簡介
定義
封頭屬壓力容器中鍋爐部件的一種,其一作用就是把管道末端封住,不準備再打開了。其二就是做為容器的兩底和上端使用。與之相近的産品有盲闆和管帽,不過那兩種産品是可以再次打開的。
封頭是容器的一個部件,是以焊接方式連接筒體。根據幾何形狀的不同,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。材質有碳鋼(A3、20#、Q235、Q345B、16Mn等)、不鏽鋼(304、321、304L、316、316L等)、合金鋼(15Mo315CrMoV35CrMoV45CrMo)、鋁、钛、銅、鎳及鎳合金等。
執行标準
壓力容器封頭GB/T25198-2010
管路标準
GB/T12459-2005
GB/T13401-2005
電力标準
DL/T695-1999
D-GD87-0607
石化标準
SH3408-1996
SH3409-1996
用途
封頭是石油化工、原子能到食品制藥諸多行業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産品有盲闆和管帽,不過那兩種産品是可以拆卸的。而封頭焊好了之後是不可以再拆卸的。與之配套的管件有壓力容器、管道、法蘭盤、彎頭、三通、四通等産品。
●封頭的品質直接關系到壓力容器的長期安全可靠運行。
其它
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後向上圓整至鋼材标準規格的厚度。即标注在圖樣上的厚度。
(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)
基本要求
我國現有的封頭标準,是按結構型式(橢圓形、碟形、錐形)、成形方式(沖壓、旋壓)的不同,而分别制訂的,這不僅造成不同标準封頭質量要求不完全一緻的不合理現象,同時也給标準封頭的選用、标準的修訂帶來某些困難。
第一、以往的封頭标準都是僅與GB150《鋼制壓力容器》配套的,即隻考慮了按規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了壓力容器基礎标準的雙軌制(與《鋼制壓力容器分析設計标準》),缺少與分析設計相配套的封頭标準,不能不說是我國壓力容器标準化工作的一大缺憾。
第二,GB150屬強制性标準,而根據GB150編制并與之配套的封頭标準卻是指導(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量。
材料分析
容器内徑Di=4000mm、計算壓力Pc=0.4MPa、設計溫度t=50℃、封頭為标準橢圓形封
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?=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
考慮标準橢圓封頭有效厚度δe應不小于封頭内徑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
考慮鋼材标準規格厚度作了上浮1mm的厚度第一次設計圓整值△1=1,故取δn=8mm。
根據專業封頭制造廠技術資料Di=4000、δn=8封頭加工減薄量C3=1.5mm,經厚度第二次圓整值△2=0.5。
如要求封頭成形厚度不得小于名義厚度δn減鋼闆負偏差C1,則投料厚度:
δs=δn+C1+C3+△2=8+0+1.5+0.5=10mm,而成形後的最小厚度為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,而成形後的最小厚度為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及有關封頭标準的厚度定義不甚合理,主要體現在容器和封頭成形後的厚度要求上,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闆負偏差(δn-C1),由此可能導緻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後需保證的厚度,其值不小于設計厚度"。也就是說設計者應在圖紙上标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。這種厚度的定義和标注是截止2013年國際壓力容器界的流行方法,有其合理性,但在我國現行标準中有以下兩個問題需解決。
産地
管道裝備制造業做為鹽山的特色産業,起源于上世紀七十年代,起初隻能生産簡單的彎頭、法蘭等管件,經過30多年的扶持和培育,産業規模增長了上百倍,産品體系不斷健全,發展成為涵蓋管道和管道配件的完整産業體系。2008年,鹽山的管道裝備企業總數達到986家,總資産50億元,年加工能力1000萬噸。全年管道裝備制造業完成銷售收入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,對财政收入的貢獻率達到52%。國内市場占有率近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、西氣東輸等國家重點工程都大量選用我縣的産品;2006年鹽山的管道裝備制造業被河北省中小企業局命名為“河北省重點産業集群”。
2007年被河北省科技廳命名為“河北省特色産業基地”,被中國設備管理協會命名為“中國管道裝備制造基地”,被中國石油和石油化工設備協會命名為“國家級特色産業集群”,被省委、省政府确定為“十大裝備制造園區”之一。2008年被中國社會科學院認定為“中國縣域産業集群競争力100強”,被市政府納入滄港工業走廊。
管帽标準
GB/T12772-1999排水用柔性接口鑄鐵管及管件
