封头工艺规程.doc

封头工艺规程 1 范围 本规程适用于碳素钢、低合金钢、不锈钢、不锈复合钢板等压力容器用封头的成形 本规程为通用的工艺技术要求，封头压制应遵守本规程的各项规定，当与设计文件和专用工艺文件有冲突时，应执行设计文件和专用工艺文件的要求 2 坯料准备 2.1 封头坯料的下料应符合《压力容器下料工艺规程》〔SHS/Q-TS 3001-2023〕的有关规定 2.2 整体拉伸成型的封头，坯料厚度的选择一般比封头的设计名义厚度加厚2mm 2.3 坯料割圆后，应对周边影响封头成形质量的缺陷进展修磨消除 2.4 拼接 2.4.1 坡口外表要求 ⑴ 坡口外表不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷 ⑵ 标准抗拉强度下限值σb>540MPa的钢板及Cr-Mo低合金钢板经火焰切割的坡口外表，应用砂轮打磨平滑，并对加工外表进展磁粉或浸透检测 ⑶ 施焊前，应去除坡口及其母材两侧外表20mm范围内〔以离坡口边缘的间隔 计〕的氧化物、油污、熔渣、灰尘、铁粉及其他有害杂质 2.4.2 拼板的对口错边量不得大于钢材厚度δn的10%，且不大约1.5mm拼接复合钢板的对口错边量不大于钢板复层厚度的30%，且不大约1.0mm 2.4.3 拼焊选择评定合格的焊接工艺规程。

2.4.4 封头内外表拼焊焊缝，以及影响成形质量的外外表拼焊焊缝，在成形前应将焊缝余高打磨至与母材齐平 2.4.5 拼接焊接接头外表不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和飞溅物 3 工装的安装调试和准备 3.1 根据封头规格选择和设计胎模 3.1.1 冷热冲压封头胎具设计参数确实定 3.1.1.1 热压封头时应考虑封头在热压时的收缩量，热压整体封头的收缩率δ为3.5/1000~8/1000 收缩率σ＝aΔT100％ a：线膨胀系数 ΔT：冲压终压温度与室温之差 3.1.1.2 冷压封头应考虑冷压后的回弹量，冷压整体封头的回弹量为3/1000~7/1000 3.1.1.3 碳钢封头应防止冷加工成型，假如采用冷加工成型，成型工后应进展热处理奥氏体不锈钢封头优选冷加工成形当采用热成形时那么需进展固溶热处理 3.1.1.4 热压封头的间隙Z＝〔0.1~0.2〕S，其数值参考表1 表1 板厚 间隙 6~10 0.5－2.0 12~14 1.0~3.0 热压封头间隙表 16~20 1.5~4.0 22~25 2.0~5.0 26~30 2.5－7.0 32~36 3.0~9.0 单位：mm 38~40 4.0~12.0 第 0 页 共 5 页 3.1.1.5 下模圆角确实定： 下模入口处圆角与封头冲压质量有很大关系，一般为R＝〔2~3〕S，其数值参考表2。

表2 板 厚 圆角R 6~8 20 10 25 12~14 30 下模圆角参考表 16~18 40 20~26 60 28~32 80 34~36 100 单位：mm 38~40 120 3.1.2 凡符合以下条件的热压封头在压制过程中，必须有压边措施 ⑴ 椭圆封头 当 DN≤Φ1200mm Dw－DN≥20δn； DN=Φ1200~Φ2000 Dw－DN≥19δn； DN=Φ2000~Φ3200 Dw－DN≥18δn； ⑵ 球形封头 Dw－DN≥16δn ⑶ 平封头 Dw－DN≥22δn 其中：DN-封头内径，Dw-展开直径，δn－板厚度 3.2 使用的拉模应完好，上模排气孔不得堵死，对于拉伸S/DN不大于2%的薄壁封头，其拉环直径磨损量应不大于0.02S+2S/DN，工作面损伤深度不大于1mm 3.3 在压力机上拉伸、试用设备，确认完好后，才可安装胎膜 3.4 把选择好的拉环装于清扫干净的模座内，下面支座要均布并把正，使得封头能顺利脱壳和拖出上模应对正把牢，上下模间隙要均匀，其间隙偏向应不大于1mm 3.5 拉伸封头前，应检查胎模是否有松动和偏移以及其它缺陷，确认完好后，方可继续使用。

