压力容器封头制造工艺指导

压力容器封头制造工艺指导

过程设备制造与检测

压力容器封头制造工艺设计指导

陕西科技大学编著

机电过控系审

化学工业出版社

教材出版中心

第一章.封头制造通用工艺规程

1范围

1.1本规程规定了椭圆形封头下料、拼板、焊接、成形、检验等的方法与要求。

1.2本规程规定Q345R材料制椭圆形封头的制造。

2总则

封头的制造除符合本规程的规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规、

标准、与其它相应规程与图样及专用工艺文件的要求。

3材料

3.1封头用材料应符合相应材料标准的规定，并附有钢板生产单位的钢材质量证

明书与确认标记。

3.2制造一、二类及无类压力容器的封头的材料质量证明书项目齐全，实物标志

清晰，可不复验。若材料质量证明书项目不齐全或者齐全但实物标志不清晰者，

务必复验合格。

3.3三类压力容器的封头的材料务必质量证明书项目齐全，并与实物标志相符，

且经本公司复验合格。

4制造检验流程

4.1封头制造检验流程见图4-1。

4.2下料

4.2.1封头尽量下整体料，如需拼接时，封头各类不相交的拼焊焊缝中心线间距

离至少应为封头钢材厚度的3倍，且不小于100mm。当封头由瓣片与顶圆板拼接

制成时，接头方向只同意是径向与环向的，中心顶圆板直径应小于1/2DN。

4.2.2封头瓣片与顶圆板应用整板制造，不得拼接。

4.2.3封头按展开尺寸（外协成形封头下料尺寸按外协厂家要求）划线，使用机

械加工、等离子切割或者氧乙快焰气割等方法进行下料与切割坡口，切割后必

须去净割瘤、飞溅、毛刺及氧化层，并用砂轮打磨呈金属光泽，坡口表面不得有

裂纹、分层、夹渣等缺陷。

Q345R钢材经火焰气割的坡口表面，应进行磁粉或者渗透检测。

1、标注说明

；；二督OO标的维机小

加震嚣。G产触.根*方

HB布氏磴度

NDE无技冷测

2.无栩检遍要求以图纸和焊接工艺为准

图4-1

43拼接

4.3.1封头拼接坡口型式及尺寸按专用焊接工艺，坡口表面应平整、光滑。

4.3.2封头拼接时，对口错边量不得大于钢板厚度的10%,且不大于1mm,复合

钢板的对口错边量不得大于钢板复层厚度的30幅且不大于1mm,棱角度应不大

于0.18n+l且不大于2mm（5„为名义厚度）。

4.3.3封头拼焊前，须将焊缝两侧各30mm范围内的氧化物、油污、锈蚀等杂物

完全清除干净。使用手工电弧焊方法施焊的焊缝两侧各150mm范围内应涂刷石灰

水，以防止飞溅沾附在钢板上。

4.3.4焊接规范按专用焊接工艺进行。

4.3.5封头拼接板在成形前应清除焊瘤、焊渣、飞溅物，椭圆形的拼接焊缝、锥

形封头过渡部分的拼接焊缝内外表面在成形前应将焊缝余高打磨至与母材平齐。

拼接焊接接头表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑与飞溅物。

4.3.6拼接接头外观检查合格后，按有关规定打上焊工钢印对低温压力容器与使

用疲劳分析设计的封头，不得打钢印。

4.3.7封头在成形前，可根据实际情况进行必要的无损检测（射线或者超声），以

作为工序间的质量操纵。

4.4成形

4.4.1根据封头的类型、规格、材质，可使用冲压、旋压与卷制等方法成形。

4.4.2使用冲压成形的Q345R的封头，通常应使用热压

4.4.4封头压制时，其模具应分别按冷成形选取；模具的规格应与被压的封头一

致，模具的表面不得有毛刺或者硬块。

4.4.4.3压边时凹模及压边圈的工作表面应保证光洁。

4.4.4.4对热冲压封头使用中性火焰或者电炉加热；封头坯料装炉时，板材要垫

起，防止局部发烧。

4.44.5升温随炉升温，升温温度按表4-2。

4.4.4.6保温保温时间：M=6•k分/min（6=板厚，k=l分/min）。

4.4.4.7压制前应清除坯料氧化皮，并将有材质钢印标记的一面朝外。

4.4.4.8压制时使坯料在模具上放正，其偏心值不应大于3mm。

4.4.4.10模具需润滑，润滑剂的配方可参考表4-3。

表4-2热压封头加热与停压温度

材料

Q345R

加热温度℃960~1050

保温时间分按板材厚度，每分钟1mm计算

始压温度℃930—1000

停压温度℃2800

注：*压后应尽快冷却。

表4-3模具润滑剂配方

碳素钢、低合金钢石墨粉40%+机油60%

4.4.4.11封头压形后，标记产品工号、件号、直径、厚度。

4.4.5成形封头端部应切边，作为尺寸形状检测的测量基准，封头不同意毛边交

货，端部坡口型式与尺寸由技术部门在图样与技术附件中规定。

4.451成形后的封头应置于坡口切割机上找正，划出直边位置线，并打上洋冲眼

（低温钢设备除外），关于不锈钢封头及其有特殊要求的设备，应在线外留3-5mm

机加余量。

4.4.5.2Q345R应使用机械加工或者火焰气割法切除直边的多余部分与切出端部

坡口，若使用火焰气割法切割除直边的多余部分并割出端部坡口时，须用手砂轮

修磨坡口至呈金属光泽。

41.5.3使用机力;时先在背面点焊装卡支脚（支脚材料与母材一致）。加工完毕后，

应去掉装卡支脚，并将焊瘤、焊渣飞溅等打磨干净，并对合金钢、不锈钢封头的

打磨处进行着色检查。

4.4.6外协压制的封头，检验部门应对外协封头的几何尺寸与形状、最小成形厚