GB/T8803-2001注射成型硬質聚氯乙烯(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/T8802-2001熱塑性塑料管材、管件維卡軟化溫度的測定
GB/T18251-2000聚烯烴管材、管件和混配料中顔料或炭黑分散的測定方法
GB/T18474-2001交聯聚乙烯(PE-X)管材與管件交聯度的試驗方法
GB/T18475-2001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
GB/T18742.3-2002冷熱水用聚丙烯管道系統第3部分:管件
GB/T18991-2003冷熱水系統用熱塑性塑料管材和管件
GB/T18993.3-2003冷熱水用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系統第3部分:管件
GB/T18998.3-2003工業用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系統第3部分:管件
GB/T19228.3-2003不鏽鋼卡壓式管件用橡膠O形密封圈
GB/T19278-2003熱塑性塑料管材、管件及閥門通用術語及其定義
GB/T19473.3-2004冷熱水用聚丁烯(PB)管道系統第3部分:管件
GB/T12459-2005鋼制對焊無縫管件
GB/T19712-2005塑料管材和管件聚乙烯(PE)鞍形旁通抗沖擊試驗方法
GB15558.2-2005燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統第2部分:管件
GB/T13663.2-2005給水用聚乙烯(PE)管道系統第2部分:管件
GB/T19806-2005塑料管材和管件聚乙烯電熔組件的擠壓剝離試驗
GB/T19807-2005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/T19808-2005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/T19809-2005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/T19810-2005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
GB/T13401-2005鋼闆制對焊管件
GB/T19993-2005冷熱水用熱塑性塑料管道系統管材管件組合系統熱循環試驗方法
GB/T5836.2-2006建築排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件
GB/T15819-2006灌溉用聚乙烯(PE)管材由插入式管件引起環境應力開裂敏感性的試驗方法和技術要求
GB/T20201-2006灌溉用聚乙烯(PE)壓力管機械連接管件
GB/T20207.2-2006丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)壓力管道系統第2部分:管件
GB/T20674.2-2006塑料管材和管件聚乙烯系統熔接設備第2部分:電熔連接
GB/T20674.1-2006塑料管材和管件聚乙烯系統熔接設備第1部分:熱熔對接
GB/T8801-2007硬聚氯乙烯(PVC-U)管件墜落試驗方法
GB/T21300-2007塑料管材和管件不透光性的測定
GB/T21409-2008玻璃設備、管道和管件檢驗、安裝和使用的一般規則
GB/T21408-2008玻璃設備、管道和管件15mm~150mm口徑管道和管件的通用性和互換性
GB/T14383-2008鍛制承插焊和螺紋管件
GB/T13295-2008水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件
GB/T6567.3-2008技術制圖管路系統的圖形符号管件
GB/T22051-2008交聯聚乙烯(PE-X)管用滑緊卡套冷擴式管件
GB/T6567.5-2008技術制圖管路系統的圖形符号管路、管件和閥門等圖形符号的軸測圖畫法
GB/T11618.1-2008銅管接頭第1部分:釺焊式管件
GB/T12772-2008排水用柔性接口鑄鐵管、管件及附件
GB/T3420-2008灰口鑄鐵管件
GB/T11618.2-2008銅管接頭第2部分:卡壓式管件
GB/T23241-2009灌溉用塑料管材和管件基本參數及技術條件
GB/T23682-2009制冷系統和熱泵軟管件、隔震管和膨脹接頭要求、設計與安裝
GB/T24452-2009建築物内排污、廢水(高、低溫)用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管材和管件
GB/T17457-2009球墨鑄鐵管和管件水泥砂漿内襯
GB/T24596-2009球墨鑄鐵管和管件聚氨酯塗層
GB/T24672-2009噴灌用金屬薄壁管及管件
GB/T5135.19-2010自動噴水滅火系統第19部分:塑料管道及管件
GB/T26002-2010燃氣輸送用不鏽鋼波紋軟管及管件
GB/T26120-2010低壓不鏽鋼螺紋管件
GB/T26081-2010污水用球墨鑄鐵管、管件和附件
GB26255.2-2010燃氣用聚乙烯管道系統的機械管件第2部分:公稱外徑大于63mm的管材用鋼塑轉換管件
GB26255.1-2010燃氣用聚乙烯管道系統的機械管件第1部分:公稱外徑不大于63mm的管材用鋼塑轉換管件
GB/T26500-2011氟塑料襯裡鋼管、管件通用技術要求
GB/T19228.2-2011不鏽鋼卡壓式管件組件第2部分:連接用薄壁不鏽鋼管
