封頭，管帽

簡(jiǎn)介

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定義

封頭是容器的一個(gè)部件，是以焊接方式連接筒體。（如下圖）根據(jù)幾何形狀的不同，可分為球形、橢圓形、碟形、球冠形、錐殼和平蓋等幾種，其中球形 、橢圓形、碟形、球冠型封頭又統(tǒng)稱為凸形封頭。在焊接上分為對(duì)焊封頭，承插焊封頭。用于各種容器設(shè)備，如儲(chǔ)罐、換熱器、塔、反應(yīng)釜、鍋爐和分離設(shè)備等。材質(zhì)有碳鋼（A3、20#、Q235、Q345B、16Mn等）、不銹鋼（304、321、304L、316、316L等）、合金鋼（15Mo3 15CrMoV 35CrMoV 45CrMo ）、鋁、鈦、銅、鎳及鎳合金等。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

封頭的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

壓力容器封頭GB/T25198-2010

管路標(biāo)準(zhǔn)

GB/T12459-2005

GB/T13401-2005

電力標(biāo)準(zhǔn)

DL/T695-1999

D-GD87-0607

石化標(biāo)準(zhǔn)

用途

編輯

封頭是石油化工、原子能到食品制藥諸多行業(yè)壓力容器設(shè)備中不可缺少的重要部件。

● 封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個(gè)主要承壓部件。所起的作用是密封作用。一是做成了罐形壓力容器的上下底，二是管道到頭了，不準(zhǔn)備再向前延伸了，那就用一個(gè)封頭在把管子用焊接的形式密封住。和封頭的作用差不多的的產(chǎn)品有盲板和管帽，不過(guò)那兩種產(chǎn)品是可以拆卸的。而封頭焊好了之后是不可以再拆卸的。 與之配套的管件有壓力容器、管道、法蘭盤(pán)、彎頭、三通、四通等產(chǎn)品。

●封頭的品質(zhì)直接關(guān)系到壓力容器的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

不銹鋼拋光封頭

其它

編輯

GB150-1998厚度的定義

(1) 計(jì)算厚度δ

是按各章公式計(jì)算得到的厚度。需要時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入其他載荷所需厚度。

(2) 設(shè)計(jì)厚度δd

是計(jì)算厚度δ與腐蝕裕量C2之和。

(3) 名義厚度δn

是設(shè)計(jì)厚度δd加上鋼材厚度負(fù)偏差C1后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。即標(biāo)注在圖樣上的厚度。

(4) 有效厚度δe

是名義厚度δn減去腐蝕裕量C2和鋼材厚度負(fù)偏差C1的厚度

(5) 各種厚度的關(guān)系如圖

(6) 投料厚度(即毛坯厚度)

根據(jù)GB150---1998第10章和各種厚度關(guān)系圖:

δs=δ +C1+C2+Δ1(厚度第一次設(shè)計(jì)圓整值)+C3(加工減薄量)+(厚度第二次制造圓整值)

基本要求

編輯

我國(guó)現(xiàn)有的封頭標(biāo)準(zhǔn)，是按結(jié)構(gòu)型式（橢圓形、碟形、錐形）、成形方式 （沖壓、旋壓）的不同，而分別制訂的，這不僅造成不同標(biāo)準(zhǔn)封頭質(zhì)量要求不完全一致的 不合理現(xiàn)象，同時(shí)也給標(biāo)準(zhǔn)封頭的選用、標(biāo)準(zhǔn)的修訂帶來(lái)某些困難。

第一、以往的封頭標(biāo) 準(zhǔn)都是僅與 GB150《鋼制壓力容器》配套的，即只考慮了按規(guī)則設(shè)計(jì)的封頭的制造、檢驗(yàn) 與驗(yàn)收要求，而我國(guó)早在1995年就完成GB150與JB4732了壓力容器基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的雙軌制（ 與 《鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》），缺少與分析設(shè)計(jì)相配套的封頭標(biāo)準(zhǔn)，不能不說(shuō)是我國(guó) 壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化工作的一大缺憾。

第二，GB150屬?gòu)?qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，而根據(jù)GB150編制并與之配 套的封頭標(biāo)準(zhǔn)卻是指導(dǎo)（推薦）性的，這顯然是不合理的，也難以保證封頭這一重要受壓元件的質(zhì)量。

材料分析

容器內(nèi)徑Di=4000mm、計(jì)算壓力Pc=0.4MPa、設(shè)計(jì)溫度t=50℃、封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭、材料為16MnR（設(shè)計(jì)溫度才材料許用應(yīng)力為170MPa）、鋼材負(fù)偏差不大于0.25mm且不超過(guò)名義厚度的6%、腐蝕裕量C2=1mm、封頭拼焊的焊接接頭系數(shù)?=1。求橢圓封頭的計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度和名義厚度。

