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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)
SH3408-1996
SH3409-1996
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、彎頭、三通、四通等產(chǎn)品。
封頭的品質(zhì)直接關(guān)系到壓力容器的長期安全可靠運(yùn)行
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其它
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
我國現(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)，不能不說是我國 壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化工作的一大缺憾。
第二，GB150屬強(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。
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，而成形后的最小厚度為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，而成形后的最小厚度為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)提出了最小成形厚度的概念:"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"。也就是說設(shè)計(jì)者應(yīng)在圖紙上標(biāo)注名義厚度和最小成形厚度(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年國際壓力容器界的流行方法，有其合理性，但在我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有以下兩個(gè)問題需解決。
產(chǎn)地
管道裝備制造業(yè)做為鹽山的特色產(chǎn)業(yè)，起源于上世紀(jì)七十年代，起初只能生產(chǎn)簡單的彎頭、法蘭等管件，經(jīng)過30多年的扶持和培育，產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長了上百倍，產(chǎn)品體系不斷健全，發(fā)展成為涵蓋管道和管道配件的完整產(chǎn)業(yè)體系。2008年，鹽山的管道裝備企業(yè)總數(shù)達(dá)到986家，總資產(chǎn)50億元，年加工能力1000萬噸。全年管道裝備制造業(yè)完成銷售收入110億元，完成增加值25.5億元，對GDP的貢獻(xiàn)率達(dá)到46%;上交稅金1.8億元，對財(cái)政收入的貢獻(xiàn)率達(dá)到52%。國內(nèi)市場占有率近40%，廣泛應(yīng)用于電力、石化、油氣輸送、城市供排水等領(lǐng)域，秦山核電、北京核試驗(yàn)快堆、三峽電站、西氣東輸?shù)葒抑攸c(diǎn)工程都大量選用我縣的產(chǎn)品;2006年鹽山的管道裝備制造業(yè)被河北省中小企業(yè)局命名為"河北省重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集群"。2007年被河北省科技廳命名為"河北省特色產(chǎn)業(yè)基地"，被中國設(shè)備管理協(xié)會(huì)命名為"中國管道裝備制造基地"，被中國石油和石油化工設(shè)備協(xié)會(huì)命名為"國家級(jí)特色產(chǎn)業(yè)集群"，被省委、省政府確定為"十大裝備制造園區(qū)"之一。2008年被中國社會(huì)科學(xué)院認(rèn)定為"中國縣域產(chǎn)業(yè)集群競爭力100強(qiáng)"，被市政府納入滄港工業(yè)走廊。
