成型封头最小厚度的确定
管道频率及振型,见表2。
表2 改造后管道频率及振型
频率
H z
一阶
二阶三阶四阶5196
6140
11170
15137
振幅值较大的节点
18,19
18,19
18,
19
18,
19
图4 改造方案简图
4 结语
经振动计算分析及对管道支承等约束条
件进行改造后,系统的基频己升到期望的允许值。重新开车后振动情况明显好转,振幅最大值已从614mm 降到017mm ,因此该管道按本文方案改造是成功的
。
图5 支撑结构简图参 考 文 献
1 曾启贤1工程流体力学1北京:航空工业出版社,
19931106～108
2 任文敏,韩祖南1提升管结构自由振动的简化计算.振动
与冲击,1990,(3):35～39
3 化工厂机械手册编委员1化工厂机械手册之管路维修,
设备管理.北京:化学工业出版社,19931281～317
4 屈维德1机械振动手册1北京:机械工业出版社,1995.
1521～24.
(收稿日期:1997204221)(熊编)
成型封头最小厚度的确定
长岭炼油化工设计院(岳阳 414012) 工程师 高宏坤
关键词 成型 封头 开孔 补强 厚度分类号 TQ 05013
压力容器设计中,图样上常需注明成型
封头的最小厚度,其目的之一是便于制造厂控制壁厚,利用名义厚度中的圆整部分作为加工减薄量。通常是将成型封头的计算壁厚?与材料腐蚀裕量C 2之和作为最小壁厚提供给制造厂。而实际上,封头名义厚度中的圆整部分往往有一部分甚至全部被用作开孔补强。若将?+C 2作为最小壁厚,则封头上的开孔补强有可能不能满足要求,从而留下安全隐患。笔者对这种情况作了详细的分析和计
算,现介绍如下。
1 理论推导
由GB 150—89《钢制压力容器》〔1〕
中式(621)与式(622)可知,球壳及凸形封头因开孔削弱所需补强面积为:
A =d ?+2?(?nt -C )(1-f r )(1) 假设成型封头名义厚度中用于开孔补强
部分的厚度为??,类似文〔1〕中式(6226),封头中用于开孔补强的金属面积为:
A 1’
=(B 2d )??22(?nt 2C )(12f r )??(2)
1998年1月 PETRO 2CH E M I CAL EQU IP M EN T Jan .1998
接管承受内压或外压所需设计厚度之外的多余金属面积按文〔1〕中式(6227)计算:
A2=2h1(?nt-?t-C)f r+
2h2(?nt-C-C2)f r(3) 补强区内的焊缝面积为A3,补强区内另加补强面积为A4。根据等面积补强原理,有:
A=A1’+A2+A3+A4(4)将式(1)～(3)代入式(4),得:
??=A-A2-A3-A4
B-d-2(?nt-C)(1-f r)
(5)成型封头最小厚度:
?m in=??+?+C2=
A-A2-A3-A4
B-d-2(?nt-C)(1-f r)
+?+C2 (6) 若封头上有多个开孔时,应按式(6)分别对每个开孔计算其?m in,取最大值作为最小厚度控制值。
2 应用实例
我院曾设计1台中压容器,其p= 212M Pa,t=150℃,D i=800mm,<=0185, C2=210mm。筒体及封头材料选用16M nR,其〔Ρ〕=〔Ρ〕t=170M Pa。封头是球形封头,设计时取与筒体等壁厚,封头名义厚度?n=10mm。封头中心有一内平齐的的开孔,接管为 159mm×6mm的10#无缝钢管,其〔Ρ〕nt= 112M Pa,〔Ρ〕t nt=108M Pa。没有另外进行补强。
据文〔1〕中式(326)得封头计算厚度?= pD i (4〔Ρ〕t<-p)=3106mm;加2倍厚度附加量的接管内直径d=15216mm;接管外侧的有效高度h1=30126mm,接管内侧有效高度h2=0;f r=〔Ρ〕t nt 〔Ρ〕t=108 170=01635;有效宽度B=2d=30512mm,?nt=6mm, C=C1+C2=218mm;接管计算厚度?t=p d (2〔Ρ〕t nt-p)=1157mm。由式(1)和式(3)分别求得A=47411mm2,A2=62164mm2。补强区内焊缝面积(焊脚高取6mm)A3=〔(6×6) 2〕×2〕=36mm2。另取补强面积A4=0。
将以上各值代入式(6),得?m in=7156mm。可见,该封头的最小厚度控制值应是7156mm,而不是?+C2=5106mm。
3 结语
