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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(shè)備,如儲罐、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(yīng)計入其他載荷所需厚度。

2、設(shè)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(shè)計厚度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(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(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的雙軌制( 與 《鋼制壓力容器分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》),缺少與分析設(shè)計相配套的封頭標(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、計算壓力PC=0.4MPa、設(shè)計溫度t=50℃、封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭、材料為16MnR(設(shè)計溫度才材料許用應(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。求橢圓封頭的計算厚度、設(shè)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(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(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)計和制造兩次在設(shè)計厚度的基礎(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)計厚度"。也就是說設(shè)計者應(yīng)在圖紙上標(biāo)注名義厚度和最小成形厚度(即設(shè)計厚度δd),這樣使得制造單位可根據(jù)制造工藝和原設(shè)計的設(shè)計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(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(shè)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(shè)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(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。

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(shè)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

GB/T 19228.3-2003 不銹鋼卡壓式管件用橡膠O形密封圈

GB/T 19278-2003 熱塑性塑料管材、管件及閥門通用術(shù)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

GB/T 12459-2005 鋼制對焊無縫管件

GB/T 19712-2005 塑料管材和管件聚乙烯(PE)鞍形旁通抗沖擊試驗方法

GB 15558.2-2005 燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)第2部分:管件

GB/T 13663.2-2005 給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分:管件

GB/T 19806-2005 塑料管材和管件聚乙烯電熔組件的擠壓剝離試驗

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(qiáng)度和破壞形式的測定

GB/T 13401-2005 鋼板制對焊管件

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

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環(huán)境應(yīng)力開裂敏感性的試驗方法和技術(shù)要求

GB/T 20201-2006 灌溉用聚乙烯(PE)壓力管機(jī)械連接管件

GB/T 20207.2-2006 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)壓力管道系統(tǒng)第2部分:管件

GB/T 20674.2-2006 塑料管材和管件聚乙烯系統(tǒng)熔接設(shè)備第2部分:電熔連接

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

GB/T 8801-2007 硬聚氯乙烯(PVC-U)管件墜落試驗方法

GB/T 21300-2007 塑料管材和管件不透光性的測定

GB/T 21409-2008 玻璃設(shè)備、管道和管件檢驗、安裝和使用的一般規(guī)則

GB/T 21408-2008 玻璃設(shè)備、管道和管件15mm~150mm口徑管道和管件的通用性和互換性

GB/T 14383-2008 鍛制承插焊和螺紋管件

GB/T 13295-2008 水及燃?xì)夤艿烙们蚰�鑄鐵管、管件和附件

GB/T 6567.3-2008 技術(shù)制圖管路系統(tǒng)的圖形符號管件

GB/T 22051-2008 交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管用滑緊卡套冷擴(kuò)式管件

GB/T 6567.5-2008 技術(shù)制圖管路系統(tǒng)的圖形符號管路、管件和閥門等圖形符號的軸測圖畫法

GB/T 11618.1-2008 銅管接頭第1部分:釬焊式管件

GB/T 12772-2008 排水用柔性接口鑄鐵管、管件及附件

GB/T 3420-2008 灰口鑄鐵管件

GB/T 11618.2-2008 銅管接頭第2部分:卡壓式管件

GB/T 23241-2009 灌溉用塑料管材和管件基本參數(shù)及技術(shù)條件

GB/T 23682-2009 制冷系統(tǒng)和熱泵軟管件、隔震管和膨脹接頭要求、設(shè)計與安裝

GB/T 24452-2009 建筑物內(nèi)排污、廢水(高、低溫)用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管材和管件

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

GB/T 24672-2009 噴灌用金屬薄壁管及管件

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

GB/T 26002-2010 燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋軟管及管件

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?xì)庥镁垡蚁┕艿老到y(tǒng)的機(jī)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?xì)庥镁垡蚁┕艿老到y(tǒng)的機(jī)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(shù)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(qiáng)式管座

ASME B16.3-1998可鍛鑄鐵螺紋管

通用標(biāo)準(zhǔn)

1 GB13-86(97版) 室外給水設(shè)計規(guī)范

2 GB14-87(97版) 室外排水設(shè)計規(guī)范

3 GB150-1998 鋼制壓力容器

4 GB50028-1993(2002年版) 城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范 98修訂

5 GB50030-1991 氧氣站設(shè)計規(guī)范 ×

6 GB50031-1991 乙炔站設(shè)計規(guī)范 ×

7 GB50041-1992 鍋爐房設(shè)計規(guī)范 ×

8 GB50049-1994 小型火力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范

9 GB50156-2002 汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范

10 GB50177-1993 氫氧氣站設(shè)計規(guī)范 ×

11 GB50195-1994 發(fā)生爐煤氣站設(shè)計規(guī)范 ×

12 GB50251-2003輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范

13 GB50253-2003 輸油管道工程設(shè)計規(guī)范

14 GB/T50265-1997 泵站設(shè)計規(guī)范 ×

15 GB50316-2000工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范

16 GB50029-2003 壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范

17 GB50074-2002石油庫設(shè)計規(guī)范GBJ74

18 HG20695-1987 化工管道設(shè)計規(guī)范 HGJ8

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

20 HG20546-1992 化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定 *

21 HG/T20549-1998 化工裝置管道布置設(shè)計規(guī)定 *

22 HG/T20645-1998 化工裝置管道機(jī)械設(shè)計規(guī)定 *

23 HG/T20646-1999 化工裝置管道材料設(shè)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(qiáng)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(shè)計規(guī)范

27 SH3011-2000 石油化工工藝裝置設(shè)備布置設(shè)計通則

28 SH3012-2000 石油化工管道布置設(shè)計通則

29 SH/T3041-2002 石油化工管道柔性設(shè)計規(guī)范

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

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

32 SH3059-1994 石油化工企業(yè)管道設(shè)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(shè)計規(guī)范

34 SY/T0075-2002 油罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范

34 SYJ13-86 原油長輸管道工藝及輸油站設(shè)計規(guī)范

35 SYJ14-85 原油長輸管道路線設(shè)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(shè)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(shè)計技術(shù)規(guī)范

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

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

43 CJJ34-2002 城市熱力網(wǎng)設(shè)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(shè)施抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)

2 GBJ87-85工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范*

3 GB/T4272-1992 設(shè)備和管道保溫技術(shù)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(shè)備和管道保溫設(shè)計導(dǎo)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(shè)備和管道保冷技術(shù)通則

8 GB12158-1990 防止靜電事故通用導(dǎo)則

9 GB12348-1990工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)

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

11GB/T15586-1995 設(shè)備和管道保冷設(shè)計導(dǎo)則

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

13 HG20503-1992 化工建設(shè)項目噪聲控制設(shè)計規(guī)定 *

14 HG20560-1994 化工工藝防靜電設(shè)計導(dǎo)則

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

16 HG/T20679-1990 化工設(shè)備、管道外防腐設(shè)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(shè)備與管道涂料防腐設(shè)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(shè)計通則

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

21 SHJ43-91 石油化工企業(yè)設(shè)備與管道表面涂色和標(biāo)志

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

23 SH3097-2000 石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范

24 SYJ7-84 鋼制管道及儲罐防腐蝕工程設(shè)計規(guī)范

25 SYJ8-84 埋地鋼質(zhì)管道石油瀝青防腐涂層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

26 SY0007-1999 鋼制管道及儲罐