度、无损检测等按本规程及相应的封头标准要求进行检查与复验。

4.6检验

4.6.1外协压制的封头，检验部门应对外协封头的几何尺寸与形状、最小成形厚

度、无损检测等按本规程及相应的封头标准要求进行检查与复验。

4.6.2椭圆形封头的直边倾斜度应符合表4-4的规定。测量封头直边倾斜度时，

不应计入直边增厚部分。

表4-4mm

直边高度倾斜度

h向外向内

25W1.5W1.0

40W2.5W1.5

其它6%h,且不大于54%h,且不大于3

4.6.3封头直径与外圆周长公差应符合表4-5的规定。

4.6.4封头切边后，在直边部分实测等距离分布的四个内直径，以实测最大值与

最小值之差作为圆度公差，圆度公差应不大于0.5%Di,且不大于25mm,且6s

VI2mm时，应不大于0.8%Di,且不大于25mm。

4.6.5封头切边后，在封头端面任意两直径位置上放置直尺或者拉紧钢丝，在直

尺或者钢丝交叉处测量封头总深度（高度），封头总深度（高度）公差为（-0.2〜

0.6）Dio

466用弦长相当于封头内直径的间隙样板，检查封头内表面的形状公差，如

图4-2示。检查时应使样板垂直于待测表面，可躲开焊缝进行测量。椭圆形、碟

形、球冠形封头内表面的形状公差应符合下列要求：

a）样板与封头内表面间的最大间隙：外凸不得大于1.25%Di,,内凹不

得大于0.625%Di；

表4-5封头要紧尺寸同意偏差mm

钢材厚度

公称直径直径公差

8s外圆周长公差

DNADi

1600WDNV300010W6S<22―3~+4-9-+12

b）样板轮廓曲线线性尺寸的极限偏差按GB/T1804—2000中m级的规定。

4.6.8椭圆形封头的直边部分不得存在纵向皱折。直边高度公差为（-5〜10）%h

4.6.9关于按规则设计的封头，成形封头实测的最小厚度不得小于封头名义厚度

减去钢板厚度负偏差C1（即68-C1）,若图样标注了封头成形后的最小厚度,

则成形封头实测的最小厚度不得小于图样标注的封头成形后的最小厚度。关于按

分析设计的封头，则成形封头实测的最小厚度不得小于封头设计厚度。

4.6.9.1沿封头端面圆周0。、90。、180。、270。四个方位，用超声波测厚仪、卡

钳、或者千分卡尺在厚度的必测部位检测成形封头的最小厚度。

4.6.9.2成形封头厚度的必测部位按图4-3所示。

4.6.10无损检测

4.6.10.1封头成形后，椭圆形封头的全部拼接焊接接头应使用图样或者订货技

术协议中规定的方法与合格级别按JB4730-2005进行100%射线或者超声检测。

4.6.10.2按规则设计的折边锥形封头A、B类焊接接头，应按GB15O—1998的

有关规定，使用图样或者订货技术协议中规定的方法与合格级别按JB4730-2005

进行100%或者局部射线或者超声检测，当使用局部无损检测时，检测部位务必

包含过渡段部位的焊接接头。

按分析设计的折边锥形封头A、B类焊接接头，应使用图样或者订货技术协

议中规定的方法按JB4730-2005进行100%射线或者超声检测，射线检测H级、

超声检测I级为合格。

4.6.10.3凡符合下列条件之一者，应使用图样或者订货技术协议中规定的方法

按JB4730-2005进行100%磁粉或者渗透检测，检测结果I级为合格。

a）封头堆焊表面；

b）复合钢板制封头的复合层焊接接头；

4.7封头的油漆、包装与运输及出厂质量证明文件应符合有关标准的规定。

1适用范围

本规则规定了板制封头的下料、锥形封头用锥体卷制、拼缝对接与焊接、封头压制、

热处理、表面质量检查、尺寸形状检查、焊缝无损检测、焊缝返修、母材修磨及补焊、

矫形、试板评定、不锈钢与有色金属制封头的其它要求及封头质量证明书等要求。

本规则适用于单层焊接压力容器、常压容器的整板或者拼板（包含不锈钢复合板）

使用冲压、旋压及卷制成形的碳素钢、低合金钢、高合金钢及有色金属等材料的封头。

本规则中的封头包含椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头与折边锥形封头。

2引用标准

GB150—2011压力容器

GB151—1999管壳式换热器

GB/T1804—2000通常公差线性尺寸的未注公差

JB/T4730.2—2005承压设备无损检测第2部分：射线检测

JB/T4730.3—2005承压设备无损检测第3部分：超声检测

JB/T4730.4—2005承压设备无损检测第4部分：磁粉检测

JB/T4730.5—2005承压设备无损检测第5部分：渗透检测

NB/T47016—2011承压设备产品焊接试件的力学性能检验

GB/T25198—2010压力容器封头

YDIIM-GY-002下料与坡口加工工艺守则

YDHM-GY-007焊缝返修工艺守则

YDHM-GY-016不锈钢酸洗钝化工艺守则

TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程

3总则

压力容器封头的制造除应符合本工艺守则的要求外，还应遵守国家有关法令、法规、规

章、

国家规则、行业规则及设计图样与工艺文件的规定。

4下料

4.1按YDHM-GY-002规定进行下料、加工拼缝坡口。封头的毛坯厚度应按工艺规定考

虑工艺减薄量，以确保封头成形后的实测厚度符合要求.

