碟形封頭與橢圓形封頭的選用差異,主要體現(xiàn)在受力性能、制造難度、適用場景等方面,需結合實際需求綜合考量。
從受力性能看,橢圓形封頭優(yōu)勢顯著。其由半個橢球面與短圓筒組成,經線曲率變化平滑連續(xù),應力分布均勻,與筒體連接無凸變,可有效避免局部應力集中,適用于較高壓力的容器。在相同直徑、壁厚和設計壓力下,橢圓形封頭的應力值與相連筒體的應力值匹配,能減少連接部位的徑向位移沖突,降低周向應力,整體受力更合理。
碟形封頭則由球面體、過渡環(huán)殼和短圓筒構成,屬于不連續(xù)曲面,在經線曲率突變處存在較大邊緣彎曲應力,與薄膜應力疊加后,局部應力遠高于其他部位,受力狀況不及橢圓形封頭,更適合低壓場景。
制造與成本方面,碟形封頭更具優(yōu)勢。其深度較橢圓形封頭淺,沖壓成型難度低,尤其對于大直徑封頭,分瓣加工和拼焊更簡便,耗材相對較少,制造成本更低。而橢圓形封頭因深度較大,沖壓成型需更高工藝要求,材料消耗略多,成本相對偏高。
適用場景上,兩者各有側重。橢圓形封頭因受力優(yōu)良,廣泛應用于中高壓容器,是大陸設計的常見選擇;碟形封頭則在低壓設備、對整體高度有嚴格限制的場景(如部分殺菌設備)中更適用,且在日本、臺灣地區(qū)的設計中使用較多,部分觀點認為其外觀更優(yōu)。
實際選用時,需結合壓力等級、制造條件、成本控制及地域設計習慣等因素,不可一概而論。若條件允許,橢圓形封頭的綜合性能更優(yōu);若對加工難度和成本敏感,或受安裝尺寸限制,碟形封頭則是務實之選。