当存在影响封头质量和不利平安因素时，应停顿使用 3.6 封头压制前，必须去除胎模工作面上的氧化皮，熔渣等废物，并均匀地涂刷光滑剂冷拉伸封头时，上下模和压边圈工作面，涂刷光滑剂，但上模中部和毛坯中部不涂刷，以免滑移光滑剂按如下要求配制： ⑴ 碳钢材料： 40%石墨粉加60%机油 ⑵ 不锈钢材料： 70%石墨粉加30%机油 ⑶ 超低碳不锈钢：蓖麻子油〔或凡士林〕加机油 以上光滑剂，调成糊状使用 4 冲压成形 4.1 碳钢封头应防止冷加工成型，假如采用冷加工成型，成型工后应进展热处理奥氏体不锈钢封头优选冷加工成形，当采用热成形时那么需进展固溶热处理热处理应按相应的工艺文件执行 4.2 冲压前，操作者必须对照工艺卡核实封头坯料上相应的材料标识和编号，当存在 4.3 毛坯预压 4.3.1 为了防止薄壁封头拉伸时起皱和鼓包，可先将封头毛坯预压成拱形〔压凸〕 第 1 页 共 5 页 当δn/DN＝0.6~2%时： ⑴ 椭圆形封头 压凸R＝0.89~0.9DN ⑵ 球形封头 压凸R≥1/2DN 4.3.2 对于直径大而薄的封头，可分2~3次压凸，选胎由浅而深，使之逐步获得理想的R值 4.3.3 碳钢和低合金钢板板焊接的毛坯的焊缝应修磨平整并进展消应力热处理后，再预压成拱形。

4.3.4 预压完的拱形毛坯，不得有任何裂纹和其他不允许存在的缺陷，可采用放大镜进展检查，当有疑心时，可做外表着色或磁粉检测 4.3.5 压凸时，拼板焊缝坡口大的一面向下 4.3.6 对于厚壁封头〔Dw－DN≤8δn〕，为防止拉伸时产生直边部分增厚过大和壁厚减薄量过大，可先将毛坯边缘按以下图加工成斜面，然后再进展压制 〔5%～7%〕δn DN+δn δn Dw 常用压力容器钢材热成型加热温度和保温时间 Q235系列 15MnVR 15MnVNR 930~950℃ ≥850℃ 1.5min/mm 14Cr1MoR 15CrMoR 12Cr2Mo1R 980～1050℃ ≥850℃ 1min/mm 0Cr13 0Cr13Al 950~1000℃ ≥850℃ 1min/mm 4.4 坯料加热 4.4.1 坯料装炉前，必须把坯料上的杂物清扫干净，弄清楚材质、板厚、规格后按要求装炉坯料在炉中摆放应加支垫，多块坯料同时加热时应使其间加50~100mm支垫，不得将毛坯直接重叠，以防过烧或烧不透 4.4.2 按不同材质进展温度控制，加热温度要尽可能地均匀，炉内温度宜采用热电偶进展测试和监控，加热温度按下表3进展选取。

表3 材 料 Q245R Q345R 奥氏体不锈钢 加热温度 终压温度 保温时间 950~1000℃ ≥850℃ 1min/mm 1000~1150℃ 850~900℃ 1.5min/mm 4.4.3 加热应严格按工艺要求控制冲压开场和终压温度 4.4.4 奥氏体不锈钢的加热应符合以下要求： ⑴ 加热前，应彻底去除外表油污和其它附着物； ⑵ 加热过程中，不得与火焰或固体燃料直接接触，加热温度均匀； ⑶ 应控制炉膛气氛中性或微氧化性，采用的燃烧气应为中性或微氧化性，加热用的燃料油含硫量第 2 页 共 5 页 应低于0.3%，严禁采用煤或焦炭加热 ⑷ 不允许与碳钢封头同炉加热 ⑸ 加热次数不得超过两次 4.5 冲压成形 4.5.1 封头毛坯装炉 ⑴ 压凸毛坯凹面向上； ⑵ 拼板焊缝大面向下； ⑶ 削边毛坯的削边向下； ⑷ 复合板毛坯的复合板向上； ⑸ 所带试板应同时装炉〔当工艺文件要求时〕 4.5.2 不锈钢封头热压时，应将上下胎模进展预热，预热温度>150℃以上 4.5.3 毛坯钢板出炉后，应立即放到胎膜上，同时清理毛坯上的氧化皮和杂物，并迅速校正，以保证冲压时温度不低于终压温度。

