半球型封头也就是一种压力容器。而半球型封头具有同其他形状封头不同的制作工艺和实际用途,它形状的特殊性也决定了自身的工作性能。
1、有一定的制造难度。半球型封头的形状比较特殊,在制造时工艺比较复杂,具有一定的技术难度。
2、与其他形式封头相比较,在直径和承压相同的条件下,所需厚度,封头容积相同时其表面积,用料省。
3、广泛应用于化工、动力锅炉、轻工、酿造等行业。
半球型封头尤其适用于压力、直径都相对较大的容器,外形美观大方,实用性极强。
经过大量的研究发现,球形封头无论是采用哪种形式,通常情况下它都是容器中为薄弱的一个部位。并且球形封头的强度一般还只有筒体强度的70%~80%左右。而造成球形封头强度不够的原因有很多,如下面几种:
①球形封头与筒身连接处存在不连续应力;
v②缠绕张力不稳定;
③纤维轨迹偏离理论位置;
④球形封头曲面不准确。
球形封头由长或短外压圆柱壳的临界压力计算式可知,临界压力值的大小取决于壳体的材料和几何尺寸(外径、壁厚和I艋界长度),在容器壳体的材料、直径和壁厚确定的情况下,临界长度是决定是否在圆柱壳体的内、外部表面设置加强圈及所设置的加强圈截面尺寸应当多大才能稳定的主要参数。球形封头对于长圆柱壳在设置加强圈以后必须使其计算长度小于临界长度。而临界长度由式计算求得。
其次,球形封头在设计加强圈时,需要考虑加强圈同与之相连接的壳体共同承受外压力,因此在计算加强圈的惯性矩时还需计及部分的影响。
球形封头通过加强圈加强的圆柱壳体失效形式有加强圈间壳体的局部失稳和容器整体结构失稳及刚性加强圈扭曲失稳。