KpDi

計(jì)算厚度δ=----------------=4.73mm

2[σ]tΦ-0.5pc

計(jì)算厚度δd=δ + C2=4.73+1=5.73mm

考慮標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭有效厚度δe應(yīng)不小于封頭內(nèi)徑Di的0.15%，有效厚度δe=0.15%Di=6mm

δe>δd、C1=0、C2=1、名義厚度δn=δe+C1+C2=6+0+1=7mm

考慮鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格厚度作了上浮1mm的厚度第一次設(shè)計(jì)圓整值△1=1，故取δn=8mm。

根據(jù)專業(yè)封頭制造廠技術(shù)資料Di=4000、δn=8封頭加工減薄量C3=1.5mm，經(jīng)厚度第二次圓整值△2=0.5。

如要求封頭成形厚度不得小于名義厚度δn減鋼板負(fù)偏差C1，則投料厚度：

δs=δn+C1+C3+△2=8+0+1.5+0.5=10mm，而成形后的***小厚度為8.5mm。如采用封頭成形厚度不小于設(shè)計(jì)厚度δd（應(yīng)取δe值），則投料厚度：δs=δd（δe）+C3+△2=8mm，而成形后的***小厚度為6.5mm、且大于有效厚度δe、更大于設(shè)計(jì)厚度δd和計(jì)算厚度δ。

從以上可看出，兩種不同要求，使該封頭的投料厚度有2mm之差，而重量相差有300kg之多。

厚度定義

GB150及有關(guān)封頭標(biāo)準(zhǔn)的厚度定義不甚合理，主要體現(xiàn)在容器和封頭成形后的厚度要求上，對(duì)凸形封頭和熱卷筒的成形厚度要求不得小于名義厚度減鋼板負(fù)偏差（δn-C1），由此可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)和制造兩次在設(shè)計(jì)厚度的基礎(chǔ)上增加厚度以保證成形厚度。為此，曾經(jīng)提出了***小成形厚度的概念："熱卷圓筒或凸形封頭加工成形后需保證的厚度，其值不小于設(shè)計(jì)厚度"。也就是說(shuō)設(shè)計(jì)者應(yīng)在圖紙上標(biāo)注名義厚度和***小成形厚度（即設(shè)計(jì)厚度δd），這樣使得制造單位可根據(jù)制造工藝和原設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圓整量決定是否再加制造減薄量。這種厚度的定義和標(biāo)注是截止2013年國(guó)際壓力容器界的流行方法，有其合理性，但在我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有以下兩個(gè)問(wèn)題需解決。

定義

封頭是容器的一個(gè)部件，是以焊接方式連接筒體。（如下圖）根據(jù)幾何形狀的不同，可分為球形、橢圓形、碟形、球冠形、錐殼和平蓋等幾種，其中球形 、橢圓形、碟形、球冠型封頭又統(tǒng)稱為凸形封頭。在焊接上分為對(duì)焊封頭，承插焊封頭。用于各種容器設(shè)備，如儲(chǔ)罐、換熱器、塔、反應(yīng)釜、鍋爐和分離設(shè)備等。材質(zhì)有碳鋼（A3、20#、Q235、Q345B、16Mn等）、不銹鋼（304、321、304L、316、316L等）、合金鋼（15Mo3 15CrMoV 35CrMoV 45CrMo ）、鋁、鈦、銅、鎳及鎳合金等。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

封頭的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

壓力容器封頭GB/T25198-2010

管路標(biāo)準(zhǔn)

GB/T12459-2005

GB/T13401-2005

電力標(biāo)準(zhǔn)

DL/T695-1999

D-GD87-0607

石化標(biāo)準(zhǔn)

用途

編輯

封頭是石油化工、原子能到食品制藥諸多行業(yè)壓力容器設(shè)備中不可缺少的重要部件。

● 封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個(gè)主要承壓部件。所起的作用是密封作用。一是做成了罐形壓力容器的上下底，二是管道到頭了，不準(zhǔn)備再向前延伸了，那就用一個(gè)封頭在把管子用焊接的形式密封住。和封頭的作用差不多的的產(chǎn)品有盲板和管帽，不過(guò)那兩種產(chǎn)品是可以拆卸的。而封頭焊好了之后是不可以再拆卸的。 與之配套的管件有壓力容器、管道、法蘭盤(pán)、彎頭、三通、四通等產(chǎn)品。

●封頭的品質(zhì)直接關(guān)系到壓力容器的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

不銹鋼拋光封頭

其它

編輯

GB150-1998厚度的定義

(1) 計(jì)算厚度δ

是按各章公式計(jì)算得到的厚度。需要時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入其他載荷所需厚度。

(2) 設(shè)計(jì)厚度δd

是計(jì)算厚度δ與腐蝕裕量C2之和。

(3) 名義厚度δn

是設(shè)計(jì)厚度δd加上鋼材厚度負(fù)偏差C1后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。即標(biāo)注在圖樣上的厚度。

