【正文】 封頭的名稱、代號(hào)及參數(shù) 類型代號(hào) 封頭斷面形狀 類型代號(hào) 封頭斷面形狀 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（ 2： 1 正半橢圓形） 折邊平底封頭 EHA FH 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭（ 2： 1 正半橢圓形） 半球形封頭 EHB HH 碟形封頭 特殊碟形封頭 DHB DHA MD XD 球冠形封頭 特殊碟形封頭 PSH SHD DF 錐折邊體封頭 近似半橢圓封頭 CHA CHB CHC CHD AH 封頭標(biāo)記 ： ■ 封頭訂貨要領(lǐng) ： 、公稱直徑（內(nèi)徑 Di、外徑 OD）、厚度、直邊高度、材質(zhì)、坡口、數(shù)量 ： JB/T47462020《鋼制壓力容器用封頭》 ：復(fù)檢、 UT 檢查、正火、腐蝕試驗(yàn) ：請(qǐng)?zhí)峁┰O(shè)計(jì)要求的最小厚度 ：焊接拼縫位置、焊接試板、焊縫是否全部磨平 ：方法、部位、合格級(jí)別 ：目的、工藝要求 ：封頭與筒體組對(duì)是以內(nèi)圓還是外圓對(duì)準(zhǔn)，相對(duì)應(yīng)的公差 ：標(biāo)簽、鋼印 ：是否需要監(jiān)督檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)、監(jiān)制，請(qǐng)明示監(jiān)制工序 ：資料份數(shù) ：請(qǐng)優(yōu)先采用本公司封頭專用材料；如果來(lái)料請(qǐng)?zhí)峁┎牧腺|(zhì)保書(shū)，因來(lái)料引起的封頭不良，本公司很難負(fù)責(zé)，請(qǐng)諒解 ：自提；代辦托運(yùn)請(qǐng)明確交貨地點(diǎn) ：請(qǐng)?jiān)O(shè)定合理的交貨期 封頭形狀的重要性 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB150 對(duì)封頭形狀和必要板厚的關(guān)系 封頭的斷面形狀 封頭中央部的曲率 設(shè)計(jì)上必要的封頭板厚 筒體的板厚為 20mm 時(shí)的封頭設(shè)計(jì)板厚 半球形（ HH) R=D 筒體板的板厚的 1/2 10mm 2:1 楕圓形（ EH) R=D179。 （近似値） 和筒體板的板厚相同 20mm 10％ 碟 型 封頭（ DHB) R=D 筒體板的板厚 179。 31mm 平 蓋（平板） R= 無(wú)限大 筒體板的板厚的 8 倍 160mm JB/T4746 封頭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： ● 封頭必須用全樣板檢查形狀。 ● 形狀公差：外凸不大于 %Di，內(nèi)凹不大于%Di。 ● 過(guò)渡段內(nèi)半徑不得小于圖樣規(guī)定值。 ● 球面體：曲率大小影響封頭厚度 ● 過(guò)渡段：降低球面與筒體連接的峰值應(yīng)力 ● 直邊：避免過(guò)渡段峰值應(yīng)力與筒體組對(duì)的焊接應(yīng)力疊加 5. 封頭加工方法 分類 加工方法 北海封頭的加工范圍 冷加工 冷沖壓 厚度： 2 ～ 24mm；直徑： Φ 108 ～ Φ 3200mm 冷旋壓 厚度： ～ 24mm；直徑： Φ 75 0 ～ Φ 8800mm 分瓣工法 厚度： ～ 32mm； 膨脹工法 北海封頭計(jì)劃實(shí)施中 熱加工 熱沖壓 厚度： ～ 250mm；直徑： ～ Φ 3200mm 熱旋壓 厚度： ～ 80mm；直徑： Φ 1700 ～ Φ 4200mm 6. 冷加工與熱加工的比較 冷加工的特點(diǎn) 熱加工的特點(diǎn) 1. 未經(jīng)加熱，不會(huì)發(fā)生材質(zhì)劣化，特別適合不銹鋼封頭加工。 因加熱，會(huì)發(fā)生材質(zhì)劣化，導(dǎo)致不銹鋼封頭耐腐蝕性下降，不適合不銹鋼封頭加工。 2. 未經(jīng)加熱，不會(huì)產(chǎn)生冷 卻收縮導(dǎo)致的尺寸變化，形 規(guī)整，尺寸精確且一致性好 加熱成形，導(dǎo)致模具受熱膨脹和封頭冷卻收縮，尺寸難以控制且一致性差。 3. 未經(jīng)加熱，封頭成形后表面維持原有材料的光潔表面，外觀漂亮。 因加熱，封頭成形后的表面氧化皮嚴(yán)重，且難以去除。 4. 無(wú)需燃料，能源消耗少。 需要燃料，大量消耗寶貴的資源。 5. 無(wú)需加熱，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體和煙霧，避免環(huán)境污染和地球溫暖化，與中 國(guó)國(guó)策一致。 因加熱產(chǎn)生大量的有害氣體，污染環(huán)境，產(chǎn)生公害，與中國(guó)國(guó)策相違背。 1。冷成形封頭的特征： 冷成形封頭具有精確的尺寸和穩(wěn)定的質(zhì)量，沒(méi)有因加熱而造成的表面粗糙及氧化，封頭外觀漂亮；另外，不用擔(dān)心因加熱而產(chǎn)生的材質(zhì)劣化。 本公司為讓客戶放心使用宜興北海的封頭，所使用的材料是直接向鋼廠采購(gòu)的，鋼廠按照冷成形封頭的特殊要求進(jìn)行冶煉和軋制鋼板。 根據(jù)冷成形封頭的特征，有些問(wèn)題需要注意，在此說(shuō)明一些代表性的例子，請(qǐng)予以理解。 ● 關(guān)于（應(yīng)力腐蝕裂紋） 凡冷成形加工都會(huì)產(chǎn)生一定的殘余應(yīng)力和冷作強(qiáng)化，封頭也不例外。