压力容器封头的选用原则

根据工作条件的要求，考虑封头形状和应力的分布规律、冲压、焊接、装配的难度，应进行多方面的技术经济分析。

几何方面

同样的体积，半球形封头表面积较小，椭圆形封头几乎等于碟形。

力学方面

在直径、壁厚、工作压力相同的条件下，半球头应力较小，双向薄膜应力相同，沿经度线均匀分布(例如，与壁厚相同的桶形连接)。边缘附近的较大应力与薄膜应力相差不大。

椭圆封头的应力情况比半球形封头不均匀，但比碟形封头好。顶点处应力较大。赤道上发生圆周压力应力。如果Di/(2h)=2与管连接(例如壁厚)，则椭圆形封头可以达到与管相同的强度。

碟形封头力学上较大的缺点是有小的折叠半径R。由于这种边缘的存在，硬度线变得不连续，从而产生更大的硬度弯曲应力和周压应力。但是，r/R越小，折叠区域中的这些应力就越大，从而导致圆周开裂或圆周褶皱。

当R=0时，碟形封头成为未折叠的球形盖板，封头机械性能不好，顶点局部区域发生较大应力，折叠部分的焊缝成为危险源，封头和筒体的角焊缝成为整个焊缝穿透结构。

圆锥头用于化学容器的目的是圆锥形外壳有助于流体的均匀分布和排出，圆锥头由于其力学特性，圆锥顶部的强度非常高，所以在圆锥顶部打孔时一般不需要加固。

制造和材料消耗

一般由敲击、冲压、滚动或爆炸型制成，半球形和椭圆形一般由冲压制成，大型半球形也可以先用球瓣冲压，然后用组对焊制成。碟形封头通常通过敲击、冲压或爆炸成型，血红素部分可以滚动或敲打。

在制造过程分析中，封头越深，直径和壁厚越大，制造难度越大。尤其是在选择高强度钢时。整体冲压半球形封头比椭圆形封头制造得不好。椭圆头要有几何图形正确的椭圆面模具，并且要手动敲打制作。椭圆封头制造灵活性好，圆锥封头的圆锥顶部不能缠绕。有时可以使用组合头(例如，添加球体顶部)，以避免锥顶角度小时的制造困难，并减少圆锥体高度。

压力容器封头的制造和使用过程中，可能会出现裂纹、鼓、渗出、皱纹、薄度超标、划痕、裂纹、凹坑等缺陷。从所发生缺陷的主要原因，可以概括为材料控制不严。工艺运行不正常，冲压速度和压力控制不当，模具偏心，焊接参数不准确。设备未能满足加工头的要求，包括炉温场不平衡、模具损坏等。为了较大限度地减少这些缺陷的发生，在制造中要执行以下操作：严格封闭材料人力。制定合理的工艺。加强操作员教育，严格执行工艺纪律。定期检查加工设备。减少外部因素的影响。