封头是指用以封闭容器端部使其内外
介质隔离的元件,又称
端盖。圆筒形
容器的封头一般都是迥转壳体。按封头表面的形状可分为凸形、锥形、平板形和组合形。凸形封头是指
外表面形状为凸面的封头,如半球形、椭圆形、
碟形和
无折边球形封头等。有的气瓶采用凸面向内的组合形底封头,既可保证强度,又能满足安全使用的需求。
简介
定义
封头是容器的一个部件,是以焊接方式连接
筒体。(如下图)根据
几何形状的不同,可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、
锥壳和平盖等几种,其中球形 、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。在焊接上分为对焊封头,承插焊封头。用于各种容器设备,如储罐、换热器、塔、
反应釜、锅炉和
分离设备等。材质有碳钢(A3、20#、
Q235、
Q345B、
16Mn等)、
不锈钢(304、321、304L、316、316L等)、
合金钢(15Mo3 15CrMoV
35CrMoV 45CrMo )、铝、钛、铜、镍及
镍合金等。
执行标准
管路标准
GB/T12459-2005
GB/T13401-2005
DL/T695-1999
石化标准
SH3408-1996
SH3409-1996
用途
封头是石油化工、
原子能到食品制药诸多行业压力容器设备中不可缺少的重要部件。
● 封头是压力容器上的
端盖,是压力容器的一个主要
承压部件。所起的作用是密封作用。一是做成了罐形压力容器的上下底,二是管道到头了,不准备再向前延伸了,那就用一个封头在把管子用焊接的形式密封住。和封头的作用差不多的的产品有
盲板和
管帽,不过那两种产品是可以拆卸的。而封头焊好了之后是不可以再拆卸的。 与之配套的管件有压力容器、管道、
法兰盘、弯头、三通、四通等产品。
●封头的品质直接关系到压力容器的长期安全可靠运行。
其它
GB150-1998厚度的定义
(1) 计算厚度δ
是按各章公式计算得到的厚度。需要时,尚应计入其他载荷所需厚度。
(2) 设计厚度δd
是计算厚度δ与腐蚀裕量C2之和。
(3) 名义厚度δn
是设计厚度δd加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准规格的厚度。即标注在图样上的厚度。
(4) 有效厚度δe
是名义厚度δn减去腐蚀裕量C2和钢材厚度负偏差C1的厚度
(5) 各种厚度的关系如图
(6) 投料厚度(即毛坯厚度)
根据GB150---1998第10章和各种厚度关系图:
δs=δ +C1+C2+Δ1(厚度第一次设计圆整值)+C3(加工减薄量)+(厚度第二次制造圆整值)
基本要求
我国现有的封头标准,是按结构型式(椭圆形、碟形、锥形)、成形方式 (冲压、
旋压)的不同,而分别制订的,这不仅造成不同标准封头
质量要求不完全一致的 不合理现象,同时也给标准封头的选用、标准的修订带来某些困难。
第一、以往的封头标 准都是仅与 GB150《钢制压力容器》配套的,即只考虑了
按规则设计的封头的制造、检验 与验收要求,而我国早在1995年就完成GB150与JB4732了压力容器
基础标准的
双轨制( 与 《钢制压力容器
分析设计标准》),缺少与分析设计相配套的封头标准,不能不说是我国 压力容器
标准化工作的一大缺憾。
第二,GB150属
强制性标准,而根据GB150编制并与之配 套的封头标准却是指导(推荐)性的,这显然是不合理的,也难以保证封头这一重要
受压元件的质量。
材料分析
容器内径Di=4000mm、
计算压力Pc=0.4MPa、
设计温度t=50℃、封头为标准
椭圆形封头、材料为16MnR(设计温度才材料
许用应力为170MPa)、钢材
负偏差不大于0.25mm且不超过
名义厚度的6%、腐蚀裕量C2=1mm、封头拼焊的
焊接接头系数?=1。求
椭圆封头的
计算厚度、设计厚度和名义厚度。
KpDi
计算厚度δ=----------------=4.73mm
2[σ]tΦ-0.5pc
计算厚度δd=δ + C2=4.73+1=5.73mm
考虑标准椭圆封头