(4) 有效厚度δe

是名義厚度δn減去腐蝕裕量C2和鋼材厚度負(fù)偏差C1的厚度

(5) 各種厚度的關(guān)系如圖

(6) 投料厚度(即毛坯厚度)

根據(jù)GB150---1998第10章和各種厚度關(guān)系圖:

δs=δ +C1+C2+Δ1(厚度第一次設(shè)計(jì)圓整值)+C3(加工減薄量)+(厚度第二次制造圓整值)

基本要求

編輯

我國(guó)現(xiàn)有的封頭標(biāo)準(zhǔn)，是按結(jié)構(gòu)型式（橢圓形、碟形、錐形）、成形方式 （沖壓、旋壓）的不同，而分別制訂的，這不僅造成不同標(biāo)準(zhǔn)封頭質(zhì)量要求不完全一致的 不合理現(xiàn)象，同時(shí)也給標(biāo)準(zhǔn)封頭的選用、標(biāo)準(zhǔn)的修訂帶來(lái)某些困難。

第一、以往的封頭標(biāo) 準(zhǔn)都是僅與 GB150《鋼制壓力容器》配套的，即只考慮了按規(guī)則設(shè)計(jì)的封頭的制造、檢驗(yàn) 與驗(yàn)收要求，而我國(guó)早在1995年就完成GB150與JB4732了壓力容器基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的雙軌制（ 與 《鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》），缺少與分析設(shè)計(jì)相配套的封頭標(biāo)準(zhǔn)，不能不說(shuō)是我國(guó) 壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化工作的一大缺憾。

第二，GB150屬?gòu)?qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，而根據(jù)GB150編制并與之配 套的封頭標(biāo)準(zhǔn)卻是指導(dǎo)（推薦）性的，這顯然是不合理的，也難以保證封頭這一重要受壓元件的質(zhì)量。

材料分析

容器內(nèi)徑Di=4000mm、計(jì)算壓力Pc=0.4MPa、設(shè)計(jì)溫度t=50℃、封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭、材料為16MnR（設(shè)計(jì)溫度才材料許用應(yīng)力為170MPa）、鋼材負(fù)偏差不大于0.25mm且不超過(guò)名義厚度的6%、腐蝕裕量C2=1mm、封頭拼焊的焊接接頭系數(shù)?=1。求橢圓封頭的計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度和名義厚度。

KpDi

計(jì)算厚度δ=----------------=4.73mm

2[σ]tΦ-0.5pc

計(jì)算厚度δd=δ + C2=4.73+1=5.73mm

考慮標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭有效厚度δe應(yīng)不小于封頭內(nèi)徑Di的0.15%，有效厚度δe=0.15%Di=6mm

δe>δd、C1=0、C2=1、名義厚度δn=δe+C1+C2=6+0+1=7mm

考慮鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格厚度作了上浮1mm的厚度第一次設(shè)計(jì)圓整值△1=1，故取δn=8mm。

根據(jù)專業(yè)封頭制造廠技術(shù)資料Di=4000、δn=8封頭加工減薄量C3=1.5mm，經(jīng)厚度第二次圓整值△2=0.5。

如要求封頭成形厚度不得小于名義厚度δn減鋼板負(fù)偏差C1，則投料厚度：

δs=δn+C1+C3+△2=8+0+1.5+0.5=10mm，而成形后的***小厚度為8.5mm。如采用封頭成形厚度不小于設(shè)計(jì)厚度δd（應(yīng)取δe值），則投料厚度：δs=δd（δe）+C3+△2=8mm，而成形后的***小厚度為6.5mm、且大于有效厚度δe、更大于設(shè)計(jì)厚度δd和計(jì)算厚度δ。

從以上可看出，兩種不同要求，使該封頭的投料厚度有2mm之差，而重量相差有300kg之多。

厚度定義

GB150及有關(guān)封頭標(biāo)準(zhǔn)的厚度定義不甚合理，主要體現(xiàn)在容器和封頭成形后的厚度要求上，對(duì)凸形封頭和熱卷筒的成形厚度要求不得小于名義厚度減鋼板負(fù)偏差（δn-C1），由此可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)和制造兩次在設(shè)計(jì)厚度的基礎(chǔ)上增加厚度以保證成形厚度。為此，曾經(jīng)提出了***小成形厚度的概念："熱卷圓筒或凸形封頭加工成形后需保證的厚度，其值不小于設(shè)計(jì)厚度"。也就是說(shuō)設(shè)計(jì)者應(yīng)在圖紙上標(biāo)注名義厚度和***小成形厚度（即設(shè)計(jì)厚度δd），這樣使得制造單位可根據(jù)制造工藝和原設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圓整量決定是否再加制造減薄量。這種厚度的定義和標(biāo)注是截止2013年國(guó)際壓力容器界的流行方法，有其合理性，但在我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有以下兩個(gè)問(wèn)題需解決。