压力容器封头拼缝位置的布置及探讨
【技术摘要】从经济性、安全性和工艺可执行性方面陈述了JBT473795标准中存在拼缝位置不合理的问题，进而提出了解决方案，并对二者作了比较。长期以来，我国的《钢制压力容器标准》GB1501998［1］对封头拼缝只规定了瓣片和顶圆板法封头的焊缝位置，对拼焊封头的最小板宽没有作具体规定，是不是说最小宽度用任意宽度都是可行呢。按我们的经验，板宽太小成型时会开裂，这方面我们有过教训。国际上通行的封头及相关标准，如美国的ASMEⅧ1、日本的JISB824792、德国的DIN2801193和英国的BS5500也未规定拼缝位置，而法国的CODAP90E标准［2］从应力分析角度出发，把封头分为两个区域：离中心04Di范围内，焊缝可任意布置，其余的焊缝必须径向布置相当于瓣片和顶圆板法。由于GB1501998未作规定，我们生产及接受液化气体运输半挂车液化气体运输半挂车订货时只能参照JBT473795《椭圆液化气体运输半挂车形封头标准》执行［3］，标准对此规定为：封头由2块或左右对称的3块钢板拼接制成，其拼接焊缝与封头中心线的距离应小于公称直径的14。此规定似乎缺乏依据，并且对生产中的以下几个方面造成影响：①经济性由于拼缝必须在这较小的范围内，造成板材利用率较低，我公司按JBT473795执行前，月度虽然标准规定焊接由探伤来保证，但由于局部探伤等原因，特别是焊接应力的存在，当焊缝材料利用率在76左右，按此标准执行以后下降到71～72，同时造成焊缝长度增加，增加了焊接和探伤工作量。②安全性即使热处理，焊缝处性能也与母材有差异，因此焊缝长度增加带来了不安全性。③工艺可执行性罐的大直径封头，板窄就更无法布置。1改进方案鉴于JBT473795拼缝位置规定造成上述的一些问题，我公司提出改进方案，并向全国压力容器标准化委员会以下简称容委会申请，容委会制造分委会以97标委制秘字第004号文件批准。由于除CODAP90E以外，国外各标准也没有为此作出一合适的解释，我们根据北海铁工所数十年的经验以及资料显示：封头使用中应力较大处在过渡段r处［4］封头成型时，，受力较大的为r区及直边l区［5］。因此我们考虑把焊缝L布置在球面半径R区，见图1。为了保证焊缝在R区，在图2的拼板示意图上作如下换算。封头球面半角：φsi
1（Di2r）Rr当液化气体罐式集装箱封头为标准椭圆封头EH时，封头曲面为一连续曲线，没有R、r，此时如果考虑把标准椭圆封头按照近似正半椭圆封头R09045D，r01727D来r