今天是:

封头

  封头是容器的一个部件(如右图)根据几何形状的不同,可分为球形、碟形、椭圆形、球冠型、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型封头。运用于各种容器设备,如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉和分离设备等。

封头安全经济合理的成形保证:

 

1. GB150-1998标准有关厚度的定义
   (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C1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)
2. 封头设计计算案例
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δe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。
3. GB150及有关封头标准的厚度定义不甚合理
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小于名义厚度减钢板负偏差(δn-C1),由此可能导致设计和制造两次在设计厚度的基础上增加厚度以保证成形厚度。为此,曾经提出了最小成形厚度的概念:"热卷圆筒或凸形封头加工成形后需保证的厚度,其值不小于设计厚度"。也就是说设计者应在图纸上标注名义厚度和最小成形厚度(即设计厚度δd),这样使得制造单位可根据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目前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。
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