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封头
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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。
目录
- 简介
- 定义
- 执行标准
- 封头的用途
- 封头合理的成形保证
- GB150-1998厚度的定义
- 封头设计计算案例
- 封头标准厚度不合理
- 产地
- 现行国家管帽标准
- 行业标准
- 美国管件标准
- 工程设计标准
- 展开
编辑本段简介
定义
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
合金封头
大型封头
不锈钢封头
球冠形封头
碟形封头
球形封头
编辑本段封头的用途
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。
不锈钢抛光封头
封头在压力容器上的使用示意图
编辑本段封头合理的成形保证
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)
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。
封头标准厚度不合理
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。
（二）围棋术语：
（1）定义：围棋术语。限制对方向中腹发展，将对方棋子控制在一定范围内的着法。
编辑本段产地
管道装备制造业做为盐山的特色产业，起源于上世纪七十年代，起初只能生产简单的弯头、法兰等管件，经过30多年的扶持和培育，产业规模增长了上百倍，产品体系不断健全，发展成为涵盖管道和管道配件的完整产业体系。2008年，盐山的管道装备企业总数达到986家，总资产50亿元，年加工能力1000万吨。全年管道装备制造业完成销售收入110亿元，完成增加值25.5亿元，对GDP的贡献率达到46%；上交税金1.8亿元，对财政收入的贡献率达到52%。国内市场占有率近40%，广泛应用于电力、石化、油气输送、城市供排水等领域，秦山核电、北京核试验快堆、三峡电站、西气东输等国家重点工程都大量选用我县的产品；2006年盐山的管道装备制造业被河北省中小企业局命名为“河北省重点产业集群”。2007年被河北省科技厅命名为“河北省特色产业基地”，被中国设备管理协会命名为“中国管道装备制造基地”，被中国石油和石油化工设备协会命名为“国家级特色产业集群”，被省委、省政府确定为“十大装备制造园区”之一。2008年被中国社会科学院认定为“中国县域产业集群竞争力100强”，被市政府纳入沧港工业走廊。[1]
编辑本段现行国家管帽标准
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
编辑本段行业标准
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
编辑本段美国管件标准
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
编辑本段工程设计标准
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
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- 参考资料
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1． 盐山县管道装备制造产业简介 ．盐山政务网 [引用日期2012-10-16] ．
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化工、冶金、炼油、电力等生产型企业通常要使用各种圆型塔容器，而圆型罐体或塔容器两头半圆的部位就是封头。封头是压力容器的主要受压部件，个头虽小，作用却很大。能够加工质量上乘、外观优美的封头，是压力容器制造商们梦寐以求的。压力容器加工制造企业的水平如何，凭封头就能够分出高下。
封头所涉及的行业包括锅炉、压力容器、储罐、低温容器、气瓶、火车\汽车\轮船载用罐车、核工业、化妆品、水处理、啤酒、航天、军工、水电工程、食品、制药、乳制品和石油\化工\冶炼等。
封头的涉及行业广泛为封头的发展提供了广阔的发展条件。
本研究咨询报告主要根据国家统计局、工商局、税务局、海关总署、国务院发展研究中心、发改委、商务部、国家信息中心、各大商用数据库、相关行业协会、报刊杂志及各市调公司所公布的资料撰写，本报告是相关企业、相关研究单位及银行政府等准确、全面、迅速了解目前该行业发展动向、把握企业战略发展定位方向不可或缺的专业性报告。
