I. definición y función básicas
La tapa del tubo, comúnmente conocida como tapa o tapa final, es un accesorio en forma de tapa utilizado para cerrar el extremo de la tubería o el puerto del recipiente a presión. Es un "terminador" o "tapa protectora" en el sistema de tuberías.
Sus funciones básicas son:
Bloqueo prolongado o temporal: proporciona un terminal presurizado y sellado para la interfaz de la tubería o el equipo, evitando la salida de medios o la entrada de escombros externos.
Protección enron: en recipientes a presión (como reactores, tanques, intercambiadores de calor), como canales de mantenimiento desmontables (alcantarillas, tapas de agujeros de mano) o tapas de sellado de interfaces de repuesto, confirme la integridad del sistema de presión.
Cambiar el flujo: en algunas aplicaciones, como las salidas de descarga, las tapas de forma especial, como las elípticas, pueden guiar o cambiar el flujo de fluidos.
II. principales tipos y características
La tapa del tubo se clasifica principalmente de acuerdo con su geometría, y la capacidad de presión de diferentes formas y los escenarios de aplicación son significativamente diferentes.
1. gorra ovalada
Esta es una tapa estándar ampliamente utilizada. Su parte interior es de dos partes: una corona Esférica y un segmento recto. La parte esférica tiene una fuerza uniforme, una distribución ideal del estrés y una excelente capacidad de presión. La Sección lateral recta facilita la soldadura a tope con tuberías o cilindros y evita que la soldadura se encuentre en una zona de alta tensión. El sombrero Oval ha logrado un buen equilibrio entre la resistencia, la utilización de materiales y la dificultad de fabricación, y es un comerciante honesto de recipientes a presión y tuberías de alta presión.
2. sombrero de tubo semiesférico
La superficie interior del sombrero es un hemisferio completo. De todas las formas, su estado de fuerza es bueno, el espesor de la pared puede ser delgado, teóricamente con alta resistencia y la distribución más uniforme del estrés. Sin embargo, su escala es grande, la formación es difícil y el costo de fabricación es alto. Por lo general, se utiliza en ocasiones de alta presión, gran diámetro o restricciones estrictas al peso del espacio, como reactores químicos de alta presión, equipos industriales nucleares e industrias espaciales.
3. tapa de tubo en forma de plato
También conocido como sombrero de tubo esférico con borde plegable, consta de tres partes: una corona esférica, una cáscara de anillo de transición y un segmento de borde recto. Su radio esférico suele ser mayor que el diámetro del cilindro, por lo que la escala es más poco profunda que la ovalada y es fácil de estampar y fabricar. Sin embargo, hay un gran estrés discontinuo en su zona de transición, y la capacidad de presión es menor que la de la tapa ovalada del mismo diámetro y espesor. Comúnmente utilizado en recipientes de media y baja presión o como componentes de soporte en el interior del recipiente.
4. tapa plana
Se trata de una tapa de tubería de estructura simple, es decir, una placa redonda plana o ligeramente arqueada. Se conecta a la brida a través de pernos o se solda directamente a la boca del tubo. Debido a que la tapa plana depende principalmente de la resistencia a la flexión cuando soporta la presión interna, la capacidad de presión es muy baja. Bajo la misma presión, necesita un espesor mucho mayor que el sombrero convexo. Generalmente se utiliza en extremos de tuberías de baja presión y pequeño calibre, o como tapaderas para alcantarillas y espejos ópticos.
5. gorra cónica
Tiene la forma de un cono truncado. Se utiliza principalmente en ocasiones en las que es necesario cambiar gradualmente el tamaño de la sección transversal o guiar la descarga suave de materiales. Por ejemplo, la instalación en la parte inferior de un tanque o reactor como descarga puede evitar la acumulación de materiales. Debido a su discontinuidad geométrica, hay grandes tensiones locales en la parte superior del Cono y en la conexión del Cono con el cilindro, lo que requiere un diseño de refuerzo adicional.
III. elementos clave de diseño y fabricación
El diseño y fabricación de sombreros de tuberías es un proceso intensivo en tecnología:
Cálculo del grosor: el grosor de la tapa del tubo debe determinarse mediante una fórmula de cálculo estricta (como la fórmula en el estándar GB / T 25198 o asme), teniendo en cuenta principalmente la presión de diseño, la temperatura de diseño, el esfuerzo permitido del material, el coeficiente de la Junta de soldadura y las características de estrés únicas de la forma. El Hemisferio es delgado y la tapa plana es gruesa.
Sección de borde recto: excepto en forma de hemisferio, la tapa estándar tiene una Sección de borde recto de longitud determinada. Su función es evitar que la soldadura principal caiga en una zona de alta tensión con forma repentina y confirmar la calidad de la soldadura y la seguridad estructural.
Proceso de fabricación: formado principalmente por estampado (estampado en frío o estampado en caliente). Para las tapas de tuberías de paredes gruesas o de gran diámetro, puede ser necesario perforar en secciones antes de soldarlas. El moldeo por hilado también es un proceso importante.
Material y emparejamiento: el material de la tapa del tubo debe ser compatible con el material de la tubería o cilindro conectado (composición química, emparejamiento de propiedades mecánicas) para confirmar la soldabilidad y la sincronización en uso. Los materiales comunes incluyen acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado y varios metales no ferrosos.
IV. modo de conexión
Conexión de soldadura a tope: este es un método de conexión a presión de uso común y excelente calidad. El extremo del borde recto de la tapa del tubo se procesa con una ranura y se conecta y solda con la tubería o el cilindro del equipo. Para todos los límites de presión importantes.
Soldadura de enchufe: después de insertar el borde de la tapa en la boca del tubo, se realiza la soldadura de esquina. La resistencia de la conexión es inferior a la soldadura a tope y se utiliza en situaciones de baja presión.
Conexión roscada: el interior de la tapa del tubo está roscado y se atornilla directamente con el tubo roscado. Para mangueras de baja presión, calibre pequeño y que deben desmontarse con frecuencia.
Conexión de brida: la tapa del tubo tiene su propio borde de brida y se aprieta con la brida de emparejamiento a través de pernos. Este método facilita la apertura y el cierre frecuentes, y se utiliza comúnmente en alcantarillas, agujeros de manos o puertos de Inspección que deben limpiarse con frecuencia.
V. industrias de aplicaciones básicas
El sombrero de tubería es una pieza clave básica en la fabricación de equipos a presión y la ingeniería de tuberías:
Recipiente a presión: tambor de caldera, reactor, tanque de almacenamiento de gas, cabeza de intercambio de calor.
Petroquímica: cabezas superiores e inferiores de varias torres, tanques, reactores y extremos de tuberías de proceso.
Alimentos y medicamentos: fermentador, tanque de ingredientes, sellado final de tuberías sanitarias.
Energía: equipos de energía nuclear, eliminadores de oxígeno de centrales térmicas, calentadores de alta presión.
Tuberías generales: tuberías de bomberos, tuberías de abastecimiento de agua y drenaje, tuberías de aire comprimido bloqueadas al final.