Основные определения и функции
Шляпа трубы, часто называемая крышкой или концевой крышкой, представляет собой шляпную трубку, используемую для закрытия конца трубопровода или порта сосуда под давлением. Это « знак конца» или « защитная крышка» в системе трубопровода.
Его основными функциями являются:
Длительная или временная блокировка: обеспечивает сжатый, герметичный терминал для трубопровода или интерфейса оборудования, который препятствует выходу диэлектрика или проникновению внешних примесей.
Защита Энрона: На сосудах под давлением (например, реакторах, резервуарах, теплообменниках), в качестве съемного ремонтного канала (отверстие, крышка отверстия ручного отверстия) или герметичной крышки резервного интерфейса, чтобы подтвердить целостность системы под давлением.
Изменить направление: В некоторых приложениях (например, в выпускных отверстиях) специальные формы крышек труб (например, эллиптических) могут направлять или изменять поток жидкости.
II. Основные типы и особенности
Шляпы труб в основном классифицируются по их геометрии, а несущая способность различных форм и сценарии применения значительно различаются.
1. Овальный колпак
Это стандартная шапка с широким спектром применений. Его внутренняя часть состоит из двух частей: сферической коронки и прямой боковой секции. Сферическая часть имеет равномерное напряжение, идеальное распределение напряжений, отличную несущую способность. Прямой боковой участок облегчает стыковку с трубой или корпусом цилиндра и избегает шва в зоне высокого напряжения. Овальная крышка трубы обеспечивает хороший баланс между прочностью, использованием материала и сложностью изготовления и является добросовестным продавцом сосудов под давлением и трубопроводов высокого давления.
2. Колпачок полусферический
Внутренняя поверхность крышки представляет собой полное полушарие. Во всех формах он находится в хорошем состоянии напряжения, толщина стенки может быть тонкой, теоретически с высокой прочностью и наиболее равномерным распределением напряжений. Но его масштаб большой, трудное формование, высокая стоимость производства. Обычно используется в ситуациях высокого давления, большого диаметра или жестких ограничений веса в пространстве, таких как химические реакторы высокого давления, ядерное промышленное оборудование и космическая промышленность.
3. Колпачок трубчатый дисковый
Он также известен как шаровая крышка с откидным краем, состоящая из трех частей: сферической коронки, переходной оболочки кольца и прямого бокового сегмента. Его сферический радиус, как правило, больше диаметра цилиндра, поэтому масштаб более мелкий, чем эллиптический, и его легко штамповать. Тем не менее, его переходная зона имеет большое разрывное напряжение, несущая способность ниже эллиптической крышки трубы того же диаметра и толщины. Часто используется в качестве опорных элементов внутри тары среднего и низкого давления или в качестве внутренней тары.
4. Шляпа с плоской крышкой
Это простая конструкция крышки трубы, которая представляет собой плоскую или слегка арочную круглую пластину. Он соединяется с фланцем через болт или сваривается непосредственно на отверстии трубы. Поскольку плоская крышка выдерживает внутреннее давление, в основном зависит от прочности изгиба, поэтому несущая способность очень низкая. При таком же давлении он требует толщины, намного превышающей выпуклую крышку трубы. Обычно используется в конце трубы низкого давления, малого калибра или в качестве крышки отверстия, зеркала.
5. Конический колпак
Он имеет форму усеченного конуса. Он в основном используется в случаях, когда требуется постепенное изменение размера сечения или плавное удаление материала. Например, установка на дне резервуара или реактора в качестве разгрузочного отверстия может предотвратить накопление материала. Из - за его геометрического разрыва в верхней части конуса и соединении конуса с корпусом цилиндра существует большое местное напряжение, которое требует дополнительной усиленной конструкции.
III. Ключевые элементы проектирования и производства
Конструкция и изготовление колпачков - это технологически интенсивный процесс:
Расчет толщины: Толщина колпачка трубы должна быть определена с помощью строгой формулы расчета (например, формулы в стандарте GB / T 25198 или ASME) с учетом, в частности, проектного давления, расчетной температуры, допустимого напряжения материала, коэффициента сварных соединений и свойств напряжения, характерных для формы. Полушальная форма тонкая, плоская крышка толстая.
Прямой боковой сегмент: за исключением полусферической формы, стандартная крышка трубы имеет прямой боковой сегмент, который определяет длину. Его роль заключается в том, чтобы избежать падения основного шва в зону высокого напряжения с мутацией формы, подтверждая качество сварки и конструктивную безопасность.
Процесс изготовления: в основном путем штамповки (холодного или горячего штампования). Для колпачков труб толстой стенки или большого диаметра может потребоваться секционная штамповка, а затем сварка. Вихревое формование также является важным процессом.
Материал и соответствие: Материал крышки трубы должен быть совместим с материалом соединенного трубопровода или цилиндра (химический состав, механические свойства соответствуют), чтобы подтвердить свариваемость и синхронизацию в использовании. Часто используемые материалы включают углеродную сталь, нержавеющую сталь, легированную сталь и различные цветные металлы.
IV. Способы подключения
Конвективное сварное соединение: это обычно используемый, высококачественный способ соединения под давлением. Прямая кромка крышки трубы обрабатывается с откосом и сваривается с корпусом трубы или устройства. Используется для всех важных границ давления.
Подшипниковая сварка: край крышки трубы вставляется в отверстие для угловой сварки. Интенсивность соединения ниже, чем при стыковой сварке, для случаев низкого давления.
Резьбовое соединение: внутренняя сторона крышки трубы обрабатывается резьбой и вращается непосредственно с резьбовой трубой. Трубопроводы низкого давления, малокалиберные и требующие частого демонтажа.
Фланцевое соединение: крышка трубы имеет фланцевую кромку и крепится болтом к спаренному фланцу. Этот способ облегчает частое открытие и закрытие, часто используемый в человеческих отверстиях, отверстиях для рук или контрольных отверстиях, которые необходимо часто очищать.
V. Основные отрасли применения
Шляпа является основным ключевым элементом в производстве компрессорного оборудования и строительстве трубопроводов:
Сосуд под давлением: барабан котла, реактор, газовый резервуар, крышка теплообменника.
Нефтехимическая промышленность: верхние и нижние крышки различных башен, цистерн, реакторов и концы технологических трубопроводов.
Пищевая фармацевтика: оконечное уплотнение ферментеров, резервуаров для ингредиентов, трубопроводов гигиенического класса.
Энергетическая энергия: ядерное энергетическое оборудование, деаэраторы тепловых электростанций, нагреватели высокого давления.
Универсальные трубопроводы: противопожарные трубопроводы, водопроводные и дренажные трубопроводы, торцевая блокировка трубопроводов сжатого воздуха.