管件知识—封头管帽制作案例

封头管帽的设计计算案例
 

 　　封头管帽在设计中按照正常的制作和生产工艺进行制作，保证在实际的生产研制中具有重大的历史利益，在工艺中按照一定的计算公式和方法进行计算，保证实际的生产标准和质量，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。

        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。

 　　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。

 　　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。

 GB150及有关封头管帽的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。

        封头管帽在实际的生产和制作中采用不同的标准和参数，按照正常的方式进行制作和生产，在正确的生产方式中进行一定的方式和解决，能够在实际的生产研制中产生重要的历史意义。