关于GB压力容器封头成型热处理试板的探讨
拼焊封头成型后正火处理若干问题
拼焊封头成型后正火处理若干问题发布时间：2022-07-13T05:41:58.333Z 来源：《科学与技术》2022年第3月第5期作者：赵淑军葛宝荣张明杰崔建波匡素丽[导读] 压力容器是我国化工行业常用的设备，一般都是通过焊接连接的，而焊接接头是设备相对薄弱的部位，赵淑军葛宝荣张明杰崔建波匡素丽青岛德固特节能装备股份有限公司，山东青岛 266300摘要：压力容器是我国化工行业常用的设备，一般都是通过焊接连接的，而焊接接头是设备相对薄弱的部位，对于压力容器的安全有非常大的影响。
压力容器中的封头，由于其形状限制，不能利用卷板机或折弯机等来制作，需要外委到封头厂，借用封头厂的模具冲压或者旋压成型。
很多封头由于直径较大，需要进行拼接。
如何控制拼接焊接接头在经历冲压、热处理之后的性能，成为行业内的一个痛点。
本文将根据案例，展开对此问题的的分析。
关键词：封头；拼接；热成形；正火；强度；冲击韧性一、案例某项目塔器设备，主体材质为Q345R（正火），筒体壁厚65mm，封头为球形封头SR2000*40mm。
封头展开直径较大，采用了埋弧焊拼接。
封头成型工艺为热冲压后进行重新正火处理，随炉试板取样加工后进行了力学实验，原材料试板各项检测均合格，焊接试板结果为拉伸合格；弯曲合格；热影响区冲击功合格；焊缝中心冲击功不合格，具体如表1所示：为查明冲击韧性不合格的原因，对整个工序进行了复核。
焊接工艺人员为避免焊缝在热冲压和正火后抗拉强度降低太多而导致不合格，选用了高一个强度等级的埋弧焊丝（40mm以内选用高1个等级的焊材；40-60mm选用高2个等级的焊材；60mm以上可能要选用高3个等级的焊材）H08MnMoA（φ4.0mm），配套焊剂为SJ101，焊材符合NB/T47018-2017中相关要求，焊材品牌为天津大桥牌。
焊前预热温度≥80℃，采用多层多道焊方式焊接，带焊接试板。
焊后进行100%UT检测，I级合格。
将封头圆盘拉到封头厂进行封头成型及正火处理。
压力容器制造的检验和热处理
压力容器制造的检验和热处理压力容器制造组焊的检验1.组焊工序及检验1.1.按订货图进行排版现在一般按订货图进行壳体、封头、人孔节、一些大接管的排版，并编写板材订货技术条件。
一个好的排版可节省材料5%左右，排版主要考虑以下几点：1.1.1.材料套用：接管与壳体、封头与壳体、工艺评定和产品焊接试板、热加工热处理验证试板与封头和筒体等进行统一考虑（试板可根据实际情况适当加厚和减薄），尤其是过渡段和瓜瓣封头、大型封头，应充分提高材料的利用率；1.1.2.有复验要求的加复验余量，重要的设备材料有的甚至板的两端要进行切割复验；1.1.3.考虑卷板和起吊能力：最宽最厚的卷制量、最高最重的起吊量，如板厚适当超过卷板能力应考虑卷制直径和宽度以及材料的强度，进行一定的换算。
同时，根据热处理设备、道路运输和现场组焊吊装情况进行分段的，排版时应考虑最长的分段程度。
1.2.图纸审查设计、技术、质量、材料采购、生产计划部门对施工图进行统一会审。
会审内容:1.2.1.设计资质章的有效性、三级审核情况、技术特性表的准确性；1.2.2.图中标注的材质、数量与料表中描述的是否一致，材料的合理性、可采购性等，提出合理的材料代用；1.2.3.审查评审合同的合理性和科学性，讨论确定初步的生产计划和工艺方案。
1.3.材料和配件采购1.3.1.排版图作为板材订货的数量依据（定尺板，加相应的切割余量），同时编制相应的订货技术条件，如供货状态、工厂检验要求、钢板表面要求（如抛光、酸洗）、包装要求等；1.3.2.锻件和封头，制定相应的订货技术条件，主要有检验试验项目（有复验要求的随带试件）、封头母材试板和焊接接头试板的热处理、检验要求等。
如：Cr-Mo钢的封头，母材和焊接接头性能验证试板，和封头板进行随炉的压制温度的热加工、恢复母材性能的热处理（正火+回火等）、随设备的中间处理和最终的消应力热处理等。
1.4.材料检验与复验检验复验合格后，方可进行领料和下料。
超级双相钢S32750封头的热成形及固溶处理
第 57 卷第 6 期2020 年 12 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPINGV ol. 57 No. 6Dec. 2020超级双相钢S 32750封头的热成形及固溶处理袁世东，刘玉祥（森松（江苏）重工有限公司上海分公司，上海 201323）摘 要：采用热成形的方式进行超级双相不锈钢S32750封头的压制后，进行固溶处理消除热成形对材料性能的影响，对母材随炉热过程试板进行力学性能的试验，结果证明S32750在严格控制成形工艺和固溶处理的情况下可以采用热成形的方式进行封头的压制，大幅提高封头制造效率及节约成本，可以在超级双相钢的压力容器上推广使用。
关键词：超级双相不锈钢；热成形；固溶处理；性能检测中图分类号：TQ 050.4；TH 142 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2020）06-0019-003收稿日期：2020-01-02作者简介： 袁世东（1980—），男，高级工程师，硕士。
主要从事压力容器焊接热处理工艺及技术管理工作。
双相不锈钢从20世纪40年代诞生以来，已经发展到第三代，其中超级双相不锈钢（Super Duplex Stainless Steel ，简称SDSS ）由于具有较高的Cr ，Mo 及N 含量，Cr 含量约为25%，Mo 含量在3%~5%，N 含量在0.22%~0.3%，其PREN 值在40~45，同时固溶组织中奥氏体与铁素体比例各约占50%，因此具有高强度（其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍）、良好的耐氯离子点腐蚀、耐应力腐蚀及优异的焊接性能等突出优点，在石油化工、制盐、海水淡化、造船等领域得到广泛的应用 [1]。
目前超级双相不锈钢由于较高的屈服强度，较低的延伸率，在压力容器上所用厚度均较薄，封头通常采用冷成形的方式制造或瓜瓣成形，主要原因是超级双相钢对温度比较敏感，热成形对温度的控制达不到要求导致性能下降或者压制后开裂。
GB150中关于奥氏体不锈钢冷成型后热处理的探讨
GB150中关于奥氏体不锈钢冷成型后热处理的探讨李建国【摘要】GB150-2011中规定,盛装毒性为极度或高度危害介质的不锈钢容器,或图样证明有应力腐浊的不锈钢容器,在一定的变形量下,需要进行固溶处理,以恢复不锈钢的性能,在一定高温下或一定低温下,允许的变形量更小.笔者分析了这样规定的合理性,指出在一定高温下或一定低温下,不需要其他限制条件,变形量超过一定值,就应该进行固溶处理.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】5页(P35-39)【关键词】冷成型;热处理固溶处理;变形率【作者】李建国【作者单位】石油化工工程质量监督总站,北京100728【正文语种】中文【中图分类】TG142.71;TG156.94奥氏体不锈钢大量用于石油化工工程的设备和管道中，在设备制造过程中的封头成型，筒节成型均涉及到钢的冷成型(奥氏体不锈钢一般不进行热成型)，管道工程施工过程遇到的奥氏体不锈钢冷成型越来越少，但是在管件制造时涉及到不锈钢的成型.管件体积小.成型后容易进行固溶处理，在管件制造标准中也规定了管件的供货状态为固溶处理，在本文中不讨论，只讨论压力容器制造中奥氏体不锈钢冷成型后的热处理.