定義

封頭是容器的一個部件,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。用于各種容器設備,如儲罐、換熱器、塔、反應釜、鍋爐和分離設備等。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)行標準

封頭的執(zhí)行標準:

壓力容器封頭GB/T25198-2010

管路標準

GB/T12459-2005

GB/T13401-2005

電力標準

DL/T695-1999

D-GD87-0607

石化標準

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,不準備再向前延伸了,那就用一個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)直接關系到壓力容器的長期安全可靠運行。

GB150-1998厚度的定義

1、 計算厚度δ

是按各章公式計算得到的厚度。需要時,尚應計入其他載荷所需厚度。

2、設計厚度δd

是計算厚度δ與腐蝕裕量C2之和。

3、名義厚度δn

是設計厚度δd加上鋼材厚度負偏差C1后向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度。即標注在圖樣上的厚度。

4、有效厚度δe

是名義厚度δn減去腐蝕裕量C2和鋼材厚度負偏差C1的厚度

5、各種厚度的關系如圖

6、投料厚度(即毛坯厚度)

根據(jù)GB150——-1998第10章和各種厚度關系圖:

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

我國現(xiàn)有的封頭標準,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,這不僅造成不同標準封頭質(zhì)量要求不完全一致的 不合理現(xiàn)象,同時也給標準封頭的選用、標準的修訂帶來某些困難。

第一、以往的封頭標 準都是僅與 GB150《鋼制壓力容器》配套的,即只考慮了按規(guī)則設計的封頭的制造、檢驗 與驗收要求,而我國早在1995年就完成GB150與JB4732了壓力容器基礎標準的雙軌制( 與 《鋼制壓力容器分析設計標準》),缺少與分析設計相配套的封頭標準,不能不說是我國 壓力容器標準化工作的一大缺憾。

第二,GB150屬強制性標準,而根據(jù)GB150編制并與之配 套的封頭標準卻是指導(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、計算壓力PC=0.4MPa、設計溫度t=50℃、封頭為標準橢圓形封頭、材料為16MnR(設計溫度才材料許用應力為170MPa)、鋼材負偏差不大于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。求橢圓封頭的計算厚度、設計厚度和名義厚度。

KpDi

計算厚度δ=————————————————=4.73mm

2[σ]tΦ-0.5pc

計算厚度δd=δ + C2=4.73+1=5.73mm

考慮標準橢圓封頭有效厚度δe應不小于封頭內(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

考慮鋼材標準規(guī)格厚度作了上浮1mm的厚度第一次設計圓整值△1=1,故取δn=8mm。

根據(jù)專業(yè)封頭制造廠技術資料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計厚度δd(應取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、更大于設計厚度δd和計算厚度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及有關封頭標準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偏差(δn-C1),由此可能導致設計和制造兩次在設計厚度的基礎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,其值不小于設計厚度"。也就是說設計者應在圖紙上標注名義厚度和最小成形厚度(即設計厚度δd),這樣使得制造單位可根據(jù)制造工藝和原設計的設計圓整量決定是否再加制造減薄量。這種厚度的定義和標注是截止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)行標準中有以下兩個問題需解決。

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的貢獻率達到46%;上交稅金1.8億元,對財政收入的貢獻率達到52%。國內(nèi)市場占有率近40%,廣泛應用于電力、石化、油氣輸送、城市供排水等領域,秦山核電、北京核試驗快堆、三峽電站、西氣東輸?shù)葒�家重點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",被中國設備管理協(xié)會命名為"中國管道裝備制造基地",被中國石油和石油化工設備協(xié)會命名為"國家級特色產(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年被中國社會科學院認定為"中國縣域產(chǎn)業(yè)集群競爭力100強",被市政府納入滄港工業(yè)走廊。

GB/T12772-1999排水用柔性接口鑄鐵管及管件

GB/T 8803-2001 注射成型硬質(zhì)聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸鹽三元共聚物(ASA)管件熱烘箱試驗方法

GB/T 8802-2001 熱塑性塑料管材、管件維卡軟化溫度的測定

GB/T 18251-2000 聚烯烴管材、管件和混配料中顏料或炭黑分散的測定方法

GB/T 18474-2001 交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管材與管件交聯(lián)度的試驗方法

GB/T 18475-2001 熱塑性塑料壓力管材和管件用材料分級和命名總體使用(設計)系數(shù)