4.2椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头使用整板制作时，周边打磨、去除毛刺，

对旋压与冷压的封头，应按6.9条修磨周边，然后送外协压制（材料标记应朝下，以使压

制时材料标记朝外）。

4.3椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头使用拼板制作时，按第6条进行拼接。

4.4折边锥形封头使用拼板制作时，卷制前的平板拼接按第6条进行。

5锥体卷（压）制

5.1板边预弯（压头）

5.1.1板边预弯时应使有标记的一面朝外，纵焊缝坡口朝向应符合要求。

5.1.2板边预弯用卷板机或者外协进行（公司30mm卷板机最大预弯能力为钢板厚度6s

=24mm）,预弯弧长不小于350mln,模板曲率半径应与锥体各部曲率半径一致。预弯后用

样板检查，最大间隙不大于2mm。

5.2当锥体板边不便作预弯时，两头放直边余量250〜300mm,并打样冲眼标记线，两头

卷圆一部分后，沿标记线割去直边余量，有坡口者一并割出。

5.3锥体卷（压）制成形后，用样板检查，最大间隙不大于2mm。

5.4锥体纵缝按第6条进行对接，有产品焊接试板者一并施焊。

5.5钢制锥体纵缝焊接后，在卷板机上矫圆，并按下列要求检查锥体的圆度及焊缝处的

棱角度：

a）承受内压的锥体，同一断面上最大内径与最小内径之差e,应不大于该断面设

计内直径Di的1%,且不大于25mm（按JB/T4735制造时为不大于301nln）；

b）承受外压的锥体及真空容器的锥体，其圆度用内弓形样板或者外弓形样板测

量，样板弦长及测量的最大同意间隙e按工艺文件规定（具体数值按GB150中的

10.2.3.12条选取）。

c）因焊接在环向形成的棱角E,用弦长等于l/6Di且不小于300mm的内样板或者

外样板检查，其E值不得大于（3s/10+2）mm且不大于5mm。

5.6钢制热卷锥体热卷后的实测厚度不得小于名义厚度3n减去钢板厚度负偏差C1所

得值与封头冲压（或者扳边）厚度减薄量之与。

5.7锥体分段卷（压）制时，其环缝的对接按第6条进行。

5.8锥体母线的直线度AlWaL/1000（L为锥体母线长度），最小值可为3mm。

5.9冷成形或者中温成形的锥体的钢材厚度符合下列条件者应进行焊后消应力热处理：

a）碳素钢、Q345R的钢材厚度5s不小于3%Di（Di为封头大端内径，下同）；

b）其他低合金钢的钢材厚度6s不小于2.5%Di。

5.10高合金钢锥体冷成形或者中温成形后，通常不进行热处理。

5.11有色金属锥体成形后的热处理按图样、工艺文件规定。

6对接与焊接

6.1坡口表面要求

a）坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。

b）规则抗拉强度下限值。b>540MPa的钢材及Cr-Mo低合金钢材经火焰（包含

等离子体）切割的坡口表面应进行磁粉或者渗透检测。

c）施焊前，焊接接头表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净，清除的

范围（以离坡口或者板边缘计）不得小于20mm。

6.2按工艺要求进行对接与焊接（必要时应按焊接工艺规定进行预热），有产品焊接试

板者一并施焊，钢制封头焊缝对口错边量b<0.18s且不大于1.5mm,复合钢板拼接焊

缝对口错边量b不大于钢板复层厚度的30%且不大于1.0mm,有色金属封头焊缝对口错

边量按工艺文件与有关规则执行。

6.3椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头的内表面拼焊焊缝，与影响成形质

量的外表面拼焊焊缝，在成形前应将焊缝余高打磨至与母材齐平。

6.4折边锥形封头成形前，应将过渡部分的内外表面的焊缝余高打磨至与母材齐平。

6.5钢制封头未打磨的焊缝余高，应符合GB150第10章表10-3的规定，有色金属制封头

未打磨的焊缝余高，应符合其有关规则的规定。

6.6拼接焊接接头表面不得有裂纹、未焊透、未熔合、未填满、夹渣、咬边、气孔、、

弧坑等缺陷与飞溅物。

6.7焊后，清除焊缝上的熔渣与两侧的飞溅物。对板厚大于等于6mm的碳素钢、低合金

钢封头，在规定的位置打焊工代号钢印；对低温容器封头、高合金钢封头、有色金属封

头及板厚小于6mm的碳素钢、低合金钢封头，则焊工代号作书面记录，而禁止在封头上打

钢印。

6.8压制前，对接焊缝如需进行无损检测，应按工艺文件的规定进行：

6.9旋压封头及冷冲压封头的坯料周边应修磨圆滑，棱角倒钝或者磨成圆角，周边不得

有裂纹、分层、夹渣等缺陷。

7封头压制（外协）

7.1封头按图样、工艺要求进行外协压制（冷冲压、热冲压、冷旋压、热旋压等）。

7.2封头压制时，其材料标记应朝外。

7.3封头热压时，其热加工规范应符合表1规定。必要时，应出具热压加热实测自控记

录曲线图。

表1封头热压热加工规范

保温时间始压温度加工终止温

材料牌号工件温度，℃

min/mm°C度"C

Q235-B900〜10501900〜10502750

Q245R900—10501900—10502750

Q345R950〜10501950—10502850

Q370R950〜10501.5950〜10502850

18MnMoNbR、13MnNiMoR950-10501.5950-10502800

16MnDR950〜10501950〜10502850

14CrlMoR>12Cr2MoiR、15CrMoR、

900—10001.5900—10002750

12CrlMoVR

0Crl8Ni9>0Crl8Nil0Ti950—11001.5950—11002850

00Crl9Nil0^00Crl9Nil3Mo3950-11001.5950-11002850

0Crl7Nil2Mo2>00Crl7Nil4Mo2950-11001.5950-11002850

L2、LF2、LF21350〜4501.5350〜4502250

TA2、低加温型200〜3501200〜3502100

TA3、

TC4高温型600—8001600〜800>500

7.4对热成形的封头，当工艺规定制备焊接试板或者母材热处理试板时，其试板应与封

头热压时一并加热、出炉冷却。

7.5端面坡口加工

7.5.1封头端部应切边后交货。端面坡口的形状、尺寸按图样、工艺文件规定操纵。

7.5.2对碳素钢、低合金钢封头，其端面、坡口可采取自动切割机切割（切割后应经砂轮

打磨），对小直径与薄壁封头，其坡口可在车床上加工。

7.5.3对高合金钢、有色金属封头，其端面、坡口在车床上加工，或者使用自动切割机

切割后打磨去除热影响区。

7.6封头压制单位应确保封头压制成形后，封头的实测厚度及其它必要的指标符合工艺

文件的要求，并提供真实的实测记录。

8封头热处理

8.1对压制后需热处理的封头，根据供需双方约定，可由封头压制单位（封头外购时为

封头制造单位）进行相应的热处理。

8.2封头的热处理方法由设计与工艺规定确定，并符合《容规》、GB150.GB151等规范、

规则的规定。

8.3除符合下列要求外，冷成形的椭圆形与碟形封头应进行热处理：

a）当封头制造单位确保冷成形的材料性能符合设计、使用要求时，可不进行热处理:

