压力容器设计和制造 - 指南

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术语“压力容器”表示各种不同的系统，所有系统都构造了明确的目的，可以将大量流体限制在小空间中。这种定义包括诸如飞机和核反应堆等工程的显着壮举，以幽默的日常产品，如除臭罐。

依赖于可靠的加压液体和气体遏制的技术并不是新的。However, the design and manufacturing of pressure vessels poses an exciting engineering challenge: Persuading a fluid to occupy smaller volumes than it ‘naturally’ would often require using a huge amount of energy, and consequently, compressed liquids and gases exert a lot of strain on their containers.

包含来自加压液体的压力

包含这一毒株的挑战必须处理在两个方面:首先,通过强大的应用材料(钢的韧性和相对丰富的首选材料许多应用程序),其次,通过构建容器,压力对其加压内容最小化。亚博网站下载¹

在数学上，最小化应变的问题有一个简单的几何解:一个球体。显然，工程解决方案不是那么容易。球形压力容器是非常难做的。虽然NASA可能会选择精心制造完美的球形碳纤维低温罐，²大多数应用程序需要一个更便宜、更实用的解决方案。一种能够真实地很好地传播压力的东西，可以经济可靠地制造出来。

由此产生的船舶形状是曾经参观过汽油站或使用野营炉的任何人都熟悉：每个端部的主要圆柱形容器有凸形“头”。

钢圆柱形压力容器与各种压力容器应用的需求相匹配，但客户不应通过熟悉的外观采取 - 无论普遍，这些船只都经过精心设计，以易于生产，同时保持稳健和弹性几何学。

圆柱形中间部分可以很容易地从一个矩形的钢片发展，而没有突变边保证应变分布良好。虽然半球形封头可以提供更好的应变分布，但较浅的封头通常被用来代替。^3.在行业中认识为“碟形”的头部，它们是应变最小化和可制造性之间的有效折衷。⁴这些头部更容易创建，并且可以通过稍微较厚地实现与压力相同的抵抗力。

碟形头的不同几何形状

抛光头通常具有两个几何形状中的一个：半椭圆形或托体。Torispherical头部（也称为klopper或十进制头）由固定半径盘组成，通过环形“knuckle”连接到圆柱体。制造的相对容易性使得Torispherical头部最普遍的压力容器头部形状，在再压缩室，蒸馏塔，石化植物和一系列储存应用中寻找应用。

半椭圆头是另一个定期使用的选项 - 比Torispherical头更深，更球形，它们更加坚韧，因此创造成本更高，但可以处理更具挑战性的应用。半椭圆头与边缘更高的压力应用更好，其中整个汽缸长度仍然至关重要。

制造钢丝头

制造钢抛光头有两个关键阶段。首先，将钢制成正确的厚度并切割成形，通常使用数控等离子体切割机或工业圆形剪切。一旦切割成形状，钢就使用“扁平”或“纺丝”成形为头部。在纺纱方法中，钢在液压车床上旋转并压入工具。

该工具可以将钢塑造成首选的头部形状，并可以调节关节和盘半径，使整个头部一次制造。翻边是一项两步工艺，旨在加快汽缸的最终组装:钢被冷压成一个形状的盖子，然后用压力辊成形，使它在与汽缸的连接处显示出一个直的法兰。

即使在最佳时间内，液体和气体也是不合作的，并且在圆柱形容器头的生产中必须观察到极端小心，以保证耐腐蚀性，并且足够的拉伸强度抵抗所提出的应用的压力．压力容器开发和运作的历史充满了事故 - 因此，压力容器制造受到严密调节，符合严格的指导性是重要的。^5、6

用于压力容器的高效可靠的抛光头部需要详细了解基础设施和涉及精确制造和销售它们的材料。亚博网站下载

由Masteel提供的钢碟头

Maseel UK热衷于消除通过作为全球钢制制造商的专业知识来消除涉及碟形生产的问题。使用许多全球制造商，Masteel从钢铁生产到最终产品的运输中，监督所有抛光头的所有元素。施工股票压力容器级钢已经严格测试以满足行业的需求，包括测试对氢诱导裂化（HIC）的影响的恢复性[7]。马钢能够钢铁制造并提供给制造商比正常快碟形封头生产商可以购买它，可实现快速生产的碟形头即坚持精确规范。

参考资料及进一步阅读

1. 朱磊，J T Boyle, 2000。轴对称压力容器的最佳形状:概述。压力容器技术。122 (443)
2. https://www.nasa.gov/content/nasa-tests-game-changing-composite-cryogenic-fuel-tank_marshall_news.
3. Sourabh律师＆B. B. Deshmukh。2015.压力容器头的分析。国际科学，工程技术创新研究杂志。亚博老虎机网登录卷。4，第2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

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