압력 용기 는 현대 산업 시스템 의 필수 요소 로 석유 정제, 에너지 생산, 의약품, 식품 가공, 그리고 수많은 다른 분야 에서 널리 사용 됩니다.이 중요한 컨테이너는 저장에 중요한 역할을 합니다, 다양한 매체를 운송하고 처리합니다.엄청난 내부 압력으로 인해 잠재적인 위험이 발생합니다. 어떤 장애도 인명 피해와 상당한 재산 피해를 초래하는 치명적인 사고로 이어질 수 있습니다.따라서 압력 용기의 안전하고 신뢰할 수있는 작동을 보장하는 것이 무엇보다 중요합니다.
압력 용기의 끝 닫기 구성 요소로 작용하는 용기 머리는 컨테이너를 밀폐하고 압력을 견딜 수 있으며 파이프 라인 연결을 촉진하는 것과 같은 필수 기능을 수행합니다.압력 요리의 뚜?? 처럼이 보고서는 압력 용기 설계자에게 포괄적 인 기술 지침을 제공합니다.다양한 머리 유형을 철저히 분석, 그들의 특성, 응용 시나리오 및 선택 기준은 안전과 효율성을 향상시키는 정보화된 의사결정을 지원합니다.
1압력 용기 머리의 개요
1.1 정의와 기능
압력 용기 머리는 끝 닫기 또는 돔이라고도 불리는 원통형 또는 구형 압력 용기의 끝을 봉인하는 구성 요소입니다.그들은 일반적으로 상단 및 하단 폐쇄 (직선 용기) 를 형성하거나 파이프 및 기타 장비에 연결됩니다.주요 기능은 다음과 같습니다:
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컨테이너 밀폐:압력 용기를 효과적으로 봉쇄하여 미디어 누출을 방지합니다.
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압력 격리 장치:내부 압력을 견디고 배 벽에 부하를 전달합니다.
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파이프라인 연결:미디어 전송 및 처리용 파이프 시스템과의 연결을 용이하게 합니다.
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구조적 지원수직 배 구성에 대한 안정성과 지원을 제공합니다.
1.2 분류
머리는 모양, 제조 과정 및 재료 구성에 따라 분류됩니다.
1.2.1 형태별로
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구형 머리:이상적인 기하학과 물질에 균일한 스트레스 분포
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타원형 머리:일반적으로 지름보다 훨씬 작은 높이로 비용 효율적인 옵션입니다.
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토리스피어 머리:머리 유형에 따라 결정된 고정된 왕관 반지름의 특징
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평면 머리:타로이드 손목 전환으로 연결된 평면 판을 포함합니다.
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역형 토리스피어 헤드:역전형 토리스피어 구성
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피침 모양의 머리:콩형 기하학.
1.2.2 제조 공정별로
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원통형 머리:단 하나의 재료 조각으로 만들어졌습니다.
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세그먼트 된 머리:복수의 섹션을 용접하여 제조됩니다.
1.2.3 재료별로
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탄소강:부식성이 없는 매체에 대한 우수한 강도와 용도
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스테인리스 스틸:공격적인 매체에 대한 우수한 부식 저항성
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합금강:강화된 강도와 고온 성능
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알루미늄:가벼운 무게와 좋은 부식 저항성
1.3 제조 공정
머리 제조는 일반적으로 두 가지 주요 단계를 포함합니다.
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압축형:원자재 (강판, 스테인리스 잎) 는 구부러진 접시 또는 구형 모양을 만들기 위해 도형으로 압축됩니다.
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가장자리 치료:형성 된 머리는 접착 용기에 대한 가장자리 정리, 플랜징 또는 용접 준비에 시달립니다.
큰 또는 복잡한 머리는 용접 된 관절으로 세분화된 구조를 필요로 할 수 있습니다.