奥氏体不锈钢使用的情况有四种，高温、低温、耐腐蚀、洁净.显然奥氏体不锈钢的冷成型对于不锈钢的高温、低温和耐腐蚀使用状况有不同程度的影响，奥氏体不锈钢冷成型后，什么情况热处理，什么情况不进行热处理，监督工程师在监督实践中也感到困惑.1.1 GB150-2011的规定GB150-2011《压力容器》中第8.1条，规定了成型受压元件的恢复性能热处理[1-2]，内容如下：钢板冷成型受压元件，当符合下列(a)—(e)中任意条件之一，且变形率超过下表规定的范围，应于成型后进行相应热处理恢复材料的性能.(a)盛装毒性为极度或高度危害介质的容器；(b)图样注明有应力腐蚀的容器(c)—(e)是对碳钢、低合金钢的规定,与本文讨论无关.奥氏体不锈钢冷成型件变形率控制指标参见表1.a 当设计温度低于—100 ℃，或高于675 ℃时，变形率控制值为10%从GB150的规定可以看出，热处理要同时具备两个条件：一个条件是盛装毒性为极度危害或高度危害介质或有应力腐蚀的介质；另一个条件为变形率大于一定值. 按照GB150的规定，设计温度的高低将只改变变形率的限制，也就是说单纯的低温或高温容器，不管变形率多大，都不需要进行热处理.1.2 ASME Ⅷ -1 压力容器制造规则的规定ASME Ⅷ -1《压力容器监造规则》UHA-44(a)(1)规定：如果存在下述情况，以奥氏体合金制造的受压元件的冷成型区应进行固溶退火处理[3].(a)终成型温度低于表UHA-44给定的最低热处理温度；(b)设计金属温度和成型应变超过UHA-44的限制.奥氏体不锈钢加工后的热处理要求参见表2.由此可以看出，ASME Ⅷ -1规定的奥氏体不锈钢冷成型后的热处理有两个条件：一个条件是设计金属温度高于一定值，一个条件为变形率大于一定值.而没有其他附加要求.BS PD 5500《非直接受火焊接压力容器规范》第4.2.2.3冷成型中规定[4]：冷成型的奥氏体不锈钢，当最小设计温度大于等于-196 ℃，且符合下面a),b)或c)时，不需要进行软化热处理.特定的腐蚀或其买方要求除外.(1)冷变形率不超过15%，标准的最小延伸率A是30%，或者冷变形后的残余延伸率显示大于15%.即当标准要求的延伸率小于30%，而实际材料的延伸率大于30%.(2)冷变形率大于15% ，证据表明冷变形后的残余延伸率大于15%.(3)冷成型封头，母材冷成型之前的可接受的延伸率A为：厚度≤15 mm时，A≥40%厚度>15 mm时，A≥45%注：这样的封头材料能保证冷成型后的延伸率至少为15%.这样看，BS PD 5500标准中奥氏体冷成型后的热处理，基本只需一个条件，即冷成型后的延伸率小于15%，以保证不锈钢材变形后仍有一定水平的塑性，对于超低温(小于-196 ℃)容器，未作规定.3.1 介质性质要求的热处理GB150 规定的热处理，盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器，变形率达到一定程度时，需要热处理，这主要从容器失效的后果来考虑的.GB150 规定的热处理，有应力腐蚀的介质变形率达到一定程度时，需要热处理，这主要从形变应力的角度考虑的.需要说明的是，由于应力腐蚀是水成环境的腐蚀，设计温度低于-100 ℃和大于675 ℃时(不可能存在水)，对变形率程度的改变，并不适用于这种条件.3.2 高温工作环境要求的热处理奥氏体不锈钢受压件在制造过程中进行的冷成型加工，当部件工作于蠕变温度范围(超过540 ℃)时，会造成使用性能的损伤，这种损伤伴有以下两个问题之一[5]：再结晶成细小的晶粒，从而导致蠕变速率的增加，以及持久强度的降低；韧性降低使部件生成裂纹，特别是在附件和应力集中处容易受到损伤而过早失效. 关于第一种损伤机理，控制再结晶动力学的主要因素是冷加工的程度、温度、时间和合金组成.对于一定量的冷加工，再结晶在高温下短时间内(几分钟到几小时)生成，在较低温度下长时间内(几百或几千小时)生成.如果温度足够低(对于304H或316这类简单合金大约在≤565℃，对于较为复杂的材料如800H合金在大约≤620℃)，当成形应变率小于约20%时，在使用寿命内不太可能发生再结晶.但在足够高的冷成型应变水平及使用温度下，则由于运行中发生再结晶威胁到合金的长期工作能力.这是因为晶粒尺寸和蠕变断裂强度之间的关系，细晶粒的再结晶材料的应力-断裂强度较低，蠕变速率较高.因此在使用过程中发生再结晶的材料将会过早失效.在冷成型后进行热处理可以恢复材料的与其性能.关于第二种损伤机理，奥氏体合金经冷加工后，其硬度和强度升高、而韧性降低.在低于蠕变范围的温度下，这一强度和韧性之间的转换可以利用.当在蠕变范围运行时，则除了再结晶外，还会涉及由于应力断裂韧性受损导致的失效.这一现象实在低于再结晶临界界限处起作用.特征是在冷加工过的材料上，过早地发生蠕变裂纹生长，并由于应力集中的存在而加剧.因此，只要奥氏体钢在蠕变范围的温度下工作，冷变形达到一定值时应进行固溶处理.3.3 低温工作环境要求的热处理奥氏体不锈钢在固溶处理温度时，碳在奥氏体基体中的溶解度约为0.1%[6].常用低碳级牌号C≤0.08%、超低碳级牌号C≤0.03%.室温时碳的溶解度低于0.02%.固溶快冷时过饱和的碳来不及析出，在室温时几乎全部碳含量都过饱和地溶于奥氏体基体中.由于室温下原子已不能扩散，碳过饱和溶于奥氏体基体中的这种非稳定状态可以保持.但在低于某一温度后，面心立方晶格的奥氏体会开始无扩散性地相变成为马氏体，这一相变的起始温度称为马氏体点Ms.随着温度的降低，马氏体相的量会逐渐增多，但在某一低温下保持时马氏体的量并不明显增多.奥氏体不锈钢的马氏体点Ms一般低于室温.有些牌号可低于-196 ℃，也有牌号直到-273 ℃绝对零度也不会仅由于低温而产生马氏体相变.奥氏体不锈钢的马氏体相变亦遵循相变热力学条件，相变驱动力为马氏体相与奥氏体相的化学自由能差.马氏体相变是一种无扩散的点阵畸变型组织转变，马氏体相和奥氏体相之间具有明显的晶体学取向关系，通过剪切机构产生大规模、有规则的原子排列的变化而迅速完成.相变时基体要产生均匀的切变，切变应力受应变能的控制.降温是相变驱动力的重要因素,形变促进马氏体的形成.压力容器构件的冷成形，包括应变强化处理一般均在室温进行.Md点为由冷变形诱发开始马氏体相变的最高温度.Md点温度应高于Ms点.并不是一开始冷变形都立刻产生马氏体相变，如有的试验对304L在室温进行了3.5%的变形时开始发生马氏体相变.对镍当量超过12%的18-8钢在室温下进行了冷轧变形量30%后仍未产生马氏体相变.在产生马氏体相变前的奥氏体相经受冷变形后，奥氏体相仍然会产生应变强化.冷变形对于降低奥氏体韧性的应变强化作用并不很大.实际上冷变形的韧性的影响主要体现在促进马氏体相变上.在奥氏体相变为α′马氏体时化学成分也无变化，碳含量也无变化.体心立方晶格的α′马氏体中碳的溶解度要比面心立方晶格的奥氏体小得多.在相同碳含量时，碳在α′马氏体中的过饱和度要比在奥氏体中的过饱和度高得多.α′马氏体大大增加了位错密度，产生严重的点阵畸变，导致明显的应变强化(或称相变强化)，致使强度提高，韧性、塑性下降.变形量与变形温度对18Cr-8Ni不锈钢中马氏体相变量的影响[7]参见图1.根据图1，在同一温度下冷变形，应变量越大，所形成的马氏体量越多.在同一应变量时，变形温度越低，形成马氏体的量也越多.马氏体含量越多，低温韧性也越低.由于压力容器的冷变形均在室温进行，可以不考虑低温变形的影响.