Cabeza (vaso)

Tapa de extremo de un recipiente a presión de forma cilíndrica

Recipiente a presión de acero

Una cabeza es una de las tapas de los extremos de un recipiente a presión de forma cilíndrica .

Principio

Los extremos abombados de los recipientes se utilizan principalmente en recipientes de almacenamiento o de presión en la industria. Estos extremos, que en los recipientes verticales son la parte inferior y la superior, utilizan menos espacio que una semiesfera (que es la forma ideal para contenedores de presión) y requieren solo una pared ligeramente más gruesa.

Fabricación

La fabricación de un extremo de este tipo es más sencilla que la de una semiesfera. El material de partida se prensa primero hasta alcanzar un radio r ₁ y luego se curva en el borde creando el segundo radio r ₂ . Los extremos abombados de los recipientes también se pueden soldar a partir de piezas más pequeñas.

Formas

La forma de los cabezales utilizados puede variar. Las formas de cabezal más comunes ^{[1] [2]} son:

Hemisféricocabeza

La forma ideal de la cabeza es la de una esfera, ya que las tensiones se distribuyen uniformemente por todo el material de la cabeza. El radio (r) de la cabeza es igual al radio de la parte cilíndrica del recipiente.

Cabeza elipsoidal

También se denomina cabezal elíptico. La forma de este cabezal es más económica, ya que la altura del cabezal es solo una fracción del diámetro. Su radio varía entre el eje mayor y el menor; por lo general, la relación es de 2:1.

Cabezas cóncavas semielipsoidales

Las cabezas cóncavas semielipsoidales 2:1 son más profundas y resistentes que las cabezas cóncavas torisféricas más populares. La mayor profundidad hace que la cabeza sea más difícil de formar, y esto hace que su fabricación sea más cara. Sin embargo, el costo se compensa con una posible reducción en el espesor especificado debido a que la cabeza cóncava tiene una mayor resistencia general y resistencia a la presión.

Cabeza torisferica (o cabeza con brida y cóncava)

Estos cabezales tienen un plato con un radio fijo (r1), cuyo tamaño depende del tipo de cabezal torisférico. ^[3] La transición entre el cilindro y el plato se llama nudillo . El nudillo tiene forma toroidal . Los tipos más comunes de cabezales torisféricos son:

Cabezal F&D ASME

Estos cabezales torisféricos, que se utilizan habitualmente en recipientes a presión según la norma ASME , tienen un radio de corona igual al diámetro exterior del cabezal ( ) y un radio de articulación igual al 6 % del diámetro exterior ( ). El código de diseño ASME no permite que el radio de articulación sea inferior al 6 % del diámetro exterior. ^[4] ${\displaystyle r_{1}=Do}$ ${\displaystyle r_{2}=0.06\times Do}$

Esquema de un cabezal torisférico, en concreto un cabezal Klöpper

Cabeza de Klöpper

Se trata de una cabeza torisférica. El plato tiene un radio que es igual al diámetro del cilindro al que está unido ( ). El nudillo tiene un radio que es igual a una décima parte del diámetro del cilindro ( ), de ahí su designación alternativa "cabeza decimal". ${\displaystyle r_{1}=Do}$ ${\displaystyle r_{2}=0.1\times Do}$

También otros tamaños son: , ^[5] (pag13) resto de altura ( ) . ${\displaystyle h\geq 3.5\times t}$ ${\displaystyle h_{2}}$ ${\displaystyle h_{2}=0.1935\times Do-0.455\times t}$

Cabeza de korbbogen

Se trata de un cabezal toriesférico también denominado cabezal semielipsoidal (según DIN 28013). El radio del plato es el 80% del diámetro del cilindro ( ). El radio del muñón es ( ). ${\displaystyle r_{1}=0.8\times Do}$ ${\displaystyle r_{2}=0.154\times Do}$

También hay otros tamaños , resto de altura ( ) . Esta forma ^[6] tiene su origen en la arquitectura; véase Korbbogen, información arquitectónica. ${\displaystyle h\geq 3\times t}$ ${\displaystyle h_{2}}$ ${\displaystyle h_{2}=0.255\times Do-0.635\times t}$

80-10 cabezas

Estas cabezas tienen un radio de corona del 80% del diámetro exterior y un radio de nudillo del 10% del diámetro exterior.

Cabeza plana

Se trata de una cabeza que consta de un nudillo toroidal que se conecta a una placa plana. Este tipo de cabeza se utiliza normalmente para la base de los utensilios de cocina .

Las sartenes suelen tener un fondo en forma de cabeza plana.

Cabezal difusor

Aplicación típica de un cabezal difusor: la parte inferior de una lata de aerosol

Este tipo de cabezal se encuentra a menudo en la parte inferior de los aerosoles. Se trata de un cabezal toriesférico invertido.

Cabeza cónica

Esta es una cabeza en forma de cono .

Tratamiento térmico

Puede ser necesario un tratamiento térmico después del conformado en frío, pero no para las cabezas formadas mediante conformado en caliente. ^[7]

Referencias

1. Juenger.com Archivado el 7 de febrero de 2007 en Wayback Machine.
2. Cabezas cóncavas
3. Cabeza torisférica
4. "Brighton Tru-Edge » asme-flanged-dished" . Consultado el 5 de julio de 2019 .
5. "ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΤΗΛΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΑΝΟΛΟΓΙΑΣ: inicie sesión en el sitio".
6. "Estándar de diseño de Korbogen". Archivado desde el original el 2 de abril de 2012. Consultado el 4 de febrero de 2007 .
7. ASME Sección VIII Div.1 para más detalles.