第6章化工设备的主要零部件

1、第六章化工设备的主要零部件6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（1）对可拆连接的基本要求有足够的连接强度，不因可拆连接的存在削弱整个结构的强度1有足够的刚度，以使连接件的密封面之间，能承受密封所需的压紧力2能耐介质腐蚀，能迅速并多次地拆卸和装配3成本低，有利于连接元件标准化，适合大批量生产46.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（2）法兰连接结构的基本组成 法兰连接结构是由一对法兰，数个螺栓、螺母和一个密封垫片组成。如图6-1所示。6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（3）法兰连接的结构类型松式法兰1

2、整体法兰2任意式法兰3 如图62（a）、（b）、(c)如图62（d）、(f)如图62（g）、(h)、(i)6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（3）法兰连接的结构类型6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（3）法兰连接的结构类型法兰按其密封面宽度分为窄面法兰和宽面法兰。如图6-3 6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（3）法兰连接的结构类型按形状分类，法兰分为圆盘形、方形和椭圆形法兰如图6-46.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（4）法兰连接的密封原理法兰连接的失效主要

3、表现为泄漏。一般流体在垫片处的泄漏以“渗透泄漏”和“界面泄漏”两种形式出现，如图6-5所示。6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.1 法兰连接的结构和密封原理（4）法兰连接的密封原理法兰连接的密封过程可分为预紧和工作两个阶段。如图6-6所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.1 法兰密封面形式（1）平面型密封面密封面是一个光滑的平面，如图6-7（a）（b）所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.1 法兰密封面形式（2）凹凸型密封面一对法兰的密封面一个是凹面，一个是凸面，如图6-7(c)所示6.1 法兰连接第6章

4、高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.1 法兰密封面形式（3）榫槽型密封面一对法兰的密封面一个是榫面，一个是槽面，如图6-7(d)所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.1 法兰密封面形式（3）榫槽型密封面不同密封面的选用见表6-16.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.1 法兰密封面形式（4）锥形密封面如图6-8所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.1 法兰密封面形式（5）梯形槽密封面如图6-9所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片

5、6.1.2.2 法兰的密封垫片 法兰垫片与介质直接接触，是法兰连接密封的核心。制造垫片的材料要求能耐介质腐蚀，不污染被密封的介质，并具有良好的回弹性和机械强度，在工作温度下不易变质硬化或软化。在中低压容器和管道中常用的垫片有非金属垫片、金属垫片和金属非金属组合垫片。如图6-10所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.2 法兰密封面及密封垫片6.1.2.3 影响法兰连接密封的主要因素(1)螺栓预紧力(2)垫片性能(3)密封面的形式和表面性能(4)法兰刚度刚度(5)工艺操作条件6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（1）压力容器法兰标准的三种形

6、式即甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰，其适用范围见表6-2。6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（1）压力容器法兰标准的三种形式以上三种类型的法兰都可有不同的密封面形式，见表6-36.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（2）压力容器法兰的公称直径和公称压力不同类型压力容器法兰公称压力与最大允许工作压力的关系见表6-4、表6-56.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（2）压力容器法兰的公称直径和公称压力续表6.1 法兰连接第6章 高压容器

7、6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（2）压力容器法兰的公称直径和公称压力不同类型压力容器法兰公称压力与最大允许工作压力的关系见表6-4、表6-56.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（2）压力容器法兰的公称直径和公称压力 压力容器法兰用垫片有非金属软垫片、缠绕式垫片和金属包垫片三种。法兰、垫片、螺栓、螺母的相互匹配见表6-6图表过大，见图P886.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.1 压力容器法兰的标准（3）压力容器法兰的选用 法兰的选用就是根据容器的设计压力、设计温度、介质特性等由法兰的标准确

8、定法兰的类型、材料、公称直径、公称压力、密封面的形式，垫片的类型、材料及螺栓、螺母的材料等。法兰密封面形式可用代号表示，见表6-76.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.2 管道法兰的标准（1）管法兰的结构类型和密封面形式管法兰包括法兰盖共有十种类型，五种密封面，如图6-12和图6-13所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.2 管道法兰的标准（1）管法兰的结构类型和密封面形式管法兰包括法兰盖共有十种类型，五种密封面，如图6-12和图6-13所示6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.2 管道法兰的标准（1）管法

9、兰的结构类型和密封面形式 管法兰标准的公称压力等效范围是0.2525MPa，常用管法兰的密封形式、标准代号及适应范围见表6-86.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.2 管道法兰的标准（2）管法兰密封垫片 管法兰密封垫片有石棉橡胶板垫、石墨复合垫、聚四氟乙烯包覆垫、金属缠绕垫、齿形组合垫及金属环垫共六种，各种垫片的适用条件见表6-10。6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.2 管道法兰的标准（2）管法兰密封垫片法兰、垫片、紧固件选配见表6-11。6.1 法兰连接第6章 高压容器6.1.3 法兰的标准6.1.3.2 管道法兰的标准（3）管法兰

10、的选用和标记管法兰按标准选定后，具体标记方法如下6.2 压力容器的开孔与补强结构第6章 高压容器6.2.1 开孔对压力容器的影响 开孔处需焊接接管，接管根部会因开孔、焊接及承受载荷等综合作用，造成局部应力很大，使开孔接管处成为容器的破坏源。特别是在有交变应力和腐蚀介质的情况下，更易造成接管根部的微裂纹，这些微小的裂纹又在交变应力和腐蚀介质反复作用下不断扩展，最终导致容器在此处先破裂，即产生疲劳破坏。因此应对容器开孔加以限制，尽量少开孔，开小孔。 1.对开孔最大直径的现状2.凸形封头或球壳上开孔时，最大孔径d1/2Di 3.壳上开孔时。d1/3Di 4.孔的中心线宜垂直封头表面 5.壳体开孔满足

