內壓標準橢圓封頭最小成形厚度的探討

張 娟

（中昊（大連）化工研究設計院有限公司，遼寧 大連 116023）

壓力容器是一種涉及國家財產和人民生命安全的特種設備，而設計是產品質量的最基本保障，“質量的第一步始于設計”。為了確保壓力容器的質量和安全，設計者應該對壓力容器的主要受壓元件逐一進行強度計算，以滿足設計的要求。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。受內壓的標準橢圓封頭在成形過程中不可避免地會發生局部厚度減薄，為了保證封頭減薄后仍能滿足設計的強度要求，GB／T25198－2010《壓力容器封頭》標準中4.3.1條明確規定對壓力容器封頭的設計標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際厚度不小于設計圖樣標注的最小成形厚度。但是兩個標準中又都沒有明確提出封頭的最小成形厚度的計算方法，因此產生了如何確定封頭的最小成形厚度以及如何檢驗的問題。筆者對此問題提出了一點看法，僅供參考。

1 最小成形厚度δmin的計算

2 實際應用舉例

我院曾經給純堿行業某公司的30kt／a小蘇打項目設計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，封頭選用標準橢圓封頭，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》的規定），其在耐壓試驗溫度下的許用應力［σ］＝148MPa，在設計溫度下的許用應力［σ］t＝147.25MPa，封頭的名義厚度與筒體的名義厚度相等，取δ＝6mm。封頭的中心有一個內平齊的開孔，接管規格為φ57×5的20無縫鋼管（標準為GB／T8163－2008《輸送流體用無縫鋼管》），即接管的名義厚度δnt＝5mm，其在耐壓試驗溫度下的許用應力［σ］t＝152MPa，在設計溫度下的許用應力［σ］tt，＝148.25MPa，沒有另外進行補強。如圖1。

圖1 壓縮空氣緩沖罐封頭

封頭的計算厚度按公式（5－1）得：

根據GB150.3－2011計算公式（3－2）計算出接管的計算厚度：

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

接管外伸的有效補強高度由GB150.3－2011計算公式（6－7）：

接管的內伸有效補強高度h2＝0mm

有效寬度B由GB150.3－2011公式（6－6）：

因為開孔是在封頭的中心，則封頭開孔處的計算厚度應按公式（6－2）計算，得δ＝2.17mm；開孔是安放式的，fr＝1.0；

3 檢 驗

4 結 語

GB／T25198－2010及GB150.4－2011對封頭的最小成形厚度的規定，是對老版本的一種完善，也是給制作單位在下料時的一個衡量標準，不僅方便了產品的制造、檢驗和驗收，而且還會避免把合格產品誤判為不合格品，減少了不必要的浪費。

［1］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T25198－2010《壓力容器封頭》［S］.2011

［2］ 中國國家標準化管理委員會.GB150.1～150.4－2011《壓力容器》［S］.2012