成型封头最小厚度控制值的计算应考虑开孔补强的影响,本文得出的相应计算式,经实例证明,安全可靠,且与规范相符。
参 考 文 献
1 全国压力容器标准化技术委员会1GB150—89钢制压力容器1北京:学苑出版社,19891
(收稿日期:1997205215)(张编)
石化成套设备在亚洲市场开始失宠
近年来,由于亚洲地区对石化等产业的过度发展,使其原材料开始出现过剩,如合成树指等价格已明显下跌,因此一些成套设备的制造计划相继被取消。以泰国为例,1995年的乙烯产量就达75万t,到2002年将突破300万t。同时,新加坡、马来西亚及中国等也在大幅度增加石化成套设备的投资,因而使亚洲石化产品开始出现过剩。目前,主张控制石化成套设备投资的不仅限于泰国,中国已明确表示不再增加石化成套设备的项目,今后主要是对现有成套设备的改造挖潜。马来西来也通知日本川崎制铁把原计划项目停下来。俄罗斯及欧洲国家石化产品大量低价流入亚洲市场,加之汽车、家用电器等原材料供应达到饱和以及泰国铢贬值引起东南亚等地的货币市场动荡,使亚洲石化成套设备市场低迷的阴影在今后较长一段时间内难以摆脱。
(天木)较大高径比不锈钢泡帽拉深成功
加氢精制装置中加氢反应器内的分配器,要用到高径比较大的不锈钢泡帽。过去我们(兰石所石化设备厂)只拉深过高径比为1106的泡帽,国内常用的80、100和150型泡帽,其高径比分别为0182、0175和0142,因此一般都没啥困难。但这次生产中要拉深的泡帽,其高径比达1115,比美国联合油公司泡帽的1110还大。通常,要冷拉深高径比接近1100的不锈钢泡帽就相当困难了,因为1C r18N i9T i 钢易产生拉深硬化、折皱和拉断等问题。过去对这类泡帽,一般是采用先压一个圆盖再焊上一段管子的办法来解决的,显然存在费工费料及成本高的缺点。通过探索,我们在拉深模结构设计、间隙优化选配、润滑冷却及热处理等方面找到一些规律,已批量生产出合格泡帽,并已应用到我所设计的加氢反应器中。
(李敏孝)
?
4
3
? 石 油 化 工 设 备 1998年第27卷
椭圆封头展开面积计算
椭圆封头几何形状讨论及展开面积计算 符号说明 a,a m——椭圆的长半轴，mm b,b m——椭圆的短半轴，mm D i，D o——椭圆封头的内外径，mm D m——封头的中径，mm h——封头的直边高度，mm h i——椭圆封头的曲面深度，mm h o——椭圆封头的曲面高度，mm m——椭圆的长短轴之比，m=a/b α——封头的厚径比，α=δ/D i δ——封头的厚度，mm 椭圆封头由于受力较好，加工较易，因此被广泛应用于化工、轻工、石油及制药等行业的中低压容器。人们通常认为椭圆封头是由半个椭圆壳和一段直边圆筒组成的，椭圆封头制造时封头展开面积就是根据这一假设推导计算的，然而构成椭圆封头的那半个椭圆壳是不是真正的椭圆壳呢?如果不是，又当如何计算椭圆封头的展开面积呢?笔者根据回转壳体的基本概念详细分析椭圆封头的几何形状，并根据椭圆封头真正的几何形状推导其展开面积，为制造提供准确的下料尺寸。 1 椭圆封头几何形状 1.1 回转壳体基本概念 壳体是被两个曲面所限定的物体，等分壳体各点厚度的曲面称为壳体的中面，中面是回转曲面的壳体称为回转壳体，而回转曲面则是一条平面曲线绕同平面的一根轴旋转而成的曲面，并称这条平面曲线为该回转曲面的母线。回转壳体尤其是回转薄壳的几何形状通常根据中面母线来描述。 1.2 中面母线方程 等厚度的椭圆封头无疑也是一个回转壳体，但无论是冲压还是旋压成型的椭圆封头只能保证其椭圆壳部分的内表面(或外表面)为椭球面，中面及外表面(或内表面)并非椭球面，即其内表面(或外表面)母线是椭圆，而中面及外表面(或内表面)母线并非椭圆。中面及外表面(或内表面)母线方程可以根据内表面(或外表面)母线椭圆按如下方法推出。 假定椭圆封头椭圆壳部分的内表面母线是椭圆，见图1。已知内表面母线上一点A1(x1,y1)，其坐标应满足椭圆方程： (1) 式中，a=D i/2， b=h i。
标准椭圆封头汇总