4.5.4 开动油压机，直至上冲模降到与毛坯钢板平面接触，然后加压 4.5.5 对于碳钢和低合金钢材料的封头，当6δn≤Dw－DN≤45δn时，应一次冲压成形 4.5.6 对于薄壁封头〔Dw－DN≥45δn〕，为防止出现鼓包皱褶现象，可采用两次成形法 4.5.6.1 第一次冲压采用比上冲模直径小200mm左右的下拉环，将毛坯冲压成碟形； 4.5.6.2 第二次冲压采用与封头规格相配合的上下模具，最后冲压成型工 4.5.7 封头压制时，速度应与厚度相适宜，以免造成封头减薄量过大或终压温度过低 4.5.8 脱模 4.5.8.1 封头的下部垫以缓冲物，以免碰坏封头 4.5.8.2 使用专用卡环，将封头边缘挡住，当上模提升时，使封头脱落 4.5.9 封头脱模后，需冷至550℃〔暗褐色〕以下，方可吊运，以防止变形封头所带试板〔假如有〕应把试板放入封头内，同时冷却 4.5.10 热压成形封头的始压温度和终压温度采用热电偶温度计或其他适当的方法进展测量，并做好相应的记录 4.5.11 坡口加工 封头坡口可选用机加工和热切割加工成形，坡口型式应严格按工艺文件要求执行 5 封头整形 5.1 成形后的封头可以冷整形，热整形和补焊应在热处理前进展。

5.2 整形时，不得损伤封头外表质量，锤击整形时，不应直接锤击工件外表，应垫以平锤或垫板 5.3 封头拼板焊缝处整形后，应严格检查是否有裂纹，如发现裂纹，应按有关的工艺规程执行 6 热处理 6.1 除图样、工艺文件另有规定外，冷成型的奥氏体不锈钢制成的封头可不进展热处理，对于其他材料冷成形的封头应在加工完成后，一般需随后进展热处理当图样要求容器有整体热处理时，冷压封头第 3 页 共 5 页 可不必单独做热处理，可随容器进展整体热处理 6.2 热轧状态使用的钢板，热加工后可在加工状态使用，不再进展热处理 6.3 正火状态使用的钢板，如能控制终压温度在钢材正火温度以上，或经热加工工艺试板评定合格，可不作随后正火处理加工工艺试板评定方法和合格标准按有关的材料标准和设计文件要求执行 6.4 正火+回火状态使用的钢板，热加工时，如能满足上述对正火钢材的要求，热压后可仅作回火处理 6.5 调制状态使用的钢材，热加工后作调质处理 6.6 奥氏体不锈钢应控制终压温在850℃以上，加工后应快冷〔鼓风或喷水冷却〕如材料要求晶间腐蚀倾向试验，热加工后不符合晶间腐蚀试验要求，应进展固溶处理或稳定化处理 7 检验 7.1 成形检查 7.1.1 检验样板 封头内外表形状公差使用样板检查，检查样板应符合下述要求： ⑴ 使用弦长相当于封头内直径或弦长等于封头内径3/4Di的间隙样板； ⑵ 样板轮廓曲线线性尺寸的极限偏向：按GB/T1084中m级的规定； ⑶ 检查时应使样板垂直于待测外表，并避开焊缝； ⑷ 样板应经质检站检查合格前方可使用。

7.1.2 壁厚检查 ⑴ 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向Ci，当设计图样标注了封头成形后的最小厚度时，封头成形的壁厚不得小于设计文件规定的最小厚度 ⑵ 成形封头的测厚应沿封头端面圆周0゜、90゜、180゜、270゜四个方位，用超声波测厚仪、卡尺，在厚度的必要检测部位检测成形封头的厚度，检测部位如设计文件无特殊的规定，按JB/T4746标准规定的要求 ⑶ 拼接的封头，其焊缝外表不得低于母材外表0.5mm以上 7.1.3 外形尺寸检查 7.1.3.1 封头成形后的外形尺寸应符合设计文件、工艺文件及JB4746标准规定的要求 7.1.3.2 封头外形尺寸应测量以下部位： ⑴ 封头的直边高度及倾斜度； ⑵ 内外表的形状偏向； ⑶ 封头的外圆周长〔或内直径，按工艺文件要求〕 7.1.4 外观检查 7.1.4.1 成形后的封头不允许有裂纹、重皮、过烧等现象 7.1.4.2 成形后的外表凹。