11、要求 第6章 高压容器6.2.2 对容器开孔的限制6.2 压力容器的开孔与补强结构6.2 压力容器的开孔与补强结构第6章 高压容器6.2.3 补强方法及结构6.2.3.1 补强方法 补强方法有两种，即整体补强和局部补强。整体补强是加厚整个筒体或封头的厚度，以补足因筒体开排孔，或封头开孔较多引起的容器强度不足。局部补强是在开孔处附近一定范围内，增加筒体或接管壁厚，达到局部增强的目的。6.2 压力容器的开孔与补强结构第6章 高压容器6.2.3 补强方法及结构6.2.3.2 局部补强结构 常用局部补强结构有补强圈补强、厚壁接管补强及整锻件补强，具体结构如图6-14所示。6.2 压力容器的开孔与补强结

12、构第6章 高压容器6.2.3 补强方法及结构6.2.3.2 局部补强结构 为了使补强结构应用更方便，对补强圈和厚壁管制订了相应标准。补强圈标准为HG 2150692，厚壁管标准为GHJ 5271990。标准补强圈的结构如图6-15所示6.2 压力容器的开孔与补强结构第6章 高压容器6.2.3 补强方法及结构6.2.3.2 局部补强结构补强圈的尺寸见表6-136.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.1 接管和凸缘结构6.3.1.1 接管结构 化工设备上的接管一般分为两类，一类是物料进出口接管，另一类是各种测量仪表接管。物料进出管直径相对较大，多数用法兰连接，如图6-16所示。6.3

13、容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.1 接管和凸缘结构6.3.1.1 接管结构 接管伸出长度l应考虑到容器壁外保温层的厚度，以使螺栓安装方便。可参照表6-14选取。6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.1 接管和凸缘结构6.3.1.1 接管结构各种测量仪表接管一般直径都较小，可用图6-18所示的内、外螺纹管连接。6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.1 接管和凸缘结构6.3.1.2 凸缘结构当接管必须很短时，可用凸缘结构，如图6-20所示。6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.2 人孔、手孔结构6.3.2.1 人孔、手孔结构 人孔和手孔都是由短

14、接管、法兰、盖板、垫片及螺辁、螺母组成，二者结构类似，其受力和密封原理与法兰类同。6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.2 人孔、手孔结构6.3.2.2 人孔、手孔设置及选用 容器内径Di1000mm时，至少应设置一个人孔（塔设备的人孔数量与其高度有关）；当500mmDi1000mm时，应设置一个人孔或两个手孔；容器内径300mmDi500mm时，至少设置两个手孔；容器内径Di2500mm时，顶盖上也应该设置人孔。（1）6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.2 人孔、手孔结构6.3.2.2 人孔、手孔设置及选用 圆形人孔直径不得小于400mm，椭圆形人孔尺寸应不小于

15、400mm300mm，且为了减小开人孔对容器强度的影响，应使椭圆孔的长轴与容器壳体轴线垂直。手孔直径不得小于150mm；标准手孔的公称直径为150mm和250mm两种。（2）6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.2 人孔、手孔结构6.3.2.2 人孔、手孔设置及选用容器上有大于人孔最小尺寸的可拆封头时，可不另设人孔。（3）6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.2 人孔、手孔结构6.3.2.2 人孔、手孔设置及选用 受压设备的人孔盖较重，故标准中采用回转盖人孔或吊盖人孔。回转盖人孔结构简单，转动时占空间小；如图6-21所示（4）6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压

16、容器6.3.2 人孔、手孔结构6.3.2.2 人孔、手孔设置及选用 设备运行中，需要经常打开人孔、手孔盖时，应选择快开式人孔、手孔。如图6-22所示（5）6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及其它元件6.3.3.1 支座的类型立式容器支座包括耳式(悬挂式)、支腿式、支承式和裙式支座四种(见图6-23)（1）立式容器的支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及其它元件6.3.3.1 支座的类型卧式容器支座分为鞍式支座、圈式支座和支承式支座三种(见图6-24)。（2）卧式容器的支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结

17、构及其它元件6.3.3.1 支座的类型球形容器支座分为柱式、裙式、半埋式和高架式支座四种形式(见图6-25)（3）球形容器的支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及其它元件6.3.3.2 典型的容器支座鞍式支座简称鞍座，是卧式容器，特别是大型卧式容器最常用的支座形式，分焊制和弯制两种。图6-26（a）所示为焊制鞍座，图（b）所示为弯制鞍座。（1）鞍式支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及其它元件6.3.3.2 典型的容器支座双鞍座支承的卧式容器是固定式鞍座和滑动式鞍座搭配使用（见图6-27）（1）鞍式支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及其它元件6.3.3.2 典型的容器支座鞍座的类型见表6-15。（1）鞍式支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及其它元件6.3.3.2 典型的容器支座支承式支座是由一块底板，两三块筋板（或一段圆管）和一块垫板组焊而成。支承式支座的具体结构如图6-28所示（2）支承式支座6.3 容器其他的主要零部件第6章 高压容器6.3.3 支座结构及