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压力容器管线钢高压封头性能热处理特点和厚度要求{一}、压力容器管线钢高压封头性能热处理特点
压力容器一般由管线钢高压封头、筒体、接管等主要部件焊接而成。为减少部件装配错边量造成的应力集中问题，国家相关标准和用户技术条件对管线钢高压封头与筒体装配焊缝处的对口错边量尺寸有明确要求，大部分容器中高压封头与容器错边量允许公差为3~5mm，采用配做加工的方法控制错边量。
管线钢高压封头压制成形会出现壁厚局部减薄及增厚的情况(管线钢高压封头底部减薄，端口增厚)，为保证压制后的管线钢高压封头底部的较小壁厚要求，管线钢高压封头端面厚度一般会增厚15%一20%，管线钢高压封头端面增厚部位需要加工去除厚度余量，才能与筒体直径匹配。去除厚度余量过程中，可以纠正部分管线钢高压封头圆度偏差，满足筒体与管线钢高压封头对接端面的错边量公差要求。
管线钢高压封头在回厂进行性能热处理过程中会释放成形时产生的应力，可能会发生较大热处理变形，特别是多次成形的管线钢高压封头在性能热处理阶段，会出现管线钢高压封头端面圆度超差，椭圆过大的情况。当椭圆大于管线钢高压封头端面壁厚的增厚范围时，加工后的管线钢高压封头端面与筒体端面对接的错边量就会出现超出设计允许的3一5mm的公差范围。例如，我公司实际生产的某炼化厂热高压分离器上球形管线钢高压封头、某炼化项目温高压分离器下球形管线钢高压封头，在性能热处理后均发生较大热处理变形，管线钢高压封头端面较大直径与较小直径差值达到了50~80mm。
若管线钢高压封头在性能热处理后出现较大变形，管线钢高压封头端面在加工找圆后会出现壁厚尺寸差异大，且与筒体对接端面的错边量超标的质量问题，错边量超标直接影响容器的安 全性，因此需要对管线钢高压封头进行校正修复。管线钢高压封头回厂后，没有管线钢高压封头成形的模具可用，而椭圆校正需利用制造厂现有的资源与工具实施，经过理论分析与多次生产实践，设计专用工装，根据不同壁厚的管线钢高压封头，摸索出千斤顶校正和水压机校正两种方法进行校正，改变了球形管线钢高压封头端面的圆度偏差，满足了管线钢高压封头端面加工后环缝对接的错边量公差要求。
{二}、碟形大型高压封头的厚度要求
在壳体的较小厚度，主要是考虑在容器制造过程中一般成行、组对和焊接方法对产品(形状)的影响，以满足相应制造工艺对厚度的要求，并保证对容器壳体圆筒形状、几何尺寸及公差要求，对于小直径圆筒(如DN1500以下)同时还兼顾了制造、运输和安装过程中的刚度要求。本次计算的较小厚度完全满足壳体较小厚度的要求。
然而很多人都会忽略在GB/T150.3-2011中也注明了大型高压封头较小厚度的要求，以碟形大型高压封头举例“对于Ri/r≤5.5的碟形大型高压封头，其厚度应不小于大型高压封头内直径的0.15%，其他碟形大型高压封头的厚度应不小于大型高压封头内直径的0.3%，但当确定大型高压封头厚度时，已考虑了内压下的弹性失稳问题，可不受此限制。”
因此，我们可以断定，大型高压封头计算过程中，结果出现的不满足较小厚度情况与壳体的较小厚考虑的方面并不相同，大型高压封头的较小厚度是考虑内压下的弹性失稳问题。内压下的弹性失稳是在碟形大型高压封头的转角区域存在着较高的周向压缩应力，特别是较薄的大型高压封头，往往在弹性范围内就已失去稳定而遭受破坏。因此需要引起足够的重视。
碟形大型高压封头由内半径为Ri的球壳和转角过度内半径为r的过渡环壳两部分组成。
1)经向应力在大型高压封头球壳部分呈均匀分布，为拉伸薄膜应力，至过渡环壳逐渐减少，到大型高压封头底边降至与相连接圆筒轴向应力相等。
2)周向应力在球壳部分同样为拉伸薄膜应力，数值与经向应力相等。过渡环壳上则为周向压缩应力，且在球壳与环壳连接处压应力较大，沿经向至底边压应力逐渐减小，在底边处为较小值。
简单的说就是，凸形大型高压封头受内压时候形状趋于球形，球壳部分轴向向外拉伸，过渡段周向向内压缩，而球壳和过渡段的连接处，由于结构的不连续，导致该处产生横剪力和弯矩，由于横剪力和弯矩的作用，在不连续处产生了局部薄膜应力和弯曲应力，叠加内压引起的薄膜应力得到了大型高压封头的总应力，实验表明大型高压封头的膜加弯与r/Ri相关。
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