有效厚度δe应不小于封头内径Di的0.15%,有效厚度δe=0.15%Di=6mm
δe>δd、C1=0、C2=1、名义厚度δn=δe+C1+C2=6+0+1=7mm
考虑钢材标准规格厚度作了上浮1mm的厚度第一次设计圆整值△1=1,故取δn=8mm。
根据专业封头
制造厂技术资料Di=4000、δn=8封头加工减薄量C3=1.5mm,经厚度第二次
圆整值△2=0.5。
如要求封头成形厚度不得小于名义厚度δn减钢板负偏差C1,则投料厚度:
δs=δn+C1+C3+△2=8+0+1.5+0.5=10mm,而成形后的
最小厚度为8.5mm。如采用封头成形厚度不小于设计厚度δd(应取δ
e值),则投料厚度:δs=δd(δe)+C3+△2=8mm,而成形后的最小厚度为6.5mm、且大于有效厚度δe、更大于设计厚度δd和计算厚度δ。
从以上可看出,两种不同要求,使该封头的投料厚度有2mm之差,而重量相差有300kg之多。
厚度定义
GB150及有关封头标准的厚度定义不甚合理,主要体现在容器和封头
成形后的厚度要求上,对凸形封头和
热卷筒的成形厚度
要求不得制造工艺和原设计的设计圆整量决定是否再加制造减薄量。这种厚度的定义和标注是截止2013年国际压力容器界的流行方法,有其
合理性,但在我国现行标准中有以下两个问题需解决。
管帽标准
GB/T12772-1999排水用
柔性接口铸铁管及管件
GB/T 8803-2001
注射成型硬质
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-
丙烯酸盐三元共聚物(ASA)管件
热烘箱试验方法
GB/T 8802-2001
热塑性塑料管材、管件
维卡软化温度的测定
GB/T 18251-2000
聚烯烃管材、管件和混配料中颜料或
炭黑分散的测定方法
GB/T 18474-2001
交联聚乙烯(PE-X)管材与管件
交联度的试验方法
GB/T 18475-2001
热塑性塑料压力管材和管件用材料分级和命名总体使用(设计)系数
GB/T 18742.3-2002
冷热水用聚丙烯管道系统第3部分:管件
GB/T 18991-2003 冷热水系统用热塑性塑料管材和管件
GB/T 18993.3-2003 冷热水用
氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系统第3部分: 管件
GB/T 18998.3-2003
工业用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系统第3部分: 管件
GB/T 19228.3-2003
不锈钢卡压式管件用橡胶O形
密封圈GB/T 19278-2003 热塑性塑料管材、管件及阀门通用术语及其定义
GB/T 19473.3-2004
冷热水用聚丁烯(
PB)管道系统第3部分:管件
GB/T 12459-2005 钢制对焊无缝管件
GB/T 19712-2005
塑料管材和管件
聚乙烯(PE)鞍形旁通抗
冲击试验方法
GB 15558.2-2005
燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分:管件
GB/T 13663.2-2005
给水用聚乙烯(PE)管道系统第2部分:管件
GB/T 19806-2005
塑料管材和管件聚乙烯电熔组件的挤压剥离试验
GB/T 19807-2005 塑料管材和管件
聚乙烯管材和
电熔管件组合试件的制备
GB/T 19808-2005 塑料管材和管件
公称外径大于或等于90mm的聚乙烯电熔组件的拉伸剥离试验
GB/T 19809-2005 塑料管材和管件聚乙烯(PE)管材/管材或管材/管件热熔对接组件的制备
GB/T 19810-2005 聚乙烯(PE)管材和管件热熔
对接接头拉伸强度和
破坏形式的测定
GB/T 13401-2005 钢板制对焊管件
GB/T 19993-2005 冷热水用
热塑性塑料管道系统管材管件
组合系统热循环试验方法
GB/T 5836.2-2006
建筑排水用
硬聚氯乙烯(PVC-U)管件
GB/T 15819-2006
灌溉用聚乙烯(PE)管材由插入式管件引起