2머리 유형의 특성 및 응용
2.1 구형 머리
특징:
- 일률적 인 스트레스 분포 는 재료 강도 사용 을 극대화 한다
- 극도의 압력 격리 능력
- 높은 재료 효율성 은 비용 을 줄여 준다
응용 프로그램:고압 용기, 저장 탱크, 원자로, 특히 극심 한 압력/온도 조건에 적용됩니다. 예를 들어 핵 원자로 압력 용기, 심해 잠수함,고압 가스 저장.
2.2 타원형 머리
특징:
- 낮은 깊이와 지름 비율로 비용 효율성
- 구형과 토리스피어형 설계 사이의 균형 잡힌 강도
- 최적의 공간 사용
응용 프로그램:저장 탱크 (석유, 화학물질), 원자로 (화학, 제약), 열 교환기 (증기, 냉각 시스템)
2.3 토리스피어 헤드
종류:
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ASME 토리스페리컬:크라운 반지름은 외부 지름과 같습니다 (r1 = Do); 손목 반지름은 지름의 6% (r2 = 0.06Do)
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표준 80/10:크라운 반지름은 지름과 같습니다 (r1 = Do); 손목 반지름 10% (r2 = 0.1Do)
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DIN 28013 (80%):크론 반지름 지름의 80% (r1 = 0.8Do); 손목 반지름 15.4% (r2 = 0.154Do)
응용 프로그램:저장소, 원자로 및 열 교환 시스템에서 타원형 머리와 비슷합니다.
3재료 선택
재료 선택에 중요한 요소는 다음과 같습니다.
- 작동압 및 온도 요구 사항
- 매체의 식식성
- 재료 강도 및 유연성
- 용접 가능성
- 비용 고려
3.1 일반적인 재료
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탄소강 (Q235, Q345):일반용 애플리케이션
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스테인리스 스틸 (304, 316L):부식성 환경
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합금강 (16MnR, 15CrMoR):고온/고압 서비스
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알루미늄 합금 (5052, 6061):가벼운 요구 사항
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티타늄 합금:극한 조건
4열처리
냉형 머리는 스트레스 해소 열처리를 필요로 할 수 있지만, 뜨거운형 머리는 일반적으로 필요하지 않습니다.
목적:
- 잔류 스트레스 완화
- 기계적 특성 증진
- 곡물 정제
방법:앙일링, 정규화, 탄압은 재료 및 서비스 요구 사항에 따라 선택됩니다.
5선택 기준
머리 선택의 주요 고려 사항:
- 설계 코드 (ASME, EN 등) 의 준수
- 작동 조건 (압, 온도, 매체)
- 헤드 기하학적 최적화
- 물질 호환성
- 차원 일치
- 비용 효율성
6검사 및 시험
품질 보장 프로토콜에는 다음이 포함됩니다.
- 시각적 검사 및 차원 검사
- 재료 검증
- 수직/압기 압력 검사
- 파괴적이지 않은 검사 (UT, RT)
7유지보수 방법
필수 유지보수는 다음을 포함합니다.
- 정기적 인 시각 검사
- 표면 청소
- 연결 윤활
- 손상된 부품의 신속한 교체
8사례 연구
1번 사례산성 매체에 대한 탄소 강철 헤드 선택의 부적절함으로 인해 화학 공장 저장 탱크 고장이 발생하여 부식성 누출 및 환경 오염이 발생합니다.
교훈:부식성 서비스에는 부식 저항성 물질 (무화강, 티타늄) 이 필요합니다.
2번 사례높은 온도/압에서 물질의 견고성이 부족하여 인명피해와 장비 손상을 초래한 발전소 보일러 헤드 파열
교훈:극한 환경에서는 고강성 합금 물질이 필요합니다.
9미래 동향
최근 발전은 다음과 같습니다.
- 첨단 재료 응용
- 컴퓨터 설계 최적화 (CAD/FEA)
- 자동화 제조 기술
- 환경적으로 지속가능한 실천