在封頭制造中材料代用是不可避免的，盡管《壓力容器 技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對(duì)材料代用作出了一些規(guī)定，但這只是原則性的，在封頭實(shí)際中由于材料代用而引發(fā)的相關(guān)問(wèn)題往往不易引起人們的注意。

　　1、優(yōu)代劣與厚代薄

　　所謂優(yōu)代劣，是用較高級(jí)別或性能較好的材料代替較低級(jí)別或性能較差的材料;厚代薄則是用同樣鋼號(hào)較厚規(guī)格的材料代替較薄規(guī)格的材料。封頭上述代用往往被認(rèn)為是隨便可行的，從而忽視了一些相關(guān)問(wèn)題的存在，有時(shí)甚至成為重大問(wèn)題。

　　當(dāng)封頭厚板代薄板時(shí)，往往要引起連接結(jié)構(gòu)的變化，如加厚的封頭與筒體的連接，往往都必須對(duì)封頭進(jìn)行外削邊處理。對(duì)于用管道做筒體的設(shè)備，當(dāng)筒體壁加厚時(shí)，筒體與封頭的連接處有時(shí)也必須對(duì)筒體側(cè)作內(nèi)削邊處理。對(duì)于筒體與管板及平蓋的對(duì)焊連接結(jié)構(gòu)也同樣存在這些問(wèn)題。當(dāng)厚度增加較多時(shí)，常常還涉及到焊接結(jié)構(gòu)的變化，如封頭與殼體焊縫及對(duì)接焊縫都有可能從原來(lái)的單V型改為X型坡口。厚代薄的另一個(gè)問(wèn)題 是有可能導(dǎo)致強(qiáng)度不足，這是因?yàn)殡S著板厚的增加，封頭材料許用應(yīng)力呈下降趨勢(shì)，如16MnR，由16 mm增加到18 mm，許用應(yīng)力由170 MPa下降到163 MPa;20R在100 ℃下由16 mm增加到18 mm時(shí)，許用應(yīng)力由132 MPa下降到126 MPa。這在封頭制造時(shí)尤應(yīng)引起注意，因?yàn)樵诜忸^下料時(shí)往往都要增加一定的毛坯厚度來(lái)保證沖壓后封頭的 小厚度，結(jié)果有可能導(dǎo)致沖壓后的封頭強(qiáng)度不足。因此，當(dāng)處于這些臨界狀況下的厚代薄時(shí)，還必須對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于膨脹節(jié)、波紋管、撓性薄管板和薄管板等元件，原則上不應(yīng)采用厚代薄，因?yàn)殡S著元件的加厚，其剛性相應(yīng)增大，從而削弱了補(bǔ)償變形效果。對(duì)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)板也不應(yīng)過(guò)多加厚，因?yàn)檠a(bǔ)強(qiáng)板過(guò)厚，在補(bǔ)強(qiáng)板與筒體連接的外周將會(huì)形成很高的應(yīng)力集中，以致引起焊趾部位開(kāi)裂。由此可以看出，封頭厚代薄并不總是有益的，所以在進(jìn)行代用時(shí)對(duì)上述問(wèn)題尤應(yīng)引起關(guān)注。

　　優(yōu)代劣對(duì)于一般情況而言總是有益的，它可以增加封頭的強(qiáng)度儲(chǔ)備，提高設(shè)備的 性，但對(duì)于有些 殊工藝環(huán)境則不然。對(duì)于濕H2S環(huán)境，很顯然選用碳素鋼則比用15MnVR、16MnR和20MnMo等具有 的抗H2S SCC能力[18]。對(duì)于液氨環(huán)境也同樣如此，因16MnR在液氨環(huán)境下也存在SCC，所以封頭在這種環(huán)境用16MnR等低合金鋼代替20R、20g及Q235系列鋼會(huì) 容易出現(xiàn)問(wèn)題。其次，對(duì)于設(shè)計(jì)要求屈強(qiáng)比σs/σb較低的情況，用所謂優(yōu)代劣時(shí)也應(yīng)引起注意，如大開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)、補(bǔ)強(qiáng)板結(jié)構(gòu)及采用極限法設(shè)計(jì)的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)等。對(duì)于強(qiáng)度級(jí)別較高的材料代用時(shí)要注意的另外一個(gè)問(wèn)題是可焊性，因?yàn)橐话銖?qiáng)度級(jí)別越高，其可焊性 越差，若此時(shí)再用 高級(jí)別的材料代用，將使焊接 為困難。還有，對(duì)于膨脹節(jié)、爆破片和撓性管板這類零件，原則上不允許以優(yōu)代劣，否則應(yīng)按代用材料重新計(jì)算，對(duì)封頭厚度適當(dāng)減薄，否則將有可能導(dǎo)致這些元件及相鄰部位失效。

　　除了上述要考慮的問(wèn)題外，代用者尚應(yīng)考慮到設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)檫@樣的結(jié)果無(wú)疑將使封頭的成本增加，尤其是在代用封頭主體材料時(shí) 應(yīng)權(quán)衡利弊。

　　2、其它問(wèn)題

　?、俜忸^根據(jù)實(shí)際用材情況，焊接工藝應(yīng)作相應(yīng)修改。②對(duì)于用高級(jí)材料代用低級(jí)材料時(shí)，其試驗(yàn)與驗(yàn)收仍應(yīng)按低級(jí)材料執(zhí)行，而無(wú)須再提高驗(yàn)收要求。③封頭材料不同，其低溫韌度儲(chǔ)備也不同，相應(yīng)的 水壓試驗(yàn)溫度將可能有所變化，此時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照GB 150的規(guī)定執(zhí)行。此外，如封頭當(dāng)板厚加厚超過(guò)了GB 150規(guī)定的冷卷厚度時(shí)，必須對(duì)筒體作消除應(yīng)力熱處理。當(dāng)鋼板達(dá)到一定厚度時(shí)還須超聲波探傷。必要時(shí)還應(yīng)適當(dāng)提高水壓試驗(yàn)壓力，有的甚至還將導(dǎo)致封頭結(jié)構(gòu)上的重大改變。