學(xué)試驗方法術(shù)語4.衛(wèi)生化學(xué)檢驗方法術(shù)語5.微生物檢驗方法術(shù)語6.人體安全性和功效性評價術(shù)語7.常用原料術(shù)語8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語39條涉及化妝品的基本定義、化妝品生產(chǎn)和監(jiān)督管理中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語。2).毒理學(xué)試驗方法術(shù)語40條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中涉及的術(shù)語，以及在毒理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)頻率較高、與化妝品毒理學(xué)試驗方法聯(lián)系較密切的術(shù)語。3).衛(wèi)生化學(xué)檢驗方法術(shù)語22條收錄了化妝品的衛(wèi)生化學(xué)檢驗方法中較常用的術(shù)語。

4).微生物檢驗方法術(shù)語6條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中所涉及的術(shù)語。5).人體安全性和功效性評價術(shù)語38條收錄了人體安全性和功效性評價的常用術(shù)語。6).常用原料術(shù)語55條收錄了常用原料術(shù)語，與《化妝品管理及安全性和功效性評價》保持一致，并根據(jù)企業(yè)、專家的意見進(jìn)行了適當(dāng)修改。7).縮寫涉及國際機構(gòu)縮寫以及化妝品毒理學(xué)、化學(xué)、人體安全性和功效評價等領(lǐng)域?qū)I(yè)術(shù)語的縮寫34條。七、征求意見處理情況2009年2月20日，《化妝品術(shù)語》在全國公開范圍內(nèi)公開征求意見，截止到2009年3月末共收到來自企業(yè)、和社會各界的意見和建議共146條，分布情況如下：征求意見來源統(tǒng)計圖二一般術(shù)語三毒理學(xué)四化學(xué)五微生物六人體七原料八縮寫各部分征求意見采納情況統(tǒng)計圖二一般術(shù)語三