标准椭圆封头EHA DN*1.21+2倍直边+厚度+加工余量（1.211*(公称直径+壁厚)+2*直边高度）碟形封头代号DH 标准JB/T4729-94参数：R＝0.904Dg r＝0.173Dg H＝0.225Dg 下料尺寸：＝1.167Dg+2h 浅碟形封头下料公式： Dp＝1.12（Dg+S）+2h+20 h＝0.19Dg（曲面高度） 球形封头展开尺寸：1.42Di（内直径）+2δn（名义厚度）+80 1) 椭圆封头下料公式： （冲压） D展=1.19（Di+2S）+2h +20 或D展=1.2Di+2h +20 （旋压） D展=1.15（Di+2S）+2h +20 R= 0.833 Di Di: 内径 H: 拱高 r = 0.256 Di S : 壁厚 h = 0.25 Di h :直边高 2) 浅碟封头下料公式： Di1500-3300 D展 = 1.12Di+2h +S Di3400-6500 D展 = 1.15Di+2h +S R = Di r = 0.1Di H = 0.193Di 3) 平顶封头下料公式： D展 = (Di – 2R) +π (R + 1/2S) + 2h + 20 锥形封头 （不计直边部分）看成是一个等腰梯形，延伸两个斜边得一个等腰三角形，运用勾股定理可以计算出斜边长度，既为展开料的半径R，再加上直边高度H，封头展开园料半径最终为（R+H）。然后计算出封头中径（公称直径加壁厚）的周长C。再计算出展开园料的周长C1=2πR。最后用C/C1得出一个小于1的数值，用这个数值乘以360°，即为（扇形）封头展开料的夹角。以上的方法没有计算收口使用的边料重合部分的面积。这点一定要计算上去，可以按封头扇形的面积计算，上面的方法是可行的。不过实际上只需要用锥体放样就好了。
EHA封头下料直径尺寸及计算公式
壁厚（S）mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 DN 直边（h2）mm25 40 50 下料直径φφ410 φ435 毛重Kg 6 7 8 11 15 18 21 24 27 300 容积（V）0.0053 M3 7.8 5.8 质量Kg 3.8 4.8 下料直径φφ475 φ495 毛重Kg 7 9 11 14 19 23 27 31 35 350 容积（V）0.0080 M3 10.3 7.6 质量Kg 5 6.3 下料直径φφ535 φ560 毛重Kg 9 11 14 18 25 30 35 40 45 400 容积（V）0.0115 M3 质量Kg 6.4 8 9.7 13.1 16.5 20 23.6 下料直径φφ595 φ620 毛重Kg 11 14 17 22 30 36 42 48 54 450 容积（V）0.0159 M3 质量Kg 7.9 10 12 16.2 20.4 24.8 29.2 下料直径φφ655 φ680 毛重Kg 14 17 20 27 37 44 51 58 66 79 500 容积（V）0.0213 M3 质量Kg 9.6 12.1 14.6 19.6 24.7 30 35.3 40.7 46.2 51.8 下料直径φφ715 φ740 φ750 毛重Kg 16 20 24 32 43 51 60 70 79 550 容积（V）0.0227 M3 质量Kg 11.5 14.4 17.4 23.4 29.5 35.7 41.9 48.3 54.8 61.4
壁厚（S）mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 DN 直边（h2）mm25 40 50 下料直径φφ775 φ805 φ810 毛重Kg 19 24 28 38 51 61 71 83 93 110 121 132 600 容积（V）0.0353 M3 质量Kg 13.5 17 20.4 27.5 34.6 41.8 49.2 56.7 64.2 71.9 下料直径φφ835 φ870 φ890 毛重Kg 22 27 33 34 59 70 82 94 100 126 650 容积（V）0.0442 M3 质量Kg 15.7 19.7 23.8 31.9 40.2 48.5 57 65.6 74.4 83.2 下料直径φφ895 φ930 φ950 毛重Kg 25 32 38 51 69 82 95 109 122 144 158 172 186 700 容积（V）0.0545M3 质量Kg 18.1 22.7 27.3 36.6 40.6 55.7 65.4 75.3 85.2 95.3 下料直径φφ1020 φ1050 φ1070 毛重Kg 33 41 49 65 85 102 