b）除图样另有规定外，冷成形的奥氏体不锈钢制椭圆形、碟形封头可不热处理。

8.2封头压制后需热处理时，其热处理规范应按图样、工艺规定进行，并出具热处理实

测自控记录曲线图。

8.3热处理时，当工艺规定制备焊接试板或者母材热处理试板时，其试板应与封头同炉

热处理。当钢板的供货与使用状态一致时，则热成形封头在热成形过程中不得破坏供货

时的热处理状态，否则应重新进行热处理。

9封头表面质量检查

9.1封头表面应光滑，无过烧、过热迹象，不得有裂纹与影响使用的机械损伤与腐蚀等

缺陷。封头表面的严重尖锐伤痕同意进行修磨，使修磨范围内的斜度不超过1：3。封头外

观用肉眼检查，必要时用磁粉、渗透等方法进行表面无损检测。

9.2封头成形前打磨的拼焊焊缝表面，在封头成形后，当符合下列所有条件时，可低于

相邻母材表面：

a）焊缝部位的最小厚度应符合表2规定；

b）焊缝表面不得低于母材表面0.5mm以上。

10封头形状、尺寸检查

10.1钢制椭圆形、碟形、折边锥形及球冠形封头的尺寸、形状应符合表2~表4的要求。

10.1.1以外圆周长为对接基准时，封头外圆周长的公差应符合表3的要求，以内直径为对

接基准时，封头内直径的公差应符合表4的要求。

10.1.2封头切边后，在封头端面直径方向拉一根钢丝或者放一直角尺，用直角尺的一直

角边与拉紧的钢丝或者直尺重合，另一直角边与封头接触，在直边部位测量直角尺与封头

间的最大距离即为封头的直边倾斜度。测量封头直边倾斜度时，不应计入直边增厚部分。

10.1.3封头切边后，在直边部分实测等距离分布的四个内直径，以实测最大值与实测最

小值之差作为圆度公差。

10.1.4用弦长相当于封头内直径的间隙内样板，检查封头内表面的形状公差。检查时应

使样板垂直于待检表面，同意躲开焊缝进行测量。内样板轮廓曲线线性尺寸的极限偏差按

GB/T1804中的m级的规定。

10.1.4沿封头端面圆周0。、90。、180。、270°四个方位，用超声波测厚仪、卡钳或者

千分

卡尺，在厚度的必测部位（按GB/T25198中的图5、6、7）检测成形封头的厚度。

表2封头尺寸、形状要求

mm

允差内直径

300WDNW6000

项

直径允外圆周长为对接基准（按表3）

差ADi以内直径为对接基准（按表4）

圆度公差（最大最小内直径之差）当6S/Di50.005时，eWO.5%Di,且不大于25

eW当6S/Di<0.005且6s<12时，eW0.8%Di,且不大于25

形状偏差允值（内样板检查）（注1）外凸W1.25%Di,内凹WO.625%Di

+10%h

直边高度允差△）!?-5%h

封头全高允差ah(-0.2—+0.6)%Di

直边部分的纵向皱折深度不同意存在

过渡段转角内半径

不小于图样的规定值

（碟形、折边锥形封头）

不小于名义厚度6n减去钢板厚度负偏差C1,

最小壁厚（注2）

或者不于设计图样标注的封头成形后的最小厚度

直边高度h=25向外倾斜W1.5向内倾斜W1.0

直边高度h=40向外倾斜W2.5向内倾斜W1.5

直边倾斜度

向外倾斜W6%h,向内倾斜W4%h,

直边高度h：其它

且不大于5且不大于3

端面坡口角度允差±2.5。

端面坡口钝边允差±1.5

锥形封头两端中心线偏移不大于封头大端公称直径的1%且不大于20

封头人孔扳边处厚度不小于封头板厚的0.7倍

+4

封

头椭圆形长短轴a、b-2

人

孔

寸

尺+4

圆形直径d-2

差

允

+5

扳边高度-3

表3封头外圆周长公差（以外圆周长为对接基准）

mm

公称直径DN钢材厚度SS外圆周长公差

2W6s<4一4〜+4

300WDNW6004W6s<6一6〜+6

6W3SC16-9~+9

4W3SV6・6~+6

600WDN<1000

6^6S<10-9〜+9

10WHSV22-9-+12

6W6SV10-9〜+9

1000^DN<160010W6s<22-9〜+12

22W6s<40-12〜+18

6W3SV10-9+9

1600WDN<300010W6s<22-9~+12