因此，在低温工作的奥氏体不锈钢，变形率达到一定值时，应考虑形变马氏体的影响，进行固溶处理.GB150规定的冷成型后的热处理是“恢复性能热处理”，BS PD 5500规定的冷成型后的热处理是“软化处理”，这两个标准都没有给出具体的热处理温度，而ASME Ⅷ-1则要求进行固溶处理，并给出了具体的温度.我们前面谈到，奥氏体不锈钢冷成型后的热处理，主要是为了1)防止应力腐蚀，2)恢复高温性能，3)恢复低温性能(消除形变马氏体).如果是为了恢复高温性能或低温性能，应进行固溶处理.304不锈钢中碳化物M23C6的析出温度图参见图2[8].根据图2，如果是为了消除冷变形应力，可以选择550～650 ℃的热处理温度，这个温度处于碳化物M23C6析出的“鼻尖温度”以下.但长时间加热会导致不锈钢的耐腐蚀性能下降，因此奥氏体不锈钢冷成型后的热处理应采用固溶处理的方式. 从前面分析可以看出，奥氏体不锈钢冷成型的变形率超过一定值时，在应力腐蚀环境，高温工作环境，低温工作环境，都要进行固溶处理.ASME Ⅷ-1规定高温工作环境时，奥氏体不锈钢冷成型的变形率超过一定值要进行固溶处理.未规定低温工作的要求.BS PD 5500采取了规定剩余延伸率的方法，来规定是否进行热处理，应该是一种处理办法.并且对于工作温度低于-196 ℃时没有规定，应该有更严格的热处理要求. GB150要求当设计温度低于-100 ℃，或高于675 ℃时，变形率控制值大于10%应进行热处理，但附加了两个介质类型的条件，显然这样规定是不合理的.经过上述的分析和讨论，笔者认为GB150对于奥氏体不锈钢冷成型后的热处理规定应作如下修改：钢板冷成型受压元件，当符合下列(a)—(f) 中任意条件之一，且变形率超过下表规定的范围，应于成型后进行相应热处理恢复材料的性能.(a)盛装毒性为极度或高度危害介质的容器；(b)图样注明有应力腐蚀的容器(c)—(e) 是对碳钢、低合金钢的规定(f)奥氏体不锈钢，设计温度低于-100 ℃，或高于675 ℃时：【相关文献】[1] GB150-2011.钢制压力容器.[S][2] 白永国.热处理对65Mn锯片用钢组织及性能的影响[J].吉林化工学院学报,2015,32(4):30-34.[3] ASME Section Ⅷ-2007.Division 1 Pressure vessel.[S].[4] PD 5500:2009.Specification for unfired fusion welded pressure vessels.[S][5] ASME SectionⅡ-2007.Properties.[S][6] 黄嘉琥,陆戴丁.低温压力容器用不锈钢(一)[J].压力容器,2014,131(5):1-12[7] 肖纪美.不锈钢的金属学问题[M].北京：冶金工业出版社,2006:95-97[8] 利波尔德.不锈钢焊接冶金学及焊接性[M].北京：机械工业出版社,2008:134.。
热成型及热处理对09MnNiDR钢板力学性能的影响
参考文献
[ 1 ] GB3531—2008, 低温压力容器用低合金钢板 [S]. [ 2 ] 《压力容器实用技术丛书》编写委员会 . 压力容器用材料及 热处理 [M] . 北京 : 化学工业出版社，2005:77． [ 3 ] 王笑天．金属材料学 [M] . 北京 : 机械工业出版社 , 1989:40. [ 4 ] 《 热处理手册 》 编委会 . 热处理手册 , 第 1 卷 [M．] 北京 : 机械工业出版社 , 2005:153. [ 5 ] 安运铮 . 热处理工艺学 ,2 版 [M]. 北京 : 机械出版社 , 1988: 52.
3 试验结果分析与讨论
对低温用钢的主要性能要求是保证在使用温度下 具有足够的韧性及抵抗脆性破坏的能力 [2]。为保证低 温韧性，在低温钢中尽量降低含碳量，严格限制 S、P 含量，并加入一些合金元素等。Mn 和 Ni 是改善钢韧 性的两个主要元素。Mn 是细化钢的组织，并能使缓冷 后晶界所出现的渗碳体变小从而提高钢的韧性 ；Ni 是 使基体本身在低温下易于交叉滑移而提高韧性 。
2 热处理工艺试验及力学性能
2.1 试板模拟不同热压温度及力学性能 （1）试板 1-1 、 1-2 、 1-3 、 1-4 模拟热压过程 ： (950±10) ℃保温 60 min 后空冷； （2）试板 2-1 、 2-2 、 2-3 、 2-4 模拟热压过程 ： (980±10) ℃保温 60 min 后空冷； （3）试板 3-1 、 3-2 、 3-3 、 3-4 模拟热压过程 ：
09MnNiDR 是具有体心立方晶体的低温用钢， 广泛用于石油化工低温设备。近年来我公司制造了多 台 09MnNiDR 钢制低温压力容器， 在制造过程中出 现封头经热压后， 封头母材试板比材料进厂复验低 温冲击功下降较大的情况，而且有些数值较为分散。 为此，用母材试板模拟封头的热压及热处理过程进行 试验，以便找出其中的原因，采用合理的热处理方法
封头固溶后热处理试板
封头固溶后热处理试板
标题：封头固溶后的热处理试板
封头固溶后热处理试板是一项重要的工程实践，它为封头加工和应用提供了有力的依据和指导。
下面将从试板的制备、热处理过程以及结果分析三个方面，详细介绍封头固溶后热处理试板的相关内容。
首先，在制备试板的过程中，我们采用了标准的工艺流程。
首先，选择了合适的材料，并进行了切割和加工。
然后，通过严格的清洗和去除杂质，确保试板表面的干净和光滑。
最后，采用专业的焊接技术将封头固定在试板上，以保证试验的准确性和可靠性。
其次，在热处理过程中，我们遵循了严格的温度和时间控制。
封头固溶后，我们将试板放入预热炉中，通过控制加热速度和温度曲线，使封头达到所需的热处理温度。
然后，在保持一定时间的温度下，使封头的微观组织发生相应的变化。
最后，通过精确控制冷却速率，使封头获得理想的力学性能和组织结构。
最后，针对热处理后的试板，我们进行了一系列的结果分析。
通过金相显微镜、硬度测试仪等测试手段，我们对试板的显微组织、力学性能等进行了详细的研究。
结果显示，封头固溶后经过热处理后，试板的晶粒尺寸得到了有效的控制，力学性能得到了显著的提高。
这为封头的使用提供了有力的依据，并为进一步优化工艺提供了重要的参考。
综上所述，封头固溶后热处理试板是一项重要的工程实践。
通过制备试板、热处理过程以及结果分析，我们可以得出结论：合理的热处理能够显著改善封头的力学性能和组织结构，提高其使用寿命和可靠性。
因此，在实际的封头加工和应用中，我们应该重视热处理工艺的优化，以获得更好的效果。
封头管板技术要求
封头及管板制造验收要求1、范围1.1本守则适用于材质为碳钢、普通低合金钢的平封头及椭圆封头的下料、拼板、焊接、成形、检验等的方法和要求。
2 总则管板、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、和其它相应规程和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和确认标记。
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，实物标志清楚，可不复验。
若材料质量证明书项目不齐全或齐全但实物标志不清楚者，必须复验合格。
3.3 三类压力容器的封头的材料必须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4、封头（管板）压制4.1封头（管板）下料4.1.1原材料入厂后，应按照同批号堆放并按JB3375验收合格。
压力容器材料要符合容规、GB150规定。
