半球封头是由一块园形坯料,经圧制而成其为半球形。在低温锻造时,锻件的尺寸变化很小。在700℃以下锻造,氧化皮形成少,而且表面无脱碳现象。因此,只要变形能在成形能范围内,冷锻容易得到很好的尺精度和表面光洁度。只要控制好温度和润滑冷却,700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。
热锻时,由于变形能和变形阻力都很小,可以锻造形状复杂的大锻件。要得到高尺寸精度的锻件,可在900-1000℃温度域内用热锻加工。
大直径球冠形封头半机械化冷、热结合的加工方法,一担可分为分块压制球冠和拼接以及压边两个阶段。
分块冷压球冠和拼接。直径2米左右的球冠形封头,需要2—3块钢板拼成,在拼接之前,先将钢板下好坯料,再在压力机上(也可用土杠杆玉力机)根据分块球冠形状要求。进行冷压成球冠形状,压好后按样板划出切线,并进行剪切,然后拼成球冠和焊接;待焊接完成后,再放在缺球面铁砧上垫以平衬锤用大锤修正球冠形状。这时一阶段就算完成。
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。