119 137 154 182 200 218 236 800 容积（V）0.0796M3 质量Kg 23.3 29.2 35.1 47.1 59.3 71.5 83.9 96.5 109.2 136.6 151.1 165.8 180.6 下料直径φφ1140 φ1165 φ1200 毛重Kg 41 51 61 82 106 127 148 169 191 228 250 272 295 317 900 容积（V）0.1113M3 质量Kg 29.2 3605 44 58.9 74.1 89.3 104.8 120.4 136.1 152 168.1 184.4 200.8 217.3 下料直径φφ1260 φ1295 φ1320 毛重Kg 50 62 75 100 130 157 183 211 237 276 303 330 357 384 411 1000 容积（V）0.1503M3 质量Kg 35.7 44.7 53.8 72.1 90.5 109.1 127.9 146.9 166 185.3 204.8 224.5 244.4 264.4
封头、罐壁尺寸计算、法兰
一、1.球形封头下料尺寸：D=Dix3.14156/2+2hi 2.标准椭圆封头下料尺寸：D=1.2Di+2hi+（0-50）。（注：括号内尺寸由封头厂提供） 3.蝶形封头：由于蝶形封头变化较多，暂时还没有见到计算公式，可以测量其弧长+2hi 确定。 式中：D----下料尺寸 mm。 Di----封头内直径 mm。 hi-----直边高度 mm。 二、已知容器（罐）封头，计算容器壁展开长度： （封头周长/3.1416-一个壁厚）*3.1416=容器（罐）壁展开长度 三、这几个缩写主要表示法兰颈与筒体或者接管的焊接结构形式 WN 是【带颈对焊法兰】 TH 是【螺纹颈法兰】 对焊环松套法兰】 RF 表示密封面 M 凸面 FM 凹凸面 RF 突面 SO 是【带颈平焊法兰】 BL 是【法兰盖】也叫“盲板 SW 是【承插焊法兰】
LJ 是【松套法兰】此类现在在 2009 年新标准中业已不存在了，被修改为【LF/SE
class 150 是美国 ASME 标准体系中的压力等级， 我国化工部标准援引欧洲、美国标准体系，故引入了这种压力等级体系 class150=PN2.0=公称压力为 2.0MPa class300=PN5.0=公称压力为 5.0MPa 等等等等 Bar 是压力单位，1Bar 约等于 0.1MPa， 可以此类推 【注意】公称压力为 2.0，并不代表小于等于 2.0MPa 设计压力都可以使用此压力等 级下的法兰，不同温度、不同材质、不同类型密封面和焊接结构形式的法兰有不同 的最大使用设计压力。 一般 2.0MPa 在通常情况下的设计压力徘徊在 1.6～2.0MPa 之间，详细数据请见 HG/ T 20615-2009 化工部法兰标准
筒体和封头壁厚的计算
筒体和封头壁厚的计算 计算基准： 工作压力：6kgf/cm 2（表压） 设计压力：10 kgf/cm 2（绝压） 温度：常温 筒体直径：φ2000；φ3000；φ4000 1、筒体壁厚的计算： 根据公式 []p S t -Φ=σ2pD i 0 mm 式中：S 0——计算壁厚，mm P ——设计压力，kgf/cm 2 D i ——圆筒内径，mm [σ]t ——设计温度下圆筒材料的许用应力，kgf/cm 2 C ——壁厚的附加量 φ——焊缝系数，取0.85 选用材质为普通碳钢，《化工设备》（李健主编）第237页查得 100℃以下的许用应力为1270 kgf/cm 2，把上述相关数据代入公式，得 10 85.0127022000100-???=S =9.30mm 实际应用壁厚：S=S 0+C C= C 1+C 2+C 3 C 1——钢板厚度的负偏差，mm C 2——腐蚀裕度，mm C —加工减薄量，mm