22W6s<60-12-+18

10W6s<22-9〜+12

3000WDN<4000

22W6SV60-12〜+18

12WSS<22-9〜+12

4000WDN<5000

22W6SV60-12-+18

5000WDNW600016W6SW60-12-+18

表4封头内直径公差（以内直径为对接基准）

公称直径DN钢材厚度8s外圆周长公差

2W6SV4-1.5+1.5

300<DNW6004W3s<6-2~+2

6^6S<16-3~+3

4W6s<6-2~+2

600WDN<10006W8SV10-3〜+3

10W6s<22―3~+4

6^6S<10-3〜+3

1000^DN<160010W8SV22-3〜+4

22W6SV40一4〜+6

6W3S<10-3〜+3

1600WDN<300010W6s<22―3~+4

22W6s<60一4〜+6

10W6s<22一3〜+4

3000WDN<4000

22W8S<60―4~+6

12W8SV22一3〜+4

4000WDN<5000

22W8SV60一4〜+6

5000WDNW600016W8SW60一4〜+6

10.2平底圆管板（封头）底面平面度的允差按表5的规定。

表5平底圆管板（封头）底面平面度允差mm

>1000〜>1500〜>1800〜>2200〜

公称直径DN4000>2500

1500180022002500

1000mm内平面度W3

整个面内平面度W345678

10.3其它钢制封头的尺寸、形状检查应符合图样设计要求及有关规则要求

10.4有色金属制封头的尺寸、形状检查应符合图样设计要求及有关规则要求。

11焊缝无损检测

11.1钢制压力容器用椭圆形、碟形、球冠形封头，在压制成形后，焊缝应按川/T4730.2

作100%射线检测，或者按JB/T4730.3作100%超声波检测，合格级别与所在容器壳体

相应的对接接头一致（或者按设计图样与订货技术协议规定）。受《容规》管辖的压力

容器用封头应100%射线检测。

11.2钢制压力容器用锥形封头在压制成形后，焊缝按图样或者技术协议规定的方法作

100%或者局部射线（JB/T4730.2）或者超声波检测（JB/T4730.3）,合格级别与所在

容器壳体相应的对接接头一致，其中受压制变形的部位的焊缝应作100%射线检测或者超

声波检测。

11.3复合钢板制封头的复合层焊接接头应按JB/T4730.5进行100%渗透检测，I级合

格。

11.4规则抗拉强度下限值。b>540MPa的高强度钢及及Cr-Mo低合金钢板制旋压封头，其

拼焊焊接接头的内外表面应进行100%磁粉检测（按JB/T4730.4）或者100%渗透检测（按

JB/T4730.5）,I级合格。

11.5有色金属封头在压制成形后，其焊缝的无损检测应符合相应规则、图样、工艺的

规定（受《容规》管辖的压力容器用椭圆形、碟形、球冠形封头压制后，焊缝应作100%

射线检测）。

12焊缝返修

12.1封头焊缝的返修按YDHM-GY-007的规定进行。

12.2封头焊缝返修后按规则、规范与图样、工艺的要求进行无损检测，其合格等级按原焊

缝的要求。

13母材表面修磨及焊补

13.1钢制封头母材表面严重的尖锐伤痕、深度超过钢板负偏差之半的划痕、轧痕、麻点、

氧化皮脱落后的粗糙等局部缺陷与任何裂纹、结疤、折叠、压入氧化皮、夹杂、焊疤、打弧

弧坑、飞溅等均应予以打磨清除，并使修磨范围内的斜度不大于1：3,修磨深度不大于钢

板厚度6s的5%且不大于2mm,否则应予以焊补。当图样标注了封头的成品最小厚度，则

修磨处的最小厚度不小于封头成品最小厚度。关于复合钢板制的封头，其复层侧的修磨深度

不得大于复层厚度的30%,且不大于1mm。

13.2除10.1条规定外，钢制封头母材表面的超标缺陷按下列规定进行焊补：

a）焊补前，缺陷应予完全清除，缺陷清除后的凹坑必要时可用渗透或者磁粉检测方

法进行检查，凹坑的形状应适宜于焊接；

b）焊补应选择在封头热处理前进行；

c）返修过程应按返修工艺文件的要求执行，焊接应符合焊接工艺文件的规

定;

