封头是容器的一个部件,是以焊接方式连接筒体。根据几何形状的不同,可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种,
其中球形 、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。在焊接上分为对焊封头,承插焊封头。用于各种容器设备,如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉和分离设备等。
材质有碳钢(A3、20#、Q235、Q345B、16Mn等)、不锈钢(304、321、304L、316、316L等)、合金钢(15Mo3 15CrMoV 35CrMoV 45CrMo )、铝、钛、铜、镍及镍合金等。
封头是锅炉、压力容器的主要受压元件,其结构及形状设计是否合理,影响着锅炉、压力容器的安全。所以有关规范中对各种封头的形状都有限制。
1 . 椭球形封头 锅炉、压力容器的凸形封头宜采用椭球形封头,选用标准椭球形(Dn/hn=4)。采用非标准椭球封头时,其长短轴的比值不得大于2.5。
2 . 碟形封头 碟形封头即是有折边的球形封头。它存在较大的弯曲应力,而椭球形封头主要是膜应力,因而在工程使用中并不理想。采用碟形封头时,
封头过渡区转角半径应不小于封头内直径的10%,且不小于封头厚度的3倍,封头球面部分的内半径应不大于封头的内直径。
3 . 无折边球形封头 无折边球形封头与筒体的连接处存在明显的形状突变,会产生较大的附加弯曲应力,因此只应用于直径较小、压力较低的容器。采用无折边球形封头时,封头的球面内半径不应大于筒体内直径。
4 . 锥形封头锥形封头的受力情况仅优于平板盖,它只在容器的生产工艺确实需要的情况下才采用。无折边锥形封头的半锥角不得大于30°。半锥角大于30°时,
应采用带折边的锥形封头,并要求折边过渡区的转角内半径应不小于圆筒体内直径的10%,且应不小于锥体厚度的3倍。
5 . 平板盖 平板盖与其他封头比较,在相同的受压条件下,平板盖比其他形式的封头厚得多。因此,除锅炉集箱采用合理结构的平板盖外,平板角焊封头一般不宜用于压力容器。
需要采用时,应有足够的厚度,并采用全焊透的焊接结构。