GB/T 18742.3-2002 冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)第3部分:管件

GB/T 18991-2003 冷熱水系統(tǒng)用熱塑性塑料管材和管件

GB/T 18993.3-2003 冷熱水用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系統(tǒng)第3部分: 管件

GB/T 18998.3-2003 工業(yè)用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系統(tǒng)第3部分: 管件

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GB/T 19278-2003 熱塑性塑料管材、管件及閥門通用術語及其定義

GB/T 19473.3-2004 冷熱水用聚丁烯(PB)管道系統(tǒng)第3部分:管件

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GB 15558.2-2005 燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分:管件

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GB/T 19807-2005 塑料管材和管件聚乙烯管材和電熔管件組合試件的制備

GB/T 19808-2005 塑料管材和管件公稱外徑大于或等于90mm的聚乙烯電熔組件的拉伸剝離試驗

GB/T 19809-2005 塑料管材和管件聚乙烯(PE)管材/管材或管材/管件熱熔對接組件的制備

GB/T 19810-2005 聚乙烯(PE)管材和管件熱熔對接接頭拉伸強度和破壞形式的測定

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GB/T 19993-2005 冷熱水用熱塑性塑料管道系統(tǒng)管材管件組合系統(tǒng)熱循環(huán)試驗方法

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GB/T 20674.1-2006 塑料管材和管件聚乙烯系統(tǒng)熔接設備第1部分:熱熔對接

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GB/T 17457-2009 球墨鑄鐵管和管件水泥砂漿內(nèi)襯

GB/T 24596-2009 球墨鑄鐵管和管件聚氨酯涂層

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GB/T 5135.19-2010 自動噴水滅火系統(tǒng)第19部分:塑料管道及管件

