內(nèi)壓標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭最小成形厚度的探討

張 娟

（中昊（大連）化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 大連 116023）

壓力容器是一種涉及國家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全的特種設(shè)備，而設(shè)計(jì)是產(chǎn)品質(zhì)量的最基本保障，“質(zhì)量的第一步始于設(shè)計(jì)”。為了確保壓力容器的質(zhì)量和安全，設(shè)計(jì)者應(yīng)該對壓力容器的主要受壓元件逐一進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以滿足設(shè)計(jì)的要求。而封頭又是主要受壓元件之一，所以封頭的選型和成形尤為重要。受內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭在成形過程中不可避免地會(huì)發(fā)生局部厚度減薄，為了保證封頭減薄后仍能滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求，GB／T25198－2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)中4.3.1條明確規(guī)定對壓力容器封頭的設(shè)計(jì)標(biāo)記要求注明封頭的最小成形厚度。而GB150.4－2011中6.1.1條也明確了受壓元件成形后的實(shí)際厚度不小于設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注的最小成形厚度。但是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中又都沒有明確提出封頭的最小成形厚度的計(jì)算方法，因此產(chǎn)生了如何確定封頭的最小成形厚度以及如何檢驗(yàn)的問題。筆者對此問題提出了一點(diǎn)看法，僅供參考。

1 最小成形厚度δmin的計(jì)算

2 實(shí)際應(yīng)用舉例

我院曾經(jīng)給純堿行業(yè)某公司的30kt／a小蘇打項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一臺壓縮空氣緩沖罐，其中pc＝1.0 MPa，t＝80℃，Di＝800mm，φ＝1.0，C2＝2.0mm，封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，筒體及封頭的材料為Q245R鋼板（符合GB713－2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》的規(guī)定），其在耐壓試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力［σ］＝148MPa，在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力［σ］t＝147.25MPa，封頭的名義厚度與筒體的名義厚度相等，取δ＝6mm。封頭的中心有一個(gè)內(nèi)平齊的開孔，接管規(guī)格為φ57×5的20無縫鋼管（標(biāo)準(zhǔn)為GB／T8163－2008《輸送流體用無縫鋼管》），即接管的名義厚度δnt＝5mm，其在耐壓試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力［σ］t＝152MPa，在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力［σ］tt，＝148.25MPa，沒有另外進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。如圖1。

圖1 壓縮空氣緩沖罐封頭

封頭的計(jì)算厚度按公式（5－1）得：

根據(jù)GB150.3－2011計(jì)算公式（3－2）計(jì)算出接管的計(jì)算厚度：

接管的有效厚度：δet＝δnt－C1－C2＝5－0.625－2＝2.375mm；

接管外伸的有效補(bǔ)強(qiáng)高度由GB150.3－2011計(jì)算公式（6－7）：

接管的內(nèi)伸有效補(bǔ)強(qiáng)高度h2＝0mm

有效寬度B由GB150.3－2011公式（6－6）：

因?yàn)殚_孔是在封頭的中心，則封頭開孔處的計(jì)算厚度應(yīng)按公式（6－2）計(jì)算，得δ＝2.17mm；開孔是安放式的，fr＝1.0；

3 檢 驗(yàn)

4 結(jié) 語

GB／T25198－2010及GB150.4－2011對封頭的最小成形厚度的規(guī)定，是對老版本的一種完善，也是給制作單位在下料時(shí)的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，不僅方便了產(chǎn)品的制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，而且還會(huì)避免把合格產(chǎn)品誤判為不合格品，減少了不必要的浪費(fèi)。

［1］ 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB／T25198－2010《壓力容器封頭》［S］.2011

［2］ 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB150.1～150.4－2011《壓力容器》［S］.2012