壓力容器管線鋼高壓封頭性能熱處理特點和厚度要求{一}、壓力容器管線鋼高壓封頭性能熱處理特點
壓力容器一般由管線鋼高壓封頭、筒體、接管等主要部件焊接而成。為減少部件裝配錯邊量造成的應力集中問題，國家相關標準和用戶技術條件對管線鋼高壓封頭與筒體裝配焊縫處的對口錯邊量尺寸有明確要求，大部分容器中高壓封頭與容器錯邊量允許公差為3~5mm，采用配做加工的方法控制錯邊量。
管線鋼高壓封頭壓制成形會出現壁厚局部減薄及增厚的情況(管線鋼高壓封頭底部減薄，端口增厚)，為保證壓制后的管線鋼高壓封頭底部的較小壁厚要求，管線鋼高壓封頭端面厚度一般會增厚15%一20%，管線鋼高壓封頭端面增厚部位需要加工去除厚度余量，才能與筒體直徑匹配。去除厚度余量過程中，可以糾正部分管線鋼高壓封頭圓度偏差，滿足筒體與管線鋼高壓封頭對接端面的錯邊量公差要求。
管線鋼高壓封頭在回廠進行性能熱處理過程中會釋放成形時產生的應力，可能會發生較大熱處理變形，特別是多次成形的管線鋼高壓封頭在性能熱處理階段，會出現管線鋼高壓封頭端面圓度超差，橢圓過大的情況。當橢圓大于管線鋼高壓封頭端面壁厚的增厚范圍時，加工后的管線鋼高壓封頭端面與筒體端面對接的錯邊量就會出現超出設計允許的3一5mm的公差范圍。例如，我公司實際生產的某煉化廠熱高壓分離器上球形管線鋼高壓封頭、某煉化項目溫高壓分離器下球形管線鋼高壓封頭，在性能熱處理后均發生較大熱處理變形，管線鋼高壓封頭端面較大直徑與較小直徑差值達到了50~80mm。
若管線鋼高壓封頭在性能熱處理后出現較大變形，管線鋼高壓封頭端面在加工找圓后會出現壁厚尺寸差異大，且與筒體對接端面的錯邊量超標的質量問題，錯邊量超標直接影響容器的安 全性，因此需要對管線鋼高壓封頭進行校正修復。管線鋼高壓封頭回廠后，沒有管線鋼高壓封頭成形的模具可用，而橢圓校正需利用制造廠現有的資源與工具實施，經過理論分析與多次生產實踐，設計專用工裝，根據不同壁厚的管線鋼高壓封頭，摸索出千斤頂校正和水壓機校正兩種方法進行校正，改變了球形管線鋼高壓封頭端面的圓度偏差，滿足了管線鋼高壓封頭端面加工后環縫對接的錯邊量公差要求。
{二}、碟形大型高壓封頭的厚度要求
在殼體的較小厚度，主要是考慮在容器制造過程中一般成行、組對和焊接方法對產品(形狀)的影響，以滿足相應制造工藝對厚度的要求，并保證對容器殼體圓筒形狀、幾何尺寸及公差要求，對于小直徑圓筒(如DN1500以下)同時還兼顧了制造、運輸和安裝過程中的剛度要求。本次計算的較小厚度完全滿足殼體較小厚度的要求。
然而很多人都會忽略在GB/T150.3-2011中也注明了大型高壓封頭較小厚度的要求，以碟形大型高壓封頭舉例“對于Ri/r≤5.5的碟形大型高壓封頭，其厚度應不小于大型高壓封頭內直徑的0.15%，其他碟形大型高壓封頭的厚度應不小于大型高壓封頭內直徑的0.3%，但當確定大型高壓封頭厚度時，已考慮了內壓下的彈性失穩問題，可不受此限制。”
因此，我們可以斷定，大型高壓封頭計算過程中，結果出現的不滿足較小厚度情況與殼體的較小厚考慮的方面并不相同，大型高壓封頭的較小厚度是考慮內壓下的彈性失穩問題。內壓下的彈性失穩是在碟形大型高壓封頭的轉角區域存在著較高的周向壓縮應力，特別是較薄的大型高壓封頭，往往在彈性范圍內就已失去穩定而遭受破壞。因此需要引起足夠的重視。
碟形大型高壓封頭由內半徑為Ri的球殼和轉角過度內半徑為r的過渡環殼兩部分組成。
1)經向應力在大型高壓封頭球殼部分呈均勻分布，為拉伸薄膜應力，至過渡環殼逐漸減少，到大型高壓封頭底邊降至與相連接圓筒軸向應力相等。
2)周向應力在球殼部分同樣為拉伸薄膜應力，數值與經向應力相等。過渡環殼上則為周向壓縮應力，且在球殼與環殼連接處壓應力較大，沿經向至底邊壓應力逐漸減小，在底邊處為較小值。
簡單的說就是，凸形大型高壓封頭受內壓時候形狀趨于球形，球殼部分軸向向外拉伸，過渡段周向向內壓縮，而球殼和過渡段的連接處，由于結構的不連續，導致該處產生橫剪力和彎矩，由于橫剪力和彎矩的作用，在不連續處產生了局部薄膜應力和彎曲應力，疊加內壓引起的薄膜應力得到了大型高壓封頭的總應力，實驗表明大型高壓封頭的膜加彎與r/Ri相關。
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