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GB/T 26120-2010 低壓不銹鋼螺紋管件

GB/T 26081-2010 污水用球墨鑄鐵管、管件和附件

GB 26255.2-2010 燃氣用聚乙烯管道系統(tǒng)的機械管件第2部分:公稱外徑大于63mm的管材用鋼塑轉(zhuǎn)換管件

GB 26255.1-2010 燃氣用聚乙烯管道系統(tǒng)的機械管件第1部分:公稱外徑不大于63mm的管材用鋼塑轉(zhuǎn)換管件

GB/T 26500-2011 氟塑料襯里鋼管、管件通用技術要求

GB/T 19228.2-2011 不銹鋼卡壓式管件組件第2部分:連接用薄壁不銹鋼管

GB/T 19228.1-2011 不銹鋼卡壓式管件組件第1部分:卡壓式管件

GB/T 27684-2011 鈦及鈦合金無縫和焊接管件

GB/T 27891-2011 碳鋼卡壓式管件

1、《鋼制對焊無縫管件》GB/T 12459-2005

2、《鋼板制對焊管件》GB/T 13401-2005

3、《電站鋼制對焊管件》DL/T 695-1999

SH 3408 鋼制對焊無縫管件 SH 3409 鋼板制對焊管件

SH 3410 鍛鋼制承插焊管件

HGJ514-87碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件

《壓力容器封頭》GB/T25198-2010

ASME/ANSI B16.9 工廠制造的無縫鋼管制對焊管件

ASME/ANSI B16.11 承插焊和螺紋鍛造管件

ASME/ANSI B16.28 鋼制對焊小半徑彎頭和回頭彎

ASME B16.5 管法蘭和法蘭配件

MSS SP-43 鍛制不銹鋼對焊管件

MSS SP-83 承插焊和螺紋活接頭

MSS SP-97 承插焊、螺紋和對焊端的整體加強式管座

ASME B16.3-1998可鍛鑄鐵螺紋管

通用標準

1 GB13-86(97版) 室外給水設計規(guī)范

2 GB14-87(97版) 室外排水設計規(guī)范

3 GB150-1998 鋼制壓力容器

4 GB50028-1993(2002年版) 城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 98修訂

5 GB50030-1991 氧氣站設計規(guī)范 ×

6 GB50031-1991 乙炔站設計規(guī)范 ×

7 GB50041-1992 鍋爐房設計規(guī)范 ×

8 GB50049-1994 小型火力發(fā)電站設計規(guī)范

9 GB50156-2002 汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范

10 GB50177-1993 氫氧氣站設計規(guī)范 ×

11 GB50195-1994 發(fā)生爐煤氣站設計規(guī)范 ×

12 GB50251-2003輸氣管道工程設計規(guī)范

13 GB50253-2003 輸油管道工程設計規(guī)范

14 GB/T50265-1997 泵站設計規(guī)范 ×

15 GB50316-2000工業(yè)金屬管道設計規(guī)范

16 GB50029-2003 壓縮空氣站設計規(guī)范

17 GB50074-2002石油庫設計規(guī)范GBJ74

18 HG20695-1987 化工管道設計規(guī)范 HGJ8

19 HG20519-1992 化工工藝設計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定

20 HG20546-1992 化工裝置設備布置設計規(guī)定 *

21 HG/T20549-1998 化工裝置管道布置設計規(guī)定 *

22 HG/T20645-1998 化工裝置管道機械設計規(guī)定 *

23 HG/T20646-1999 化工裝置管道材料設計規(guī)定 *

24 HG20581-1998 鋼制化工容器材料選用規(guī)定

25 HG20582-1998 鋼制化工容器強度計算規(guī)定

26 SHJ9-89 石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范

27 SH3011-2000 石油化工工藝裝置設備布置設計通則

28 SH3012-2000 石油化工管道布置設計通則

29 SH/T3041-2002 石油化工管道柔性設計規(guī)范

30 SH3007-1999 石油化工企業(yè)儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范 SHJ7

31 SH3034-1999 石油化工給水排水管道設計規(guī)范 SHJ34

32 SH3059-1994 石油化工企業(yè)管道設計器材選用通則

33 SY/T0015.1~.2-1998 原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設計規(guī)范

34 SY/T0075-2002 油罐區(qū)防火堤設計規(guī)范

34 SYJ13-86 原油長輸管道工藝及輸油站設計規(guī)范

35 SYJ14-85 原油長輸管道路線設計規(guī)范

36 SY/T0325-2001 鋼質(zhì)管道穿越鐵路和公路推薦做法

37 SY/T0518-2002 油氣管道鋼制對焊管件設計規(guī)程

38 SY/T10043-2002 泄壓和減壓系統(tǒng)指南

39 SY/T10044-2002 煉油廠壓力泄放裝置的尺寸確定、選擇和安裝的推薦做法

40 DL5000-1994火力發(fā)電廠設計技術規(guī)范

41 DL/T5054-1996 火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定

42 SDGJ6-90 火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術規(guī)定

43 CJJ34-2002 城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范

其他類

噪聲控制、防靜電、隔熱、防腐、抗震、夾套類

1 GBJ44-82 室外煤氣熱力工程設施抗震鑒定標準

2 GBJ87-85工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范*

3 GB/T4272-1992 設備和管道保溫技術通則

4 GB7231-1987 工業(yè)管路的基本識別色和識別符號

5 GB/T8175-1987 設備和管道保溫設計導則

6 GB/T8923-1988 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級

7 GB/T11790-1996 設備和管道保冷技術通則

8 GB12158-1990 防止靜電事故通用導則

9 GB12348-1990工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準

10 GB12801-1991 生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則

11GB/T15586-1995 設備和管道保冷設計導則

12 GB50264-1997 工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范

13 HG20503-1992 化工建設項目噪聲控制設計規(guī)定 *

14 HG20560-1994 化工工藝防靜電設計導則

15 HG/T20675-1990 化工企業(yè)靜電接地設計規(guī)程 HGJ28

16 HG/T20679-1990 化工設備、管道外防腐設計規(guī)定 HGJ34

17 HG25043-1991 管道涂色規(guī)定

18 SH3022-1999 石油化工企業(yè)設備與管道涂料防腐設計與施工規(guī)范 SHJ22

19 SHJ39-91 石油化工企業(yè)非埋地管道抗震設計通則

20 SHJ40-91 石油化工企業(yè)蒸汽伴管及夾套管設計規(guī)范

21 SHJ43-91 石油化工企業(yè)設備與管道表面涂色和標志

22 SH3010-2000 石油化工企業(yè)設備和管道隔熱設計規(guī)范

23 SH3097-2000 石油化工靜電接地設計規(guī)范

24 SYJ7-84 鋼制管道及儲罐防腐蝕工程設計規(guī)范

25 SYJ8-84 埋地鋼質(zhì)管道石油瀝青防腐涂層技術標準

26 SY0007-1999 鋼制管道及儲罐