1C 2=1mm, C 3= S 0×10%=0.93mm 故 C=0.8＋1＋0.93=2.73mm S=9.30＋2.73=12.03实际取12mm 2、标准椭圆封头壁厚的计算： 根据公式 []Kp K S t -Φ=σ2pD i 0 mm 式中：S 0——计算壁厚，mm P ——设计压力，kgf/cm 2 D i ——圆筒内径，mm [σ]t ——设计温度下圆筒材料的许用应力，kgf/cm 2 C ——壁厚的附加量 φ——焊缝系数，取0.85 K ——系数，标准椭圆封头D i /2h i =2，查得K=1 选用材质为普通碳钢，《化工设备》（李健主编）第237页查得 100℃以下的许用应力为1270 kgf/cm 2，把上述相关数据代入公式， 得 10 185.01270220001010?-????=S = 9.30 mm 实际应用壁厚：S=S 0+C C= C 1+C 2+C 3 C 1——钢板厚度的负偏差，mm C 2——腐蚀裕度，mm C ——加工减薄量，mm
封头制作流程示意
生产流程示意图 一、材料验收、入库保存：材料检验员依据“采购单”和钢板质量证明书进行检验。核 对钢板质量证明书上的炉批号、材质、规格、数量、标准规范、交货状态、附加要求 等是否与实物喷标一致，确认无误后编制公司的入库号，并登记台帐。对于奥氏体型 不锈钢卷板，按GB150-2011要求进行复验，并在板头上用记号笔标记“板头”，在排版放样时将板头用于常压封头。低温容器焊条按批进行药皮含水量复验，焊丝不定期 的进行成分复验。
切割后，圆片未吊运前进行标记移植，如客户有打钢印要求的也随即打钢印，钢印打 好后对其进行拓印，如图所示。 二、切割、下料：不锈钢区域与碳钢区域已完全分开，有专门的不锈钢车间6#7#，6#车 间为不锈钢材料库、切割、焊接、剪边、抛光和打磨，7#车间为不锈钢成品库和酸 洗。
三、焊接：按焊接作业指导书进行施焊。焊接前检查标记移植和下料尺寸是否正确。 四、打磨：焊缝正反面打磨至与母材齐平，粗磨后进行抛光处理。打磨前检查标记移植和 圆片表面划伤情况，打磨后测量焊缝厚度是否达标。
五、成型一（冲压）：按工艺流转检验卡要求选择正确的模具尺寸，压制前检查标记移植 和下料尺寸是否正确，压制后检查最小厚度，封头表面有无鼓包、压痕和拉伤问题。 五、成型二（压鼓）：按工艺流转检验卡要求选择正确的模具尺寸，压制前检查 标记移植是否正确，整板圆片下料是否与工艺卡一致，压制过程使用样板测量 断面形状，压制后测量最小厚度是否符合工艺卡要求。
五、成型三（旋压）：按工艺流转检验卡要求选择正确的模具尺寸，旋压前检查 标记移植是否正确，旋压后测量最小厚度和断面形状是否符合工艺卡要求。 六、热处理：按工艺流转检验卡要求进行对应热处理，热电偶数量和位置按工艺 卡执行，如无特殊要求则至少需要在炉膛上中下的封头上设测温点。热处理结束后需测量封头有无失圆情况。
权威封头展开计算公式
权威封头展开计算公式 标准椭圆封头EHA DN*1.21+2倍直边+厚度+加工余量（1.211*(公称直径+壁厚)+2*直边高度） 碟形封头代号DH 标准JB/T4729-94参数：R＝0.904Dg r＝0.173Dg H＝0.225Dg 下料尺寸：＝1.167Dg+2h 浅碟形封头下料公式：Dp＝1.12（Dg+S）+2h+20 h＝0.19Dg（曲面高度） 球形封头展开尺寸：1.42Di（内直径）+2δn（名义厚度）+80 1) 椭圆封头下料公式： （冲压）D展=1.19（Di+2S）+2h +20 或D展=1.2Di+2h +20 （旋压）D展=1.15（Di+2S）+2h +20 R= 0.833 Di Di: 内径H: 拱高 r = 0.256 Di S : 壁厚 h = 0.25 Di h :直边高 2) 浅碟封头下料公式： Di1500-3300 D展= 1.12Di+2h +S Di3400-6500 D展= 1.15Di+2h +S R = Di r = 0.1Di H = 0.193Di 3) 平顶封头下料公式： D展= (Di –2R) +π(R + 1/2S) + 2h + 20
锥形封头 （不计直边部分）看成是一个等腰梯形，延伸两个斜边得一个等腰三角形，运用勾股定理可以计算出斜边长度，既为展开料的半径R，再加上直边高度H，封头展开园料半径最终为（R+H）。然后计算出封头中径（公称直径加壁厚）的周长C。再计算出展开园料的周长C1=2πR。最后用C/C1得出一个小于1的数值，用这个数值乘以360°，即为（扇形）封头展开料的夹角。以上的方法没有计算收口使用的边料重合部分的面积。这点一定要计算上去，可以按封头扇形的面积计算，上面的方法是可行的。不过实际上只需要用锥体放样就好了。
管道压力试验封头型式及厚度的确定