环境应力开裂敏感性的试验方法和
技术要求GB/T 20201-2006 灌溉用聚乙烯(PE)
压力管机械连接管件
GB/T 20207.2-2006 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)压力管道系统第2部分:管件
GB/T 20674.2-2006
塑料管材和管件聚乙烯系统
熔接设备第2部分:
电熔连接GB/T 20674.1-2006 塑料管材和管件聚乙烯系统熔接设备第1部分:热熔对接
GB/T 8801-2007
硬聚氯乙烯(PVC-U)管件
坠落试验方法
GB/T 21300-2007
塑料管材和管件不透光性的测定
GB/T 21409-2008 玻璃设备、管道和管件检验、安装和使用的
一般规则GB/T 21408-2008 玻璃设备、管道和管件15mm~150mm口径管道和管件的通用性和
互换性GB/T 14383-2008
锻制承插焊和螺纹管件GB/T 13295-2008 水及
燃气管道用
球墨铸铁管、管件和附件
GB/T 6567.3-2008 技术
制图管路系统的
图形符号管件
GB/T 22051-2008
交联聚乙烯(PE-X)管用滑紧
卡套冷扩式管件
GB/T 6567.5-2008 技术制图管路系统的图形符号管路、管件和阀门等图形符号的
轴测图画法
GB/T 11618.1-2008 铜管接头第1部分:钎焊式管件
GB/T 12772-2008 排水用
柔性接口铸铁管、管件及附件
GB/T 11618.2-2008 铜管接头第2部分:
卡压式管件GB/T 23241-2009
灌溉用塑料管材和管件
基本参数及
技术条件GB/T 23682-2009
制冷系统和热泵软管件、隔震管和膨胀接头要求、设计与安装
GB/T 24452-2009 建筑物内排污、废水(高、低温)用
氯化聚氯乙烯(PVC-C)管材和管件
GB/T 17457-2009
球墨铸铁管和管件
水泥砂浆内衬GB/T 24596-2009
球墨铸铁管和管件聚氨酯涂层
GB/T 24672-2009 喷灌用金属
薄壁管及管件
GB/T 5135.19-2010
自动喷水灭火系统第19部分:
塑料管道及管件
GB/T 26002-2010
燃气输送用不锈钢波纹软管及管件GB/T 26120-2010 低压
不锈钢螺纹管件GB/T 26081-2010 污水用
球墨铸铁管、管件和附件
GB 26255.2-2010 燃气用
聚乙烯管道系统的机械管件第2部分:公称外径大于63mm的管材用钢塑转换管件
GB 26255.1-2010 燃气用聚乙烯管道系统的机械管件第1部分:公称外径不大于63mm的管材用钢塑转换管件
GB/T 26500-2011 氟
塑料衬里钢管、管件通用技术要求
GB/T 19228.2-2011
不锈钢卡压式管件组件第2部分:连接用
薄壁不锈钢管GB/T 19228.1-2011 不锈钢
卡压式管件组件第1部分:卡压式管件
GB/T 27684-2011 钛及
钛合金无缝和
焊接管件GB/T 27891-2011 碳钢卡压式管件
行业标准
(1)《
钢制对焊无缝管件》GB/T 12459—2005
(2)《钢板制对焊管件》GB/T 13401—2005
(3)《
电站钢制对焊管件》DL/T 695—1999
SH 3408
钢制对焊无缝管件 SH 3409 钢板制对焊管件
美国管件
ASME/ANSI B16.9 工厂制造的无缝钢管制
对焊管件ASME/ANSI B16.11 承插焊和螺纹
锻造管件ASME/ANSI B16.28 钢制对焊小半径弯头和
回头弯MSS SP-43 锻制不锈钢对焊管件
MSS SP-97 承插焊、螺纹和对焊端的整体加强式
管座工程设计
通用标准
1 GB13-86(97版) 室外给水设计规范
3 GB150-1998 钢制压力容器
4 GB50028-1993(2002年版)
城镇燃气设计规范 98修订
8 GB50049-1994 小型火力发电站设计规范
9 GB50156-2002 汽车加油加气站设计与
施工规范10 GB50177-1993
氢氧气站设计规范 ×