下料前应清除钢板表面氧化皮、油污等缺陷，未切边的边缘应除掉一倍板厚，对于中压锅炉，下料前还应沿下料线内周边100mm范围内进行超声波探伤，合格后方可下料。
4.1.2封头、管板毛坯展开尺寸按以下公式计算：4.1.2.1椭圆封头毛坯展开尺寸计算经验公式（见图1）D0=K（Dn+S）+2H 式中：D0——毛坯尺寸Dn——封头内径H——直边高度S——名义厚度（1）Do=Dn+r+3S+2H （热压）（2）Do=Dn+r+1.5S+2H （旋压）式中：Do——毛坯尺寸Dn——管板内径r——管板内圆角半径S——名义厚度H——直边高度4.1.2.3封头椭圆人孔、管板翻孔预开孔尺寸公式（见图3）A=（a+2s+2r）-π(r+s/2)-2h-2δB=（b+2s+2r）- π(r+s/2)-2h-2δC=（do+2s+2r）- π(r+s/2)-2h-2δA——椭圆人孔预割孔长轴尺寸B——椭圆人孔预割孔短轴尺寸C——管板预开孔直径a——封头椭圆人孔长轴b——封头椭圆人孔短轴δ——加工余量do:管板翻孔内径s:名义厚度过s≥25 δ=5; s＜25 δ=(1~2)s4.3封头（管板）尽可能用整块钢板制成，必须拼接时，允许用两块钢板制成。
GB 150—2011与ASME Ⅷ-1—2013关于母材热处理试件的差异比较及举例分析
ｓｉｏｎ １》（简称 ＡＳＭＥ Ⅷ一１— ２Ｏ１３）［２ 是 受 到世 界 各 国公 认 的 ，具 有权 威性 、全 面性 及 系统性 的一部 压力 容器 建 造规 范 ，二者在 世 界上 都具 有重 大 的影 响力 。
第 ４５卷 第 ４期 ２０１６年 ７月
石 油 化 工 设 备 ＰＥＴＲ（９－ＣＨ ＥＭ ＩＣＡＬ ＥＱＵＩＰＭ ＥＮＴ
Ｖ ｏ１．４５ Ｎ ｏ．４ Ｊｕｌｙ ２０１６
｛标 准 化；
文章 编 号 ：１０００—７４６６（２０１６）０４—００５１—０７
ＧＢ １５０— ２０１１与 ＡＳＭＥ Ⅷ 一１— ２０１３ 关 于母 材 热处 理试 件 的差 异 比较及 举 例 分 析
gb15042011中9221条要求母材热处理试件应与母材同炉热处理故当一个产品的完全相同的零件在不同的热处理炉里进行热处理时即使热处理工艺完全相同也应按每个热处理炉分别带试件如完全相同的两个封头同规格同材料在同一张板上下料相同的成形过程若成形后在两个不同的热处理炉里进行了相应热处理则应每个封头分别带一个试件
１ 设 置 母 材 热 处 理 试 件 的 目的
为 了改 善 材 料性 能 ，消 除 应 力或 者 制 造 工艺 的
收 稿 日期 ：２０１６—０２—２８ 作 者 简 介 ：谷 海 林 （１９８３一），男 ，辽 宁大 连人 ，工 程 师 ，学 士 ，从 事压 力 容 器设 计 及 生 产 制 造 的 技 术 工 作 。
石 油 化 工 设 备
２０１６年 第 ４５卷
需要 ，压 力容 器在 制 造 过 程 中可 能 会 经历 各 种各 样 的热 处 理 ，如 正 火 、热 成 形 、焊 后 热 处 理 等 。这 些热 处理 或 多或少 都 会对 原材 料 的力学 性 能产 生一 定 的 影 响 ，其 有关 规定 及 一 些 技 术 内容 可 以参 考 压 力容 器设 计 工程 师培 训教 程 和相关 的压力 容器 设计 指 导 手 册 ］。
关于压力容器用封头成形质量及成形厚度减薄量的技术要求
关于压力容器用封头成形质量及成形厚度减薄量的技术要求从本月开始公司为进一步提高产品质量，对筒体的卷制偏差、焊接坡口加工等各方面作出了严格控制，但压力容器用封头属于外协件，其成形偏差及成形厚度减薄量直接影响到产品质量和使用安全。
因此必须进行严格控制与验收。
根据各标准和各封头厂家设备能力特作出如下规定，望各部门及外协单位严格执行。
1、封头有拼缝时，在冲压成形前，除去圆片内表面全部焊缝及外表面直边部和过渡区焊缝余高后再进行加工；在旋压成形前，则焊缝内外表面的余高都要去除。
2、公称直径D N≤1000mm的封头尽量不拼接。
3、在提料时，一般封头采用冲压成形，如采用旋压成形时应特殊提出。
4、冷成形封头的热处理：当加工度的最大纤维伸长率超过5%，同时属于5个条件任意一项时，碳素钢及低合金钢冷成形封头要做热处理。
●计算公式：最大纤维伸长率＝75×δs（r+0.5δs）(%)δs：钢材厚度（mm）r：封头折边部的内半径。
● 5个条件：1）使用介质为极度或高度危害者；2）材料要求进行冲击试验者（可按ASMEVIII-1UCS-66判定）；3）冷成形后钢板厚度大于15.9mm者；4）冷成形后板厚减薄率大于10%者；5）成形温度处于120-48℃范围内者。
●热处理条件：1）退火（SR）时，温度：625℃±25℃保温时间：δs≤25.4mm 60分钟其他一般按60分钟/25.4mm适用材料：碳素钢、低合金钢2）正火（N）时温度：900℃±25℃保温时间：30分钟/25.4mm，但不少于30分钟适用材料：碳素钢、低合金钢注：《容规》管辖范围内的产品按相应规定执行。
5、封头的成形加工方法有热冲压和冷冲压、冷旋压和热旋压等，不同尺寸、不同加工方法有不同的减薄量，只要提供设计厚度（δ+C2）加上封头制造厂的实际减薄量并圆整至钢板标准规格的厚度，即可避免设计、制造二次圆整（δ1+δ2）造成的浪费，从而得到安全经济合理的封头成形厚度，这也是当今国内外同行之所以采用的最小保证厚度（即δ+C2的设计厚度）的原因。
热处理对压力容器用厚板SA-516 Gr70性能的影响
第 54 卷第 4 期2017 年 8 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPING V ol. 54 No. 4Aug. 2017热处理对压力容器用厚板SA-516 Gr 70 性能的影响潘胜东，刘俊伟，杨飞（森松（江苏）重工有限公司，江苏 南通 226532）摘 要：分别研究了正火空冷和正火水冷加回火对压力容器用封头厚板SA-516 Gr70力学性能的影响。
结果表明：正火水冷加回火后抗拉强度更高，冲击性能更好。
其中890 ℃正火水冷加650 ℃回火2 h 后综合力学性能最好，在经过620 ℃模拟焊后热处理9 h 后仍保持良好的强度和冲击性能。
关键词：封头；正火水冷；模拟焊后热处理；冲击功中图分类号：TQ 050.4；TH 142 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2017）04-0014-003收稿日期：2017-03-29作者简介： 潘胜东（1991—），男，江苏南通人，助理工程师。
主要从事理化检验、金属热处理和失效分析工作。
近年来，压力容器制造过程中普遍使用ASME 规范中的SA-516 Gr70钢板，且使用的环境越来越苛刻，MDMT （最低设计金属温度）越来越低，经常使用在-40 ℃以下。
根据以往经验，热压成型后的封头经过910 ℃正火，可以获得合格的拉伸性能和MDMT 在-30 ℃以上的冲击性能。
但是在板材厚度更厚、冲击温度更低时，比如-46 ℃冲击，时常出现冲击值不合格的情况，并且冲击功的分散性大。
且在经受长时间模拟焊后热处理后，抗拉强度容易低于标准值。
本文将讨论如何通过热处理改善封头压制后的力学性能，且在长时间模拟焊后热处理后依然具有良好的综合力学性能。
1 试验材料与方法试板材料选择我司采购的封头板SA-516 Gr70 [1]，试板厚度为54 mm ，供货状态为正火，化学成分和常规力学性能见表1和表2。
从同一块板上切取8块试板，200 mm ×200 mm ，将之编号为1# ~ 8#，分别进行如表3所示的热处理工艺进行热处理。