长输管道压力试验封头型式及厚度的确定 郭明万 摘要：根据长输管道的材质和压力等级，匹配常用的压力容器用钢板作为管道压力试验封头用材料，按压力容器的方法确定封头的结构型式和厚度。 关键词：压力试验；封头；厚度 符号说明 δ——计算厚度，mm； P ——计算压力，MPa；等于设计压力与压力试验管段液位高差静压力之和； c ——封头内直径，mm； D i [σ]t——设计温度下材料的许用应力，MPa； φ——焊接接头系数，采用整板料取1； α——圆锥半顶角，（°）； 压力试验是管道施工涉及人身和财产安全的关键工序，在管道设计规范、施工规范中均未对管道压力试验的封头型式、材质与厚度作出相应的规定，施工单位一般根据经验和材料的实际情况确定，存在着较大的安全风险。但压力管道（最大直径φ1219mm，最高设计压力10MPa）与压力容器（最大直径超过φ5000mm，最高设计压力大于100MPa）同属承压类特种设备，把管道等同于筒体很长的压力容器，管道压力试验与压力容器的压力试验就是完全相同的，因此，用压力容器的方法确定长输管道试压封头是满足管道要求的。管道压力试验的封头型式、材质与厚度可以根据压力容器的基本要求和计算方法确定。
1 封头型式的确定 压力容器用封头根据几何形状的不同，一般分为球形封头、椭圆封头、碟形封头、锥形封头、平盖等。以峰值应力和截面突变情况为依据，优先选用球形封头，其它封头依次次之，平盖的受力状况最差，截面突变最大。 1.1球形封头 球形封头截面形状为半球形，球形封头没有相应的专业制造标准，到目前为止，一般按照GB150进行设计计算，参照JB/T4746制造，根据需要，封头直边可有可无，供需双方协商确定。由于截面突变最小，其受力状况最好，在同等条件下所需的金属厚度最小，其厚度计算公式为： δ= P c D i 4[σ]tφ-P c 但由于封头深度较大，加工难度相对较大，且考虑到与管道（筒体）等厚度焊接的因素，从经济适用出发，球形封头一般用于压力较高的场合才能体现其受力状况佳、用料厚度较小的优势。建议设计压力≥8.0MPa的管道采用球形封头作为试压封头。 1.2椭圆封头（本文指标准椭圆封头） 椭圆封头截面形状为半椭圆形，按GB150进行设计计算，按JB/T4746制造加工。其截面突变和受力状况仅次于球形封头，加工深度较小，使用最普遍，标准椭圆封头厚度计算公式为： δ= P c D i 2[σ]tφ-0.5P c 建议设计压力＜8.0MPa的管道采用标准椭圆封头作为试压封头。 1.3碟形封头 使用较少，不采用。
中压容器的制造
中压容器的制造 一、 中压容器分析 该中压容器是一个承受内压的钢制焊接压力容器。在规定的使用温度和对应的工作压力下，应保证安全可靠，罐体的基本结构部件包括筒体、封头、管接头、人孔圈。鉴于国家标准，标准椭圆型封头带有一直边圆筒，其长度为40mm，因而罐体的筒体只需2920mm，故筒体可以直接一块钢板冷卷、焊接而成。 二、 原材料准备 1.钢材复检入库、存储、发放 筒体结构材料16MnVR，按技术要求符合GB6654-1996，验收合格后，应按标准入库存放。 2.钢材预处理 1)矫正、矫平 本设计采用多辊矫平机进行机械矫形，使板料通过矫板机的上下两列辊子之间，在辊子压力的作用下，受到多次反复弯曲，整个钢板得到均匀的拉长，使多种原始曲率逐步趋向一致变为单一，并不断减小，最终得到矫平。 2)除锈、涂防护导电漆 钢材加工前应进行表面净化，利用酸洗、碱洗等化学法和打磨、喷砂等机械法来去铁锈、杂质，并涂防护漆。 三、 基本元件加工 1.放样、划线、号料 按照设计图样，在放样平台上用1：1的比例尺寸，划出结构或者零件的图形和平面展开尺寸，号料和划线采用划针或者磨尖的石笔、粉线作线。 2.下料（筒体和封头） 下料尺寸： ○1筒体下料尺寸 由于筒体采用圆柱筒身卷焊法制造，故筒节展开长按下式计算： L=πDm-ΔL=π(Di+S)+ΔL （Dm为平均直径，Di为内径，S为壁厚，） 考虑冷卷伸长和焊缝收缩的双重影响，只需加上一定的加工余量即可，通常加工余量为5mm。 代入容器数据，可算得 L=2630mm