d)补焊焊缝余高通常凸出钢材表面1.5〜2nim,然后打磨至与母材平齐，焊

缝不得存在咬边；

13.3钢制封头修磨及焊补后的无损检测

13.3.1补焊深度大于4mm者，补焊后应作射线检测，合格级别与封头拼接接头要求相同：

13.3.2规则抗拉强度下限值。b>540MPa的高强度钢及Cr—Mo低合金钢的缺陷修磨或者焊

补表面应作100%磁粉(按JB/T4730.4)或者渗透检测(按JB/T4730.5),I级合格。

13.4有色金属封头的修磨及焊补应符合有关规则及工艺文件的规定。

14矫形

14.1冷作矫形

14.1.1冷作矫形应使用千斤顶、平锤、锲铁、垫块、胎具等器具进行，禁止

用锤子直接敲打变形部位。

14.1.2矫形完成后，应拆去矫形工具。封头组装时，禁止使用矫形工具作强力

组装。

14.1.3冷作矫形不适用于变形剧烈部位的矫形。

14.2加热矫形

14.2.1矫形温度参照表1规定。

14.2.2加热矫形应符合下列规定：

a)加热到规定温度范围后，应均热一段时间(1〜1.5min/mm),然后进行矫形。工件

温度低于加工终止温度时应停止矫形。如仍需矫形，则应重新加

热。同一部位热矫形加热次数通常不得超过3次；

b)矫形应使用平锤、垫块、胎具等作过渡，禁止用锤子直接敲打变形部位；

c)矫形时，应防止矫形过度、钢板变薄、氧化严重、材质恶化等现象出现；

d)必要时，热矫形后应作热处理，具体按工艺规定。

15试板评定

15.1母材热处理试板力学性能应符合板材规则的规定；

15.2承压设备产品焊接试件力学性能应符合NB/T47016的规定；

15.3有色金属压力容器产品焊接试件力学性能应符合《容规》、有关规则

或者设计图样的规定：

15.4试板的抗晶间腐蚀性能应符合图样的规定。

16不锈钢与有色金属制封头的其它要求

16.1不锈钢与有色金属制封头的制造，务必有专用的制造车间，不得与黑色金属制品

混杂进行，工作场所要保持清洁、干燥、严格操纵灰尘，务必严格操纵表面机械损伤与

飞溅物。

16.2铝及铝合金制封头

16.2.1母材与焊接接头的腐蚀试验，应符合专门的技术条件与设计要求。

16.2.2接触腐蚀介质的表面，不应有机械损伤与飞溅物。

16.2.3焊接接头的坡口面应使用机械方法加工，表面应光洁平整，在焊接前

应做专门的清洗。

16.3钛及钛合金制封头

16.3.1焊接接头的坡口面务必使用机械方法加工。

16.3.2焊接材料务必进行除氢与严格的清洁处理。

16.3.3承担焊接接头组对的操作人员，务必戴洁净的手套，不得触摸坡口及其两侧邻

近区域，严禁用铁器敲打钛材表面。

16.3.4焊件组对清洗完成后，应立即进行焊接。

16.3.5焊接用氨气与氧气的纯度不应低于99.99%,露点不应高于零下50℃。

16.3.6钛材焊接前，应对坡口及两侧25mm范围内进行严格的机械清理与脱

脂处理。在焊接过程中，应采取措施防止坡口受到污染。

16.3.7应采取有效措施避免在焊接时造成钢与钛互熔。当图样有要求时，应

做铁污染试验。

16.3.8在焊接过程中，每焊完一道，都务必进行焊层表面颜色检查，焊缝及热影响区

的表面颜色应呈银白色或者金黄色。对表面颜色不合格的，应全除去，然后重焊。表面

颜色检查应参照有关规则的规定。

16.3.9务必使用惰性气体双面保护电弧焊接或者等离子焊接。

16.3.10焊后的焊缝表面不得有咬边、气孔、弧坑与裂纹等缺陷。