封头管板技术要求
封头及管板制造验收要求1、范围1.1本守则适用于材质为碳钢、普通低合金钢的平封头及椭圆封头的下料、拼板、焊接、成形、检验等的方法和要求.2 总则管板、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、和其它相应规程和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和确认标记。
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,实物标志清楚，可不复验。
若材料质量证明书项目不齐全或齐全但实物标志不清楚者，必须复验合格。
3。
3 三类压力容器的封头的材料必须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4、封头(管板）压制4。
1封头（管板)下料4.1。
1原材料入厂后，应按照同批号堆放并按JB3375验收合格。
压力容器材料要符合容规、GB150规定。
下料前应清除钢板表面氧化皮、油污等缺陷，未切边的边缘应除掉一倍板厚，对于中压锅炉,下料前还应沿下料线内周边100mm范围内进行超声波探伤，合格后方可下料。
4.1。
2封头、管板毛坯展开尺寸按以下公式计算：4.1.2。
1椭圆封头毛坯展开尺寸计算经验公式（见图1)D0=K（Dn+S）+2H 式中：D0-—毛坯尺寸Dn-—封头内径H—-直边高度S—-名义厚度（1）Do=Dn+r+3S+2H （热压）（2)Do=Dn+r+1。
5S+2H (旋压)式中：Do—-毛坯尺寸Dn——管板内径r——管板内圆角半径S——名义厚度H——直边高度4。
1。
2.3封头椭圆人孔、管板翻孔预开孔尺寸公式（见图3）A=（a+2s+2r）—π(r+s/2)—2h—2δB=（b+2s+2r）- π（r+s/2)—2h—2δC=(do+2s+2r)- π（r+s/2）-2h—2δA—-椭圆人孔预割孔长轴尺寸B——椭圆人孔预割孔短轴尺寸C——管板预开孔直径a——封头椭圆人孔长轴b--封头椭圆人孔短轴δ——加工余量do:管板翻孔内径s：名义厚度过s≥25 δ=5； s＜25 δ=（1～2）s4.3封头（管板）尽可能用整块钢板制成,必须拼接时，允许用两块钢板制成。
JB-T4746-2002钢制压力容器用封头解密
制作：逍遥浪子E_Mail：dragon_flowers@—JB/T4746-2002 —- 2 - 钢制压力容器用封头JB/T4746-2002钢制压力容器用封头1 范围1.1本标准规定了钢制压力容器用封头的制造、检验、验收要求，同时给出了钢制压力容器用封头的常用型式与参数。
1.2本标准给出的型式与参数适用于表1所列出类型的整板或拼板采用冲压、旋压及巻制成形的钢制压力容器用封头。
1.3本标准规定的制造、检验与验收要求，既适用于表1所列类型的封头，也适用于其他型式与参数的整板或拼板采用冲压、旋压及巻制成形的钢制压力容器用椭圆形、碟形、折边锥形与球冠形封头。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB150-1998 钢制压力容器GB /T1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定JB4730-1994 压力容器无损检测JB4732-1995 钢制压力容器----分析设计标准压力容器安全技术监察规程原国家质量技术监督局1999年颁布。
3 符号A ——封头内表面积，m2 ;C1——钢材厚度负偏差，按相应钢板标准选取，mm;DN ——封头公称直径（按表1规定），mm;D i——椭圆形、碟形和球冠形封头内直径或折边锥形封头大端内直径，mm;D is——折边锥形封头小端内直径，mm;D o——椭圆形、碟形和球冠形封头外直径或折边锥形封头大端外直径，mm;D os——折边锥形封头小端外直径，mm;H ——碟形、球冠形封头及以内径为基准椭圆形封头总深度或折边锥形封头及外径为基准椭圆形封头总高度，mm;H′——折边锥形封头至锥顶总高度，mm;h ——椭圆形、碟形及折边锥形封头直边高度，mm;m ——封头质量，kg;R i——碟形、球冠形封头球面部分内半径，mm;r ——碟形、折边锥形封头大端过渡段转角内半径，mm;r s——折边锥形封头小端过渡段转角内半径，mm;V ——封头容积，m3;α——折边锥形封头半顶角，（°）;δn——封头名义厚度，mm;δs——钢材厚度，即钢板质量证明书中的规格厚度，mm。
碳钢和低合金钢冷成形压力容器封头热处理问题分析
成形是压力容器制造过程中的重要工艺环节，会直接 影响母材性能，与成形后恢复材料性能热处理的选择相 关。在我国压力容器行业的工程实践中，习惯将成形分为 冷成形、温成形和热成形三种。文献[2]给出了冷成形、 温成形和热成形定义，即在工件材料再结晶温度以下进行
106
的塑性变形加工则称为冷成形；在工件材料再结晶温度以 上进行的塑性变形加工，称为热成形；在冷成形中再细分 出环境温度下进行的塑性变形加工的冷成形和介于冷成形 与热成形之间的塑性变形加工的温成形。
技术研究
2018年第1期
碳钢和低合金钢冷成形压力容器封头热处理问题分析
叶良忠
温州市特种设备检测研究院 浙江 温州 325007 摘要：碳钢和低合金钢制压力容器封头冷成形后需要进行热处理，但采用哪种热处理方法以及是否需要制备母材热处 理试件，存在不同的理解和做法。本文将通过相关法规、标准条文的分析讨论，厘清消除应力热处理和恢复材料性能热处 理两种不同热处理方法，并提出相关试件的制备要求。 关键词：压力容器 封头 冷成形 热处理
在压力容器制造过程中受压元件冷成形后的热处理， 是由压力容器单位自己确定，由于压力容器制造单位没有 理解封头的冷成形变形率与不同热处理种类的关系，没有 在封头制造订货合同中提出热处理种类要求，而压力容器 封头制造单位是按订货合同的技术要求进行制造，从而造 成封头制造中很容易忽视GB 150.4－2011中8.1.1的规定而 基本上是按消除应力热处理要求进行，也就没有制作母材 热处理试件。所以就出现了封头应该进行恢复性能热处理 而没有进行恢复性能热处理的或只进行去应力退火的且没 有150.4－2011的8.1.1用变形后的纤维伸长量大小 和材料种类衡量是否进行恢复材料性能的热处理，GB/T 25198－2010《压力容器封头》6.4.5.1的规定[3]可以理解为 碳钢和低合金钢制半球形、椭圆形、碟形封头以及平底形 封头不计变形率，冷成形后一律需要行热处理。GB150.4 只是提出了恢复性能热处理的概念，但没有给出具体的操 作方法，GB/T25198—2010、 JB 4732—1995[4]同样没有明 确是哪种热处理。
主要工业发达国家压力容器规范对冷成形封头成形后的热处理要求之对比分析
（） １铁素体钢制冷成形封头 Ａ ＿２０ 标准规定 ， Ｄ ＿００ 成形后应按相应材料标准
要求进行正火或回火热处理 ， 下述情况除外 ： １ ）当有例证证 明材料性能在成形后能够满足
使用要求时， 也可不进行相应的热处理 ；
・
】 ・ 维普资讯 来自主要工业发达国家压力容 器规 范对冷成形封 头成 形后的热处理要求之对 比分 析
Ｖ Ｗ３Ｎ ４２０ ｏ ． ｏ ０６
２ 一些强度级别材料制冷成形准球形封头 （ ） 具 体对应材料牌号略） 当同时满足以下条件时， ， 可不 进行热处理 ： 使用温度 高于 一１ Ｏ℃、 Ａ －２０ 按 Ｄ－ ００ Ｉ４的计算温度不超过 １ 、 ３ ０ ２ ｏ 钢材的名义厚度小 ０Ｃ