如遇上容器的安裝應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力、熱應(yīng) 力時(shí)，將產(chǎn)生應(yīng)力疊加，如果使用在有應(yīng)力腐蝕的環(huán)境時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)有可能會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。 如材質(zhì)是碳素鋼，在硝酸鹽、氨、堿性鈉等環(huán)境下會(huì)發(fā)生裂紋；如是奧氏體不銹鋼，在有氯離子的特定環(huán)境下，會(huì)發(fā)生裂紋，這種裂紋稱為應(yīng)力腐蝕裂紋。 因本公司不了解客戶各種鍋爐壓力容器的設(shè)計(jì)及使用條件，因此，如果您訂購(gòu)的封頭是在上述條件下使用時(shí)，請(qǐng)?jiān)谠O(shè)計(jì)階段考慮消除殘余應(yīng)力的方法和選擇合適的材料，并在 “ 封頭定作承攬合同 ” 中予以明確，以便采取必要的工藝，消除殘余應(yīng)力，以符合設(shè)計(jì)的要求。 ● 關(guān)于（熱浸鍍鋅滲鋁裂紋） 碳素鋼及低合金鋼的容器在熱鍍鋅或滲鋁液中浸泡鍍鋅或滲鋁時(shí)，封頭的直邊部可能會(huì)發(fā)生裂紋，這種現(xiàn)象叫 “ 鍍鋅（滲鋁）脆性裂紋 ” ，這是因?yàn)楹附託堄鄳?yīng)力、加工殘余應(yīng)力存在時(shí)，低熔點(diǎn)金屬的鋅或鋁向晶界擴(kuò)散的結(jié)果。因此，容器在熱浴鍍鋅或滲鋁前，應(yīng)先做熱處理，去除殘余應(yīng)力。 ● 關(guān)于碳素鋼封頭的（塑性加工痕跡 ） 碳素鋼在受到拉伸變形時(shí)，與主應(yīng)力成 45 度的方向?qū)a(chǎn)生滑移線，此時(shí)材料表面的氧化膜沿著此滑移線脫落。 在冷沖壓封頭的過(guò)渡段小 r 部附近，氧化膜脫落的痕跡成格子狀，這是塑性加工引起的表面痕跡。并不是任 何有害缺陷。 ● 關(guān)于不銹鋼焊縫的（塑性加工痕跡） 封頭有焊縫時(shí)，在沖壓成形前，除去圓片內(nèi)表面全部焊縫及外表面直邊部和過(guò)渡區(qū)焊縫余高后再進(jìn)行加工；在旋壓成形前，則焊縫內(nèi)外表面的余高都要去除。 不銹鋼封頭，由于焊縫與母材的強(qiáng)度不同，焊縫中央稍低，在塑性加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生輕微的線狀內(nèi)凹，這是因塑性加工引起的表面痕跡，并不是裂紋等有害缺陷。 2。關(guān)于冷成形封頭的熱處理： 世界各國(guó)有關(guān)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一般按加工變形程度來(lái)確定加工后是否熱處理。從日本北海鐵工所幾十年生產(chǎn)的 800 多萬(wàn)只和我公司十多年來(lái) 生產(chǎn)的 100 多萬(wàn)只封頭來(lái)看，按 ASME 規(guī)范 UCS79 來(lái)界定冷成形封頭是否需要做熱處理是可行的。因此，有必要根據(jù)設(shè)計(jì)和使用條件及加工變形程度考慮是否要進(jìn)行熱處理。 ASME 規(guī)范規(guī)定：當(dāng)加工度的最大纖維伸長(zhǎng)率超過(guò) 5% ，同時(shí)屬于 5 個(gè)條件中任意一項(xiàng)時(shí)，碳素鋼及低合金鋼冷成形封頭要做熱處理。 ● 計(jì)算公式： 最大纖維伸長(zhǎng)率 =75 179。 δ s/ （ r+ δ s ） (%) δs ：鋼材厚度（ mm ） r ：封頭折邊部的內(nèi)半徑 ● 5 個(gè)條件： ① 使用介質(zhì)為極度或高度危害者； ② 材料要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)者（可按 ASME V Ⅲ 1UCS66 判定）； ③ 冷成形鋼板厚度大于 者； ④ 冷成形后板厚減薄率大于 10% 者； ⑤ 成形溫度處于 120482 ℃ 范圍內(nèi)者。 ● 熱處理?xiàng)l件： ① 、退火（ SR ）時(shí)，溫度： 625 ℃177。 25 ℃ 保溫時(shí)間： δ s ≤ 60 分鐘 其他 一般按 60 分鐘 / 適用材料：碳素鋼 低合金鋼 ② 、正火（ N ）時(shí) 溫度： 900 ℃177。 25 ℃ 保溫時(shí)間： 30 分鐘 / ， 但不小于 30 分鐘 適用材料：碳素鋼、低合金鋼 注：《容規(guī)》管轄范圍之內(nèi)的產(chǎn)品按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 3。使用 10% 碟形 (DHB)封頭的優(yōu)點(diǎn)： 宜興北海備有標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 (2： 1 正半橢圓形 )和 10% 碟形封頭等各種模具。請(qǐng)根據(jù)設(shè)備的設(shè)計(jì)，使用條件、區(qū)分使用兩種不同形狀的封頭，這對(duì)質(zhì)量及成本管理都是有利的，特別是食品、制藥、水處理及地下儲(chǔ)罐等常壓容器，我們推薦使用冷沖壓或旋壓方法制造的 10% 碟形封頭。 其優(yōu)點(diǎn)： ① 、如果設(shè)備已規(guī)定了外形總長(zhǎng)，那么使用 10% 碟形封頭要比使用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭時(shí)增 加容量。 ② 、因 10% 碟形封頭的曲面比 2 ： 1 橢圓形曲面平緩，所以在封頭上易于安裝固定板及支架等，工作效率高。 ③ 、因 10% 碟形封頭比標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭加工度小，所以生產(chǎn)大直徑 10% 碟形薄壁封頭時(shí)成形質(zhì)量好，而且外觀漂亮。 ④ 、如果是同一內(nèi)徑同一板厚的封頭， 10% 碟形比標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的下料尺寸小，可節(jié)省材料。 4。封頭安全經(jīng)濟(jì)合理的成形保證： 1. GB1501998標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)厚度的定義 (1) 計(jì)算厚度 δ 是按各章公式計(jì)算得到的厚度。需要時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入其他載荷所需厚度。 (2) 設(shè)計(jì)厚度 δd 是計(jì)算厚度 δ 與腐蝕裕量 C1 之和。 (3) 名義厚度 δn 是設(shè)計(jì)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) GB1501998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(jì)圓整值 )+C3(加工減 薄量 )+(厚度第二次制造圓整值 ) 2. 封頭設(shè)計(jì)計(jì)算案例 容器內(nèi)徑 Di=4000mm、計(jì)算壓力 Pc=、設(shè)計(jì)溫度 t=50℃ 、封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭、材料為 16MnR（設(shè)計(jì)溫度才材料許用應(yīng)力為 170MPa）、鋼材負(fù)偏差不大于 且不超過(guò)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(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度和名義厚度。 KpDi 計(jì)算厚度 δ= = 2[?]tΦ 計(jì)算厚度 δd=δ + C2=+1= 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 %，有效厚度 δe=%Di=6mm δeδd 、 C1=0、 C2=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(jì)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=，經(jīng)厚度第二次圓整值△2= 。 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++=10mm ，而成形后的最小厚度為 。如采用封頭成形厚度不小于設(shè)計(jì)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 、且大于有效厚度 δe 、更大于設(shè)計(jì)厚度 δd 和計(jì)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。 3. GB150 及有關(guān)封頭標(biāo)準(zhǔn)的厚度定義不甚合理 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(duì)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(jì)和制造兩次在設(shè)計(jì)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(jì)厚度 。也就是說(shuō)設(shè)計(jì)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(jì)厚度 δd ），這樣使得制造單位可根據(jù)制造工藝和原設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圓整量決定是否再加制造減薄量。這種厚度的定義和標(biāo)注是目前國(guó)際壓力容器界的流行 方法，有其合理性，但在我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有以下兩個(gè)問(wèn)題需解決。 （ 1） 關(guān)于封頭標(biāo)準(zhǔn)中直邊高度隨厚度變化的問(wèn)題 封頭直邊高度是由 `封頭直徑和厚度控制的變量，確無(wú)必要且使封頭尺寸系列復(fù)雜化。 JIS B8247 標(biāo)準(zhǔn)無(wú)論 1992版還是最新的 1997 版，直邊高度為厚度的 3倍，但最小不小于 20mm，最大不超過(guò) 38mm，較簡(jiǎn)明。該問(wèn)題可在修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)予以解決。 （ 2） 關(guān)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算中所用為有效厚度 δe(δn C1C2)，將設(shè)計(jì)者取用的圓整量 △1 用掉了，制造上若再用設(shè)計(jì)圓整量 △1 可能造成強(qiáng)度 不足。 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)僅是局部的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，最常用的等面積法也只是經(jīng)驗(yàn)和保守的，故有可能在補(bǔ)強(qiáng)面積中不考慮圓整量，而以設(shè)計(jì)厚度（ δ+C2 ）為基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 4. 用設(shè)計(jì)厚度