11 GB50195-1994
发生炉煤气站设计规范 ×
12 GB50251-2003输气管道工程设计规范
13 GB50253-2003 输油
管道工程设计规范
14 GB/T50265-1997 泵站设计规范 ×
15 GB50316-2000
工业金属管道设计规范
16 GB50029-2003 压缩空气站设计规范
17 GB50074-2002
石油库设计规范GBJ74
18 HG20695-1987
化工管道设计规范 HGJ8
19 HG20519-1992
化工工艺设计施工图内容和深度统一规定
20 HG20546-1992 化工装置设备布置设计规定 *
21 HG/T20549-1998 化工装置管道布置设计规定 *
22 HG/T20645-1998 化工装置管道
机械设计规定 *
23 HG/T20646-1999 化工装置管道
材料设计规定 *
24 HG20581-1998 钢制化工容器材料选用规定
25 HG20582-1998 钢制化工容器强度计算规定
26 SHJ9-89
石油化工企业
燃料气系统和
可燃性气体排放系统设计规范
27 SH3011-2000 石油化工工艺装置设备布置设计通则
28 SH3012-2000 石油
化工管道布置设计通则
29 SH/T3041-2002 石油化工管道柔性设计规范
30 SH3007-1999 石油化工企业储运系统罐区设计规范 SHJ7
31 SH3034-1999 石油化工给水
排水管道设计规范 SHJ34
32 SH3059-1994 石油化工企业管道设计器材选用通则
33 SY/T0015.1~.2-1998 原油和天然气
输送管道穿跨越工程设计规范
34 SY/T0075-2002
油罐区防火堤设计规范34 SYJ13-86 原油
长输管道工艺及
输油站设计规范
35 SYJ14-85 原油长输管道路线设计规范
36 SY/T0325-2001
钢质管道穿越铁路和公路推荐做法37 SY/T0518-2002 油气管道钢制对焊管件设计规程
38 SY/T10043-2002
泄压和减压系统指南39 SY/T10044-2002
炼油厂压力
泄放装置的尺寸确定、选择和安装的推荐做法
40 DL5000-1994
火力发电厂设计技术规范41 DL/T5054-1996
火力发电厂汽水管道设计技术规定
42 SDGJ6-90 火力发电厂
汽水管道应力计算技术规定
其他类
1 GBJ44-82 室外煤气
热力工程设施抗震
鉴定标准3 GB/T4272-1992 设备和
管道保温技术通则
4 GB7231-1987 工业管路的基本识别色和识别符号
5 GB/T8175-1987 设备和管道保温设计导则
6 GB/T8923-1988 涂装前钢材表面
锈蚀等级和
除锈等级7 GB/T11790-1996 设备和管道保冷技术通则
8 GB12158-1990 防止
静电事故通用导则
10 GB12801-1991
生产过程安全
卫生要求
总则11GB/T15586-1995 设备和管道保冷设计导则
12 GB50264-1997
工业设备及管道
绝热工程设计规范
13 HG20503-1992 化工
建设项目噪声控制设计规定 *
14 HG20560-1994 化工工艺防静电设计导则
15 HG/T20675-1990 化工企业静电
接地设计规程 HGJ28
16 HG/T20679-1990
化工设备、管道外防腐设计规定 HGJ34
17 HG25043-1991 管道涂色规定
18 SH3022-1999 石油化工企业设备与管道涂料防腐设计与施工规范 SHJ22
19 SHJ39-91 石油化工企业非埋地管道抗震设计通则
20 SHJ40-91 石油化工企业蒸汽伴管及夹套管设计规范
21 SHJ43-91 石油化工企业设备与管道表面涂色和标志
22 SH3010-2000 石油化工企业设备和管道隔热设计规范
23 SH3097-2000 石油化工
静电接地设计规范
24 SYJ7-84 钢制管道及储罐防腐蚀工程设计规范
25 SYJ8-84 埋地钢质管道
石油沥青防腐涂层技术标准26 SY0007-1999 钢制管道及储罐