维普资讯
主要工业发达国家 压力容器规范对冷成 形封头 成形后的热处理 要求之对 比分析
杨 国 义
（ 全国锅炉压力容器标准化技术委员会， 北京 １ ０９ ０ ２） ０
摘 要： 主要 工业发 达 国家 的压 力 容器 规 范关 于 冷 成形 封 头成 形 后 的 热 处理 要 求进 行 了对 比分 对
Ｙ ＮＧ Ｇｕ ｙ Ａ ｏ— ｉ
（ ｈ ａＮ ｔｎｌ ｔ ｄｒｉ ｔｎＣ ｍ ｉｅ ｎＢ ｉｒ ａｄＰｅｓｒ ｅｓｌ， ｅ ｉ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｃ ｉ ａｏａ Ｓａ ａ ｚ ｉ ｏ ｍ ｔｅｏ ｏ ｅ ｎ ｒ ｕｅＶ ｓ ｓＢ ｉｎ １０ ２ ， ｈｎ ） ｎ ｉ ｎ ｄ ａｏ ｔ ｌｓ ｓ ｅ ｊｇ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｎ ａｄ； ｏ ｖ ｘ ｈ ａ ｈ ａ ｔ ａ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔ ｄ ｒ ｃ ｎ ｅ ｅ ｄ； ｅ ｔ ｒ ｔ ｔ ａ ｅ ｍｅ
按 Ｇ ５Ｎ 规定 ：冷成 形 封 头 应进 行 热处 理 ， Ｂ１０ ］ “
容标委对GB150和GB151的问题答复
容标委对GB150和GB151的问题答复2009-09-20 10:29:56| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅时间：2005年以前的答复1.所提问题按GB150附录E制做的产品焊接试板检验不合格，经复验后仍不合格，试问，还可复验吗？问题解答1）GB150—1998附录E已为新版标准JB4744《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》所替代，新标准于2000年10月1日起实施，新旧版标准过度期延至2001年6月30日。
2）按相应标准规定，焊接产品试板弯曲试验如不合格允许复验，复验要求见JB4744第9.1条，只允许复验一次，如仍不合格即判为不合格。
2. 所提问题对于一侧有格板槽，而另一侧无结构槽的换热器管板，管、壳程的腐蚀裕量均为3mm，其厚度附加量取9mm，这样理解对吗？问题解答1、管板的管、壳程腐蚀裕量应为3mm；2、图中给出的壳程6mm法兰垫片夹持台阶，不属于内部开槽，故去除3mm腐蚀裕量后余3mm可作管板计算厚度用，尽管这一判定有一定的争议，6mm台只要不扩大余3mm计入计算厚度不会有问题，这与固定管板换热器在壳体开焊接结构槽不同3. 所提问题我公司近日收到国标委批发的GB150-1998《钢制压力容器》第2号修改单，该修改单中规定增加10.1.2.3条，内容为：压力容器用钢焊条应符合JB/T4747-2002。
该修改单自2004年4月1日起实施。
由于标准的贯彻实施在焊条制造厂需要一定时间，且焊条采购也需要一定的周期，故我公司在2004年4月1日起执行该条款已不可能，我公司拟在2004年7月1日起开始执行上述条款。
另外，考虑到用JB/T4747-2002标准采购的焊条质量优于按GB/T983-1995、GB/T5117-1995、GB/T5118-1995所购的同牌号焊条，因此，我们认为按JB/T4708-2000标准对按上述三项标准采购的焊条所做的焊接工艺评定应继续有效。
特此报告，敬请予以及时函复为盼！2004年4月28日问题解答贵公司关于GB150-1998《钢制压力容器》第2号修改单实施的问题，经研究回复如下：JB/T4747-2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》早已在2002年8月22日发布，2003年3月1日实施。
关于压力容器用封头成形质量及成形厚度减薄量的技术要求
关于压力容器用封头成形质量及成形厚度减薄量的技术要求从本月开始公司为进一步提高产品质量，对筒体的卷制偏差、焊接坡口加工等各方面作出了严格控制，但压力容器用封头属于外协件，其成形偏差及成形厚度减薄量直接影响到产品质量和使用安全。
因此必须进行严格控制与验收。
根据各标准和各封头厂家设备能力特作出如下规定，望各部门及外协单位严格执行。
1、封头有拼缝时，在冲压成形前，除去圆片内表面全部焊缝及外表面直边部和过渡区焊缝余高后再进行加工；在旋压成形前，则焊缝内外表面的余高都要去除。
2、公称直径D N≤1000mm的封头尽量不拼接。
3、在提料时，一般封头采用冲压成形，如采用旋压成形时应特殊提出。
4、冷成形封头的热处理：当加工度的最大纤维伸长率超过5%，同时属于5个条件任意一项时，碳素钢及低合金钢冷成形封头要做热处理。
●计算公式：最大纤维伸长率＝75×δs（r+0.5δs）(%)δs：钢材厚度（mm）r：封头折边部的内半径。
● 5个条件：1）使用介质为极度或高度危害者；2）材料要求进行冲击试验者（可按ASMEVIII-1UCS-66判定）；3）冷成形后钢板厚度大于15.9mm者；4）冷成形后板厚减薄率大于10%者；5）成形温度处于120-48℃范围内者。
●热处理条件：1）退火（SR）时，温度：625℃±25℃保温时间：δs≤25.4mm 60分钟其他一般按60分钟/25.4mm适用材料：碳素钢、低合金钢2）正火（N）时温度：900℃±25℃保温时间：30分钟/25.4mm，但不少于30分钟适用材料：碳素钢、低合金钢注：《容规》管辖范围内的产品按相应规定执行。
5、封头的成形加工方法有热冲压和冷冲压、冷旋压和热旋压等，不同尺寸、不同加工方法有不同的减薄量，只要提供设计厚度（δ+C2）加上封头制造厂的实际减薄量并圆整至钢板标准规格的厚度，即可避免设计、制造二次圆整（δ1+δ2）造成的浪费，从而得到安全经济合理的封头成形厚度，这也是当今国内外同行之所以采用的最小保证厚度（即δ+C2的设计厚度）的原因。
产品试板和试样
C O P Y南京化学工业有限公司化工机械厂标准通用工艺规程 Q/NH04/J0601.4-1999 第4部分产品试板和试样南京化学工业有限公司化工机械厂 1999-12-30 批准 2000-01-01 实施 211 范围本标准规定了钢制压力容器以下简称容器制备产品试板的要求2 引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文在标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性GB150-1998 钢制压力容器3 总则3.1 制备产品试板是为了检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能3.2 产品试板的试验工作应在容器或受压元件进行最终压力试验之前完成3.3 产品试板包括产品焊接试板和母材热处理试板4 产品焊接试板4.1 容器应按每台制备产品焊接试板4.2 产品焊接试板的数量应与容器中A 类的圆筒纵向焊接接头所采用的焊接工艺评定的数量相同,即每一种焊接工艺评定所管理的A 类的圆筒纵向焊接接头都应制备一块产品焊接试板据此,下列规定应予遵守 a 先拼板后热成形的凸形封头上的拼接接头应制备产品焊接试板试板应随封头坯料同炉加热和冷却 b 多层包扎容器的产品焊接试板应包括内筒焊接试板和层板焊接试板层板的焊接试板在某一层C 类接头焊缝的延长部位焊制,在试板的焊缝根部需垫上与层板同材料同厚度的垫板 c 热套容器的单层圆筒应制备产品焊接试板d) 由异种钢制作的容器,应按所采用的钢材的不同种类分别制备产品焊接试板e) 由同种钢制作的容器,当其圆筒的壁厚相差较大时,应按焊接工艺评定限定的厚度范围,分别制备产品焊接试板f) 对于由若干部分组合而成的容器,应按各部分不同的热处理要求,分别制备产品焊接试板4.3 除图样和相关技术文件另有规定外,B 类焊接接头(含球形封头与圆筒相连的A 类焊接接头)免做产品焊接试板4.4 对于有特殊性能要求的容器(例如,焊接接头的耐腐蚀性能,焊缝金属的化学成份焊接接头的抗回火脆化性能等),除满足4.2的要求外,还应按图样和相关技术文件的要求制备相应的产品焊接试板4.5 凡需进行热处理的容器,其产品焊接试板应按工艺文件的规定,在焊态下取样,及时进行中间检验和评定.C O P Y Q/NH04/J0601.4-199922 4.6 制备产品焊接试板和焊接接头试样的要求4.6.1 试板的材料必须是合格的的,且与容器用材具有相同钢号,相同规格和相同热处理状态4.6.2 试板应由施焊容器的焊工,采用施焊容器时相同的条件和相同的焊接工艺焊接.