同时纵向也需要一定的加工余量，一般可以是5mm，因此整个筒节下料单个钢板的规格具体为 （长*宽*高）：2630*2925*12mm ○2封头下料尺寸 由于封头制造采用旋压法制造，因而展开计算公式如下： D=1.15（Di+2S）+2h +20 （Di为公称直径，S为壁厚，h为直边高度） 代入容器数据，可算得 D=1080mm 因此整个封头的下料尺寸为直径1080mm，厚度14mm 切割方法： 采用火焰切割（气割）的方式，是利用预热火焰加热金属，然后喷射高速氧流（称为切割氧），使割缝处燃烧并吹去氧化渣，从而把金属分割开来。 切割后，利用等离子切割机、刨边机等切去边缘或划线以外的多余金属以及影响焊接质量的各种缺陷，并为焊接做好坡口，即I型坡口。 3.成形 ○1筒体成形 采用冷卷成形的成形方法，利用四辊卷板机，对钢板进 行预弯工作和终弯成形。 ○2封头成形 采用单机旋压法（有模旋压），在旋压机上成形，并利用刨边机、旋压机等进行边缘加工，加工出符合焊接要求的坡口（I型）。 四、 装配、焊接和检测 1.部件装配、检测与开孔 ○1筒体焊接、无损检测及开孔 筒体纵缝焊接，因容器质量要求高，又小批量生产，故采用埋弧焊双面焊，先内后外，不开坡口，由于材料为16MnR，应该选择在室内焊接。焊接前须保证坡口及附近表面无杂质，无 氧化皮等。焊接后根据需要，可以进行焊缝热处理以消除内应力，并进行校圆，以保证外形尺 寸，圆度、棱角度等，同时进行无损检测，检验是否合格。 筒体纵缝焊接完后，根据管接头位置及尺寸进行开孔切割，并对割出的坡口进行打磨方可组织、焊接。
封头制造工艺
编码：JYL技-01/11 版次：A 修改：1 页码：24/40 封头压制工艺守则 1 主题内容与适用范围 本规程规定了受压封头冲压的技术要求和操作方法。并适用于材质为碳钢、低合金钢的翻边、平拆管板、椭圆封头及碟形封头拱形管板的加热压制和修复。 2 引用标准 GB/T25198-2010 《钢制压力容器用封头》 GB/T25198-2010 《锅壳式锅炉受压元件制造技术条件》 3 对操作人员的技术要求 3.1 操作人员应熟悉图样、技术要求及工艺规范。 3.2 操作人员应熟悉所用设备、模具、工具的性能、结构及必要的维修知识,严格遵守操作规程。加热炉和压力机的操作人员须持有操作许可证,方能上岗操作。 3.3 操作人员要认真做好现场管理工作,对工件、模具、工具应具有相应的工位器具,整齐放置在指定地点,防止碰损、锈蚀。 4 设备及工装 4.1 各种油压机、加热炉、送料小车等设备的性能应符合设备说明书中的规定。 4.2 工装模具、工具、量具有成形模、复合模具、脱件装置、支脚、紧固扳手、手锤、大锤、风动砂轮、风铲、钢卷尺、盒尺、钢板尺、弯尺、卡尺、内外卡钳、测温仪等,模具应经检查合格方可使用。量具与仪表应按规定经周期检定合格。 5 对封头毛坯的制作 5.1封头毛坯尺寸（计算公式） P=1.2(PN+δ+2h) 5.2划下料线时,先划十字中心线,再划坯料线及人孔开孔线,人孔之长短轴要与十字中心线重合且长轴必须与钢板轧制方向垂直（轧制方向通常为钢板长度方向）。 5.3下料时,封头毛坯外圆可用手工切割，易采用定心切割,推荐采用仿形切割。 5.4 封头毛坯的拼接 5.4.1 封头毛坯应尽量采用整块钢板制成。若需拼接时,允许由两块钢板按GB/T25198-2010标准和GB/T25198-2010标准、施工图样进行。 5.4.2 焊接后，内表面拼接焊缝以及影响成形质量的外表面拼接焊缝,在成形前应将焊缝余高打磨至与母材齐平,铲平长度为离圆坯外边缘300～350mm。
球冠封头展开外径计算
球冠封头展开外径计算 1, 球冠封头展开计算公式： D=)4(22h d +2δ 式中：D-展开直径； d-球冠直径；h-球冠高；δ-加工余量； 球冠封头就是一个球缺 公称直径就是弦长，可以算出对应的弧长，弧长就是展开直径。 其实很简单。例如：1980sina30是球冠封头的展开半径， 1980sina30是弦长的一半 30度角对应的弧长，才是展开半径。图中是30度，实际情况可能不是30度，假设是A 度，球形曲面的半径是R ，那弧长就是2πR*A/360。这就是展开直径，除以2，就是半径。 2.球形封头下料尺寸：D=Dix 3.14156/2+2hi 3.标准椭圆封头下料尺寸：D=1.2Di+2hi+（0-50）。（注：括号内尺寸由封头厂提供） 4.蝶形封头：由于蝶形封头变化较多，暂时还没有见到计算公式，可以测量其弧长+2hi 确定。 式中：D----下料尺寸mm 。 Di----封头内直径mm 。 hi-----直边高度mm 。 封头中：球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种封头形式怎么分 GB/T25198-20110 球冠的面积计算公式： S = 2πRH 推导过程如下： 假定球冠最大开口部分圆的半径为 r ，对应球半径 R 有关系：r = Rcosθ，则有球冠积分表达： 球冠面积微分元 dS = 2πr*Rdθ = 2πR^2*cosθ dθ 积分下限为θ，上限π/2 所以：S = 2πR*R (1 - sinθ) 其中：R(1 - sinθ)即为球冠的自身高度H 所以：S = 2πRH