GB/T19228.1-2011不鏽鋼卡壓式管件組件第1部分:卡壓式管件
GB/T27684-2011钛及钛合金無縫和焊接管件
GB/T27891-2011碳鋼卡壓式管件
行業标準
1)《鋼制對焊無縫管件》GB/T12459—2005
2)《鋼闆制對焊管件》GB/T13401—2005
3)《電站鋼制對焊管件》DL/T695—1999
SH3408鋼制對焊無縫管件SH3409鋼闆制對焊管件
SH3410鍛鋼制承插焊管件
HGJ514-87碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件
美國管件
ASME/ANSIB16.9工廠制造的無縫鋼管制對焊管件
ASME/ANSIB16.11承插焊和螺紋鍛造管件
ASME/ANSIB16.28鋼制對焊小半徑彎頭和回頭彎
ASMEB16.5管法蘭和法蘭配件
MSSSP-43鍛制不鏽鋼對焊管件
MSSSP-83承插焊和螺紋活接頭
MSSSP-97承插焊、螺紋和對焊端的整體加強式管座
ASMEB16.3-1998可鍛鑄鐵螺紋管
工程設計
通用标準
1GB13-86(97版)室外給水設計規範
2GB14-87(97版)室外排水設計規範
3GB150-1998鋼制壓力容器
4GB50028-1993(2002年版)城鎮燃氣設計規範98修訂
5GB50030-1991氧氣站設計規範×
6GB50031-1991乙炔站設計規範×
7GB50041-1992鍋爐房設計規範×
8GB50049-1994小型火力發電站設計規範
9GB50156-2002汽車加油加氣站設計與施工規範
10GB50177-1993氫氧氣站設計規範×
11GB50195-1994發生爐煤氣站設計規範×
12GB50251-2003輸氣管道工程設計規範
13GB50253-2003輸油管道工程設計規範
14GB/T50265-1997泵站設計規範×
15GB50316-2000工業金屬管道設計規範
16GB50029-2003壓縮空氣站設計規範
17GB50074-2002石油庫設計規範GBJ74
18HG20695-1987化工管道設計規範HGJ8
19HG20519-1992化工工藝設計施工圖内容和深度統一規定
20HG20546-1992化工裝置設備布置設計規定*
21HG/T20549-1998化工裝置管道布置設計規定*
22HG/T20645-1998化工裝置管道機械設計規定*
23HG/T20646-1999化工裝置管道材料設計規定*
24HG20581-1998鋼制化工容器材料選用規定
25HG20582-1998鋼制化工容器強度計算規定
26SHJ9-89石油化工企業燃料氣系統和可燃性氣體排放系統設計規範
27SH3011-2000石油化工工藝裝置設備布置設計通則
28SH3012-2000石油化工管道布置設計通則
29SH/T3041-2002石油化工管道柔性設計規範
30SH3007-1999石油化工企業儲運系統罐區設計規範SHJ7
31SH3034-1999石油化工給水排水管道設計規範SHJ34
32SH3059-1994石油化工企業管道設計器材選用通則
33SY/T0015.1~.2-1998原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設計規範
34SY/T0075-2002油罐區防火堤設計規範
34SYJ13-86原油長輸管道工藝及輸油站設計規範
35SYJ14-85原油長輸管道路線設計規範
36SY/T0325-2001鋼質管道穿越鐵路和公路推薦做法
37SY/T0518-2002油氣管道鋼制對焊管件設計規程
38SY/T10043-2002洩壓和減壓系統指南
39SY/T10044-2002煉油廠壓力洩放裝置的尺寸确定、選擇和安裝的推薦做法
40DL5000-1994火力發電廠設計技術規範
41DL/T5054-1996火力發電廠汽水管道設計技術規定
42SDGJ6-90火力發電廠汽水管道應力計算技術規定
43CJJ34-2002城市熱力網設計規範
其他類
噪聲控制、防靜電、隔熱、防腐、抗震、夾套類
1GBJ44-82室外煤氣熱力工程設施抗震鑒定标準
2GBJ87-85工業企業噪聲控制設計規範*
3GB/T4272-1992設備和管道保溫技術通則
4GB7231-1987工業管路的基本識别色和識别符号
5GB/T8175-1987設備和管道保溫設計導則
6GB/T8923-1988塗裝前鋼材表面鏽蝕等級和除鏽等級
7GB/T11790-1996設備和管道保冷技術通則
8GB12158-1990防止靜電事故通用導則
9GB12348-1990工業企業廠界噪聲标準
10GB12801-1991生産過程安全衛生要求總則
11GB/T15586-1995設備和管道保冷設計導則
12GB50264-1997工業設備及管道絕熱工程設計規範
13HG20503-1992化工建設項目噪聲控制設計規定*
14HG20560-1994化工工藝防靜電設計導則
15HG/T20675-1990化工企業靜電接地設計規程HGJ28
16HG/T20679-1990化工設備、管道外防腐設計規定HGJ34
17HG25043-1991管道塗色規定
18SH3022-1999石油化工企業設備與管道塗料防腐設計與施工規範SHJ22
19SHJ39-91石油化工企業非埋地管道抗震設計通則
20SHJ40-91石油化工企業蒸汽伴管及夾套管設計規範
21SHJ43-91石油化工企業設備與管道表面塗色和标志
22SH3010-2000石油化工企業設備和管道隔熱設計規範
23SH3097-2000石油化工靜電接地設計規範
24SYJ7-84鋼制管道及儲罐防腐蝕工程設計規範
25SYJ8-84埋地鋼質管道石油瀝青防腐塗層技術标準
26SY0007-1999鋼制管道及儲罐