封头

封头

　　封头属压力容器中锅炉部件的一种。通常是在压力容器的两端使用的。再有就是在管道的末端做封堵之用的一种焊接管件产品。有很多种的形式。

 

  封头属压力容器中锅炉部件的一种。通常是在压力容器的两端使用的。再有就是在管道的末端做封堵之用的一种焊接管件产品。有很多种的形式。

 

　　封头是容器的一个部件（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

　　封头的执行标准：

　　压力容器封头GB/T25198-2010

　　管路标准GB/T12459-2005

　　GB/T13401-2005

 电力标准

　　DL/T695-1999

　　D-GD87-0607

　　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。

 其它相关

　　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)

 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 JB150《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JB150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，JB150属强制性标准，而根据JB150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。

　　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。

 

管帽标准

　　GB/T10752-1995船用钢管对焊接头

　　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 3420-2008 灰口铸铁管件

　　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

　　SH 3410 锻钢制承插焊管件

　　HGJ514-87碳钢、低合金钢无缝对焊管件

 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

　　ASME B16.5 管法兰和法兰配件

　　MSS SP-43 锻制不锈钢对焊管件

　　MSS SP-83 承插焊和螺纹活接头

　　MSS SP-97 承插焊、螺纹和对焊端的整体加强式管座

　　ASME B16.3-1998可锻铸铁螺纹管

 工程设计

　　通用标准类

　　1 GB13-86（97版） 室外给水设计规范

　　2 GB14-87（97版） 室外排水设计规范

　　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

　　5 GB50030-1991 氧气站设计规范 ×

　　6 GB50031-1991 乙炔站设计规范 ×

　　7 GB50041-1992 锅炉房设计规范 ×

　　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

　　DL5000-1994火力发电厂设计技术规范

　　36 DL/T5054-1996 火力发电厂汽水管道设计技术规定

　　37 SDGJ6-90 火力发电厂汽水管道应力计算技术规定

　　38 CJJ34-2002 城市热力网设计规范

　　噪声控制、防静电、隔热、防腐、抗震、夹套类

　　1 GBJ44-82 室外煤气热力工程设施抗震鉴定标准

　　2 GBJ87-85工业企业噪声控制设计规范*

　　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

　　GB12348-1990工业企业厂界噪声标准

　　GB12801-1991 生产过程安全卫生要求总则

　　9 GB/T15586-1995 设备和管道保冷设计导则

　　10 GB50264-1997 工业设备及管道绝热工程设计规范

　　11 HG20503-1992 化工建设项目噪声控制设计规定 *

　　12 HG20560-1994 化工工艺防静电设计导则

　　13 HG/T20675-1990 化工企业静电接地设计规程 HGJ28

　　14 HG/T20679-1990 化工设备、管道外防腐设计规定 HGJ34

　　15 HG25043-1991 管道涂色规定

　　17 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

　　18 SHJ39-91 石油化工企业非埋地管道抗震设计通则

　　19 SHJ40-91 石油化工企业蒸汽伴管及夹套管设计规范

　　20 SHJ43-91 石油化工企业设备与管道表面涂色和标志

　　21 SH3010-2000 石油化工企业设备和管道隔热设计规范

　　22 SH3097-2000 石油化工静电接地设计规范

　　23 SYJ7-84 钢制管道及储罐防腐蚀工程设计规范

　　24 SYJ8-84 埋地钢质管道石油沥青防腐涂层技术标准

　　25 SY0007-1999 钢制管道及储罐 适用范围

　　由于焊接封头具有良好的综合性能，所以它广泛用于化工、建筑、给水、排水、石油、轻重工业、冷冻、卫生、水暖、消防、电力、航天、造船等基础工程。