多焊工焊接的容器,做焊接试板的焊工由质监处的检验人员指定4.6.3 试板必须在圆筒的A 类纵向接头焊缝的延长部位与圆筒同时进行焊接特殊情况应按工艺文件的规定执行封头试板[见4.2 a)]必须在拼接接头焊缝的延长部位与封头板同时焊接4.6.4 有热处理要求的容器,试板应随容器一起进行热处理热处理时,试板应贴近容器的主体部位和热电偶布控点.4.6.5 试板尺寸和试样的截取按GB150附录E 的规定试板的长度应满足所需截取试样(包括中间检验和复验所需试样)数量的要求,一般以不短于650 mm 为宜4.7 试样的检验和评定按GB150-1998中10.5.710.5.11的规定当图样和相关技术文件有要求时,应相应增加试样的数量及检验和评定的要求,并在工艺文件中详细说明5 母材热处理试板5.1 凡需经热处理以达到材料力学性能和使用状态要求的容器或受压元件,每台均应做母材热处理试板5.2 热成形的圆筒凸形封头锥形过渡段管件等受压元件,应按图样和材料标准的规定,进行恢复材料使用状态(热轧状态者除外)的热处理,并制备母材热处理试板母材热处理试板在进行恢复材料使用状态热处理前,一般应随热成形元件经受相同的加热冷却过程除图样和相关技术文件另有规定,可按下列要求进行恢复材料使用状态的热处理.5.2.1 正火状态使用的钢材,如能控制热加工温度在钢材的上临界点以上,且经热加工母材试板评定合格,可不作随后正火处理5.2.2 正火加回火状态使用的钢材,热加工时如能满足5.2.1对正火钢材的要求,热加工后可仅作回火处理5.2.3 调质状态使用的钢材,热加工后应作调质处理5.2.4 奥氏体不锈钢如能控制热加工终温在850 以上,且加工后快速冷却(例如,鼓风或喷水冷却),可免做热处理有抗晶间腐蚀要求的不锈钢,热加工后应重新评定合格,否则应重新进行固溶或稳定化处理5.3 母材热处理试板的材料必须是合格的,且与容器或受压元件用材相同5.4 母材热处理试板应随容器或受压元件同炉进行热处理5.5 母材热处理试板的尺寸,试样的截取检验和评定按GB150-1998中10.5.12的规定当容器或受压元件的材料有特殊要求(例如,耐腐蚀性能,抗回火脆化性能,时效冲击性能等)时,母材试板也应进行相应的检验和评定,并在工艺文件中详细说明5.6 凡需经热处理后进行力学性能试验的螺柱,应按批做热处理试样每批系指具有相同钢号相同炉罐号相同断面尺寸相同热处理制度同时投产的同类螺柱试样毛坯从同一批螺柱毛坯中截取5.6.1 试样毛坯的长度和数量按表1的规定表1 螺柱公称尺寸 试样毛坯长度,mm 数量M48 200 2 M48 250 15.6.2 从试样毛坯中取拉伸试样一个,冲击试样三个5.6.3 试样的取样方向和部位,试样的检验和评定按GB150-1998中4.5的规定--------------------。
对压力容器封头监督检验的一些新见解
对压力容器封头监督检验的一些新见解摘要：江苏省特种设备安全监督检验研究院将《封头产品安全性能监督检验工艺作业指导书》进行了修订，全新升版至4.0，与以往版本相比，最大的变化在于提升了封头监督检验的可操作性，将监检工作形式明确分为在制品常规检查和产品制造过程质保体系运转情况的评价两部分，从封头材料、焊接、无损检测、热处理、外观和几何尺寸等方面进行了明确规定。
关键词：容器封头监督检验封头是压力容器中不可缺少的主要受压元件，是容器上最重要的压力部件之一。
封头的品质直接关系到压力容器长期安全的可靠运行，目前封头现行的标准为gb/t25198-2010（压力容器封头），是由原jb/t4746-2002（钢制压力容器用封头）改版升级而成。
用得较多的是旋转曲线状的凸形封头，凸形封头的种类有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头等。
封头制造过程一般包含对毛坯钢板进行材料检验、净化、矫形、划线、切割、焊接、检验、冲压（旋压、爆炸、分瓣冲压组焊）成形、无损检测、热处理、坡口加工、形状和尺寸检验等工序。
在封头制造的每一个阶段，总是伴随着一定的检验项目。
对于监督检验机构来说，不可能就封头制造的整个流程进行跟踪监督检验。
因此，江苏省特种设备安全监督检验研究院将“封头产品安全性能监督检验工艺作业指导书”进行了修订，全新升版至4.0，将监检工作形式明确分为在制品常规检查和产品制造过程质保体系运转情况的评价两部分。
在制品常规检查主要针对具体产品，质保体系检查主要针对整个封头产品制造过程的监检过程体系检查。
不论是封头产品的抽查还是整个封头厂质保体系的检查，监督检验机构针对封头监检项目的重点已越发明确，即在于对封头材料、焊接、无损检测、热处理、外观和几何尺寸五方面进行重点质量监督控制。
材料：封头厂对材料的控制分为原材料和焊接材料两部分，材料采购需选择合格的供方，收货检验后，审核材料质量证明书，核对标识测厚，外观质量检查以及规定的复验，将检验记录报告汇总，审批合格后入库编号，并作标记，不合格的材料应予以隔离，入库后的材料妥善保管并发放。
冷成形封头无需热处理的说明
冷成形封头无需热处理的说明
冷成形采用的是冷成形工艺，主要由拼板焊接、水压涨形、数控切割、旋边成形等工序制作加工完成。
因我公司生产的是非圆形截面封头，没有可参照的设计标准，对于封头热处理只能参照《压力容器》GB150.4-2011中热处理8.1.1的要求。
GB150.4-2011中8.1.1内容摘抄：
钢板冷成形受压元件，当符合下列a）-e）中任意条件之一，且变形率超过表4的范围，应与成形后进行相应热处理恢复材料的性能。
a)盛装毒性为极度或高度危害的容器；
b)图样注明有应力腐蚀的容器；
c)对碳钢、低合金钢，成形前厚度大于16mm者；
d)对碳钢、低合金钢，成型后减薄量大于10%者；
e)对碳钢、低合金钢，材料要求做冲击试验者；
表4冷成形件变形率控制指标（未摘抄）
通过对以上条款的分析，我公司生产的罐体不满足上述要求，既不需热处理。
为确保质量，我公司对冷成形后封头进行了材料性能试验及探伤检测，其数据符合罐体设计、使用要求且没有制造缺陷。
综上所述，冷成形封头无需热处理，可保证产品质量。
（附：材料性能试验报告、探伤检测报告）
广饶县安庆焊接有限公司。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于GB压力容器封头成型热处理试板的探讨
1.前言
GB150提出母材热处理试板和母材需重新热处理的要求。