16.4铜及铜合金制封头

16.4.1焊接接头的坡口及两侧邻近区域，应进行认真清理，露出金属光泽，并应及时

施焊。

16.4.2若使用氢一氧一焰或者氧一乙快焰焊接，应满足下列要求：

a）使用退火状态铜材；

b）使用瓶装乙快气，并应操纵乙快气的纯度；

c）根据材料与焊接工艺，焊前应预热到规定的温度范围；

d）多层焊接时，在焊接过程中，应连续完成，不宜中断；

e）在焊条或者被焊接接头上，应涂有适当的焊剂；

f）铜基材料应使用中性到微氧化性火焰，铜银合金应使用中性到微还原性火焰；

g）焊接环境温度通常不应低于0℃,否则应进行预热；

h）纯铜不应使用氢一氧焰焊接，可使用气体保护焊或者等离子焊接。

16.5银及锲合金制封头

16.5.1材料的切割应使用剪切、机械加工或者合适的热切割方法（如等离子切

割）。热切割之后，在使用或者焊接前应用打磨、切削或者其它机械方法将切割边缘的

污染区去除；

16.5.2银材焊接时，应对坡口及两侧25mm范围内区域进行严格的机械清理，

完全清除油污与一切含硫杂物，用清洗剂进行清洗后及时施焊。中间焊道表面的氧化物

应用砂轮打磨清除，直至露出金属光泽。

16.5.3在焊接过各地中，应严格操纵焊接线能量与层间温度。层间温度通常不应高于

150℃«

16.5.4焊后的焊缝表面不得有咬边、气孔、弧坑与裂纹等缺陷。焊缝及热影响区的表

面颜色应呈银白色或者浅黄色。

16.5.5热成形或者热处理后，应完全清除工件上的油污、油漆及润滑剂等•切含硫或

者含铅的污染物。加热炉的气氛中应严格操纵含硫理。加热用煤气或者天然

气的含硫量应小于0.57g/m3,燃料油的含硫量应小于0.57%,不得用焦炭或者煤加热。

16.6表面酸洗、钝化处理

16.6.1奥氏体不锈钢封头热压后，表面应作酸洗、钝化处理，具体按YDHM-GY-016进行.

16.6.2有色金属封头热压后，表面应作酸洗、钝化处理，配方及操作按有关

工艺。

17封头产品质量证明书

17.1封头压制单位（外购封头时为封头制造单位）务必具有相应封头制造资质。

17.2封头压制（制造）完成后，应出具封头产品质量证明书，产品质量证明书应符合《容

规》的规定。封头压制（制造）单位应至少提供2份封头产品质量证明书（1份供压力容器

制造单位存挡，1份由压力容器制造单位转发压力容器用户）

第二章压力容器封头制造论文

第一章封头的介绍

封头作为常压及承压容器中不可或者缺的零部件，广泛用于制药、食品、化

工、生物、水处理、环保、电力、锅炉压力容器等领域。由于应用面广泛，封头

现在在市场的需求量也是供不应求的，正因如此，封头的市场竞争也是相当的猛

烈，因此各个封头制造厂家都在进展自己的加工特点。比如：昆山的福鼎拥有大

封头分片成型技术，南通中集的大型封头旋压成型技术，还有就是我们企业的薄

壁封头的加工成型技术。当然还有封头行业的领军企业一一北海封头，他们则是

以强硬的质量品质，成为封头行业的佼佼者。

1.1定义

封头顾名思义，就是容器的两端的端盖，因此通常都是用于与各类筒体配对,

构成压力容器。

1.2种类

封头种类繁多，按用途可分为承压封头与常压封头，按形状可分为椭圆封头,

蝶形封头，球冠形封头，半球形封头，弓形封头，平底形封头，锥形封头等。而

椭圆封头根据内径，外径又能够分为EHA与EHB,蝶形封头根据内总高的算法不

一致，分为DHA与DHB。(图见附录1)