我要求球冠表面积,已知道r,高度H,且知道球冠计算公式是S = 2πRH 这个R该如何求得. R2=r2+（R-h）2 = r2+R2+h2-2Rh 整理得 R =（r2+h2）/2h
封头下料计算公式
封头展开计算公式 标准椭圆封头EHA DN*1.21+2倍直边+厚度+加工余量（1.211*(公称直径+壁厚)+2*直边高度） 碟形封头代号DH 标准JB/T4729-94参数：R＝0.904Dg r＝0.173Dg H＝0.225Dg 下料尺寸：＝1.167Dg+2h 浅碟形封头下料公式：Dp＝1.12（Dg+S）+2h+20 h＝0.19Dg（曲面高度） 球形封头展开尺寸：1.42Di（内直径）+2δn（名义厚度）+80 1) 椭圆封头下料公式： （冲压）D展=1.19（Di+2S）+2h +20 或D展=1.2Di+2h +20 （旋压）D展=1.15（Di+2S）+2h +20 R= 0.833 Di Di: 内径H: 拱高 r = 0.256 Di S : 壁厚 h = 0.25 Di h :直边高 2) 浅碟封头下料公式： Di1500-3300 D展= 1.12Di+2h +S Di3400-6500 D展= 1.15Di+2h +S R = Di r = 0.1Di H = 0.193Di 3) 平顶封头下料公式： D展= (Di –2R) +π(R + 1/2S) + 2h + 20 锥形封头 （不计直边部分）看成是一个等腰梯形，延伸两个斜边得一个等腰三角形，运用勾股定理可以计算出斜边长度，既为展开料的半径R，再加上直边高度H，封头展开园料半径最终为（R+H）。然后计算出封头中径（公称直径加壁厚）的周长C。再计算出展开园料的周长C1=2πR。最后用C/C1得出一个小于1的数值，用这个数值乘以360°，即为（扇形）封头展开料的夹角。以上的方法没有计算收口使用的边料重合部分的面积。这点一定要计算上去，可以按封头扇形的面积计算，上面的方法是可行的。不过实际上只需要用锥体放样就好了。
标准椭圆封头壁厚计算
石油天然气管道试压用封头壁厚计算书 XXXXXXXXXXXX 工程设计压力为 8.0MPa ，管径为 711mm ，管道壁厚为11.91，全线管道设计图纸长31.5km ，材质为L450MB 。全线共四处单体试压，试验压力为1.5倍设计压力。单体试压计划分两段进行，试验压力为1.25倍设计压力。 水压试验标准椭圆封头壁厚计算书： 计算公式： δ=[]C t i C P D P 5.02-φσ=8 5.011632）91.112-711（8?-????=17.07mm C P ---------------计算压力，MPa ； i D ---------------封头内直径，mm ； []t σ--------------设计温度下封头材料的许用应力，Mpa ； φ----------------焊接接头系数； 校核： ()e e i T T D P δδσ2+= 水压试验时： T σ≤0.9φS σ T σ------------------试压时产生的应力，MPa ； T P ------------------试验压力，MPa ；取单体试压最大12 MPa e δ------------------有效厚度，mm ； S σ------------试验温度下材料（16MnR ）的屈服点，MPa ；取325 MPa ； e e δ2)δ18.687(12+?≤0.9×1×325 e δ≥14.39mm 以上根据GB150-2011计算而来，中开一标段试压封头的壁厚应大于17.07毫米，考虑腐蚀余量等因素，向上圆整选择壁厚为18毫米的标准椭圆封头，材料为16MnR ，坡口形式为外坡口，数量为4个。 另需要精密防震压力表4块，型号为0-25MPa ，表盘150mm ，精度为0.25级。