“改善材料力学性能的热处理，应根据图样要求所制定的热处理工艺进行。
母材的热处理试板与容器（或受压元件）同炉热处理。
”
“当材料供货与使用的热处理状态一致时，则在整个制造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。
”
“凡需经热处理以达到材料力学性能要求的容器，每台均应做母材热处理试板。
”
封头热成形过程，对封头母材是一个热加工过程，也可以说相当于热处理的加热过程。
封头热成形时，什么情况下需带母材热处理试板，什么情况下在热成形之后母材需重新热处理以满足供货时的热处理状态，GB150既没有做出具体详细说明，同时在压力容器安全技术规范《固定式压力容器安全技术监察规程》中也无上述规定和要求。
因而笔者认为，GB150的上述条款仅是一个指导性的、原则性的规定。
在生产实践中，由于认识上的差异，而形成不同的看法，提出不同的要求，也就是可以理解的了。
本文就碳钢和低合金钢热成形封头在何种情况下需带母材热处理试板和重新热处理的问题，根据现行法规标准和生产实践，从金属学及热处理原理的角度进行分析和讨论，以求得到一个较为客观、准确的解决办法。
２．分析
对于压力容器用碳钢和低合金钢，钢的临界点和正火加热温度上下限范围列于状态图１中。
钢制压力容器封头所用碳钢和低合金钢都属于亚共析钢。
一般情况下，其退火温度范围：Ａｃ３＋３０～５０℃；正火温度范围Ａｃ３＋４０～８０℃。
图１中Ａｃ１为加热下临界点、Ａｃ３为亚共析钢加热上临界点、Ａｒ１为冷却下临界点、Ａｒ３为亚共析钢冷却上临界点、ｒ为ｒ相（奥氏体）、α为α相（铁素体）、Ｐ为珠光体、Ａ１为共析点（７２３℃）、Ａ３为αＦｅ←→γＦｅ同素异构转变点。
从图１可以看出，Ａｃ３为碳钢和低合金钢制封头热成形时，在连续加热过程中，αＦｅ全部转变为γＦｅ，得到全部奥氏体的临界点温度。
Ａｒ３为碳钢和低合金钢制封头热成形时，在连续冷却过程中，奥氏体开始转变的临界点温度。
碳钢和低合金钢制封头热成形的加热温度是根据钢的临界点及工艺要求确定的。
同时，在防止钢加热时产生过热或过烧情况下，尽量提高加热温度，这样便于提高生产效率。
根据长期生产经验的积累，笔者认为，对于碳钢和低合金钢制封头，在热成形的加热过程中，如果控制加热温度到正火温度范围或略高一点，而热成形终止温度控制在Ａｒ３以上，然后空冷，这样封头的整个热加工过程既满足热成形工艺的要求，又可将封头热成形的加热和冷却过程视为正火处理过程。
３．带母材热处理试板和重新热处理的条件经综合分析，笔者认为：碳钢和低合金钢制封头在热成形过程中，是否需要带母材热处理试板和重新热处理，这应由封头板材的原始供货状态和热成形温度范围的控制所决定。
３．１热轧状态供货的钢材，经热加工之后，一般可在热加工状态下使用。
３．２正火状态使用的钢材，如能控制热成形的加热温度在正火温度范围或略高于正火温度，热成形的终止温度在Ａｒ３以上；或母材热处理试板的力学性能和弯曲性能符合设计文件和相关法规标准要求，可不重新进行正火处理。
否则，需重新正火处理。
３．３对于正火＋回火状态的钢材，在热成形过程中如能控制热成形的加热温度满足上述对正火钢材的要求，热加工后仅做回火处理。
否则需重新进行正火＋回火处理。
３．４对于调质状态使用的钢材，热成形后一般应进行调质处理，且需带母材热处理试板。
对于母材热处理试板，最好在热成形之后的封头上截取。
如封头热成形后开孔部位的孔板、封头端部齐边取下的边料等均可作为母材热处理试板，这样更能代表封头热成形过程的实际情况。
４．案例
下面举三个例子加以说明：
例１．有一台压力容器，设计要求采用板厚为１６ｍｍ的１６ＭｎＲ，交货状态为正火状态的材料作为封头坯料。
该材料的临界点温度Ａｃ３为８５０℃；Ａｒ３为８２０℃；正火温度为８８０～９４０℃。
该封头经热冲压加工成形，始压温度为９８０℃，终压温度为８５０℃，冷却方式为空冷。
由于该封头热成形过程中，终压温度控制在材料的Ａｒ３（８２０℃）以上，因此该正火板封头热成形之后不需要重新进行正火处理，直接使用。
实际上，封头在热冲压加工成形过程中进行了一次类似正火过程的热处理，封头板材的原始供货状态并未破坏或改变。
如果该封头热加工过程中终压温度为７９０℃，则因封头终压温度低于材料的Ａｒ３（８２０℃），该封头热成形之后需要重新进行正火热处理，以恢复封头板材的原始供货状态。
例２．有一台压力容器，设计要求采用板厚为１６ｍｍ的２０Ｒ，交货状态为正火状态的材料作为封头坯料。
该材料的临界点温度Ａｃ３为８６５℃；Ａｒ３为８３０℃；正火温度为９００～９４０℃。
该封头经热冲压加工成形，始压温度为９７０℃，终压温度为８６０℃，冷却方式为空冷。
由于该封头热成形过程中，终压温度控制在材料的Ａｒ３（８３０℃）以上，该封头热冲压成形之后不需要重新进行正火处理而直接使用。
如果该封头的终压温度低于材料的Ａｒ３，即８３０℃，则该封头热冲压成形之后需要重新进行正火热处理，以恢复封头板材的原始供货状态。
例３．有一台压力容器，设计要求采用板厚为１６ｍｍ的１５ＣｒＭｏＲ，交货状态为正火加回火的材料做为封头坯料。
该材料的临界点温度Ａｃ３为８９５℃；Ａｒ３为８１０℃；正火温度为９１０～９５０℃；回火温度为６５０～７２０℃。
该封头经热冲压加工成形，始压温度为９５０℃，终压温度为８５０℃，冷却方式为空冷。
由于该封头热成形过程中，终压温度控制在材料的Ａｒ３（８１０℃）以上，热加工之后，不需要重新进行正火热处理，而仅做回火热处理即可。
如果该封头热冲压成形过程中，终压温度低于８１０℃，则该封头热成形之后需要重新进行正火
加回火热处理，以恢复封头板材的原始供货状态。
５．常用钢材临界点温度
表１列出了常用钢材的临界点温度，以供参考。
６．结论
从以上分析可以看出：
６．１对于交货状态有正火热处理的碳钢和低合金钢板，热加工过程中，热成形的加热温度应控制在等于或略高于正火温度范围。
如果加热温度过高，如达到１１００℃以上，则虽然提高了生产效率，但因超过上限温度或超时保温，造成钢材过热，产生晶粒粗化，对其力学性能将产生不良影响（强度降低，塑性、韧性变差）。
因此，热成形的终止温度应控制在Ａｒ３以上，而不应是钢的正火温度以上。
如果热成形终止温度控制在钢的正火温度以上，那么封头热成形的加热温度和始压温度就会过高，稍有不当，就会造成钢材过热，而带来不良影响。
如２０Ｒ，正火温度在９２０℃左右，如果２０Ｒ封头在热成形时终压温度控制在正火温度以上，达到９８０℃，那么热成形的加热温度将会达到１１００℃以上，有可能因加热温度过高，造成钢材过热。
目前压力容器用的正火钢板，封头热加工成形时，只要始压加热温度控制在正火温度范围内或略高，而终压温度等于或高于８６０℃，则封头热加工过程可视为正火过程，不需要重新正火处理，也不需带母材热处理试板。
６．２对于不同牌号的碳钢和低合金钢，其临界
点温度Ａ３、Ａｃ３和Ａｒ３等是不相同的；而对于同牌号的碳钢和低合金钢，由于相应材料标准规定的化学成分是在一定范围之内，因而在化学成分上有所不同，存在差异，由此产生，Ａ３、Ａｃ３和Ａｒ３等临界点温度也有所不同，这应引起采用热冲压成形的封头制造企业的重视。
尽管同牌号钢材因化学成分不尽相同，以致
钢材临界点温度（Ａ３、Ａｃ３和Ａｒ３等）有所不同，但根据有关资料和长期生产经验积累，笔者认为，同牌号钢材的临界点温度（Ａ３、Ａｃ３和Ａｒ３等）相差不
大，也就在１５℃范围之内。
６．３本文提供的压力容器钢材的临界点温度是根据有关资料和长期生产经验积累，由于引用资料来源不一，数据将不尽一致，因而只能作为参
考，而不能作为标准使用。