1.3用途

封头是压力容器的重要受压元件之一，它不但直接影响容器的制造质量与成

本，而且影响生产装置的安全长期运行。比如有反应压力容器，换热压力容器，

分离压力容器，储存压力容器等。

第二章封头制作的加工工艺

以材质为0Crl8Ni9,61700mmEHA标准椭圆内径封头为例；见图2-1

根据客户订单需要确定封头的材质，内外直径，直边高度，是否按标准封头

尺寸进行制作，如是非标封头则要确定封头的R与r,与特殊的直边高度;另外

还需确定客户订做的封头是否需要进行热处理，拍片(RT)与监检等特殊技术要

求。确定完毕，制定工艺流转卡，同时注明特殊工艺要求。

61600—<H900mm的封头是唯一三种需要进行冲压，压鼓，旋压三道工序的

封头。

图2-161700mm椭圆封头成型图

61700mm封头与其他封头相比不仅仅需要是单单的冲压，或者是压鼓，旋压，

而是需要先通过冲压的初步成型，然后还要通过压鼓整体成型，最后通过旋压的

最后成型⑴。

2.1下料工序

根据工艺流转卡，巾1700mm的封头下料尺寸为62050mm；通常下料的板材

的标准宽度只有1500,2000,2200mm等,为了节约材料，我们大多选用宽度1500mm

的板材进行下料。由于宽度不够，因此通常需要下两块料，最后进行拼接。小的

那块拼接板，称之接头。

在下料前需要在原板材上切取试样，需要对试样进行，物理性能测试与化学

元素含量的测试，由于物理性能决定封头的减薄率，化学元素含量决定焊接质量，

0Crl8Ni9中物理性能与化学元素含量见表2-1、表2-2。⑵

同时要符合新容规（固定式压力容器安全技术监察规程）中规定的用于压力

⑶

容器的材料PW0.03%,SW0.02%

表2T力学性能数值表

力学性能(不小于)硬度值(不大于)

断后

规定非比例延伸强抗拉强

伸长HBWHRBHV

度度

率

2055154020192210

表2-2毛坯化学元素含量表(不大于)

CSiMnPSNiCr

0.080.7520.450.038-10.518-20

2.1.1下料操作

下料是封头制作的首道工序，下料下的好不好是一个封头质量最后是否过关

的前提。在下料的同时也要考虑到怎么样排列下料才会使用料最省，达到成本最

低，同时在切割圆片的时候要考虑下料圆片公差-5〜+5mm。

盛博封头要紧加工的是不锈钢封头与碳钢封头，其切割的工具是不一致的，

不锈钢切割的时候用的是等离子切割，而碳钢则是用乙焕气割，假如是比较薄的

碳钢也是能够用等离子切割的，而切割圆片的圆规，则是根据要切割的半径调节

圆规上的活动扣来确定切割半径。

2.1.2下料作业标准

(1)根据工艺卡参照实物，确认工艺流转卡(包含公务下达的排料图)的要

求，材料规格确认是否与实物一致。

(2)确认板材厚度，材质，与表面质量是否符合要求。

(3)材料入库检查时，每张钢板应该配有相应的材料质量保证书，这是钢板

的检验数据，是钢板合格使用有确实的根据。

(4)根据工艺流转卡(或者排料图)选择需要的材料。

(5)根据工艺卡确认下料直径，下料尺寸公差标准为±5,标记中心后画线下

料。□

(6)下料完成后将产品的指令号，单位号，形状，材质，炉批号，用油漆笔

移植在同张板表面，假如有半圆，在半圆上也要移植同样内容，最后由检验员确

认。

(7)根据工艺卡要求将在圆片压外的一面打上钢印，钢印内容为炉批号与材

料牌号，如有特别指示按照要求打钢印，并将钢印内容拓印，以便复查，操作者

要在拓印纸上签名。⑶

(8)圆片在切割时，如圆片有一定的熔渣与飞溅物，一定要打磨干净完全，

否则在以后圆片搬运过程中相互摩擦容易给钢板表面带来划伤。

(9)圆片四周有缺口时，假如缺口深5mm以上，则以缺口为中心向两端30mm

的范围打磨去除，一定要打磨光滑，缺口在5mm以上且坡口能够去除时，应提交

焊接班补焊后打磨，假如坡口无法去除缺口，需要与客户进行联系，商量后解决。

(10)将切割好的圆片表面异物清除后，要按圆片(半圆片)单件号顺序堆放

整齐，随工艺卡一起流转到下道工序，由下道工序检验员或者班长确认。

2.2焊接工序

2.2.1焊接操作

我们厂常用的焊接方法有：手工焊、氮弧焊、埋弧焊。

(1)手工焊要紧用于碳钢3-6mm板材的焊接。

(2)埋弧焊以8mm以上碳钢不锈钢板材的的焊接为主。

(3)筑弧焊以3-6mm不锈钢的焊接为主。

常用的不锈钢焊丝有ER304与ER316L等，碳钢常用焊丝以J422与J507等

与低温焊材J426与J427。焊剂碳钢常用的是HJ431,不锈钢常用的是HJ260,。

由于焊丝焊剂易受潮，平常将焊丝焊剂储存在红外线电子烘干机内，焊剂

HJ431与HJ260的烘干温度为25