压力容器的标准件与附件

压力容器的标准件与附件1第1页，共50页，2023年，2月20日，星期四（1）法兰连接的密封原理2第2页，共50页，2023年，2月20日，星期四18（2）压紧面的选择要求：有良好的密封性能，加工容易，装配方便，成本低。压紧面形式（图4－9）：

图4－9法兰密封面形式

（1）平行压紧面：（a）

（b）；（2）

凹凸形压紧面：（c）；（3）榫槽压紧面：（d）；（4）锥形压紧面：（e）；（5）梯形压紧面：（f）。

3第3页，共50页，2023年，2月20日，星期四19（一）平行密封面压紧面是光滑的，（b）形式有三角形断面的沟槽。适用于公称压力P≤2.5Mpa，广泛应用于P≤0.6Mpa,压紧面的宽度：压力容器法兰：20～60mm，管法兰：10～20mm。4第4页，共50页，2023年，2月20日，星期四20(二)凹凸型压紧面在凹型面内放置垫片，其优点是便于对中，能够防止软质垫片的挤出，而且比平行面窄，容易压紧。最大DN=3000mm,PN≤6.4Mpa5第5页，共50页，2023年，2月20日，星期四（三）榫槽压紧面

榫槽法兰由一个榫面和一个槽面组成，垫片放在槽内，由于压紧面积小，垫片又受到槽的阻挡，不会从周边挤出，容易获得较好的密封效果。主要用于：易燃，易爆，有毒介质的场合，当PN=20Mpa,可用到DN=800mm6第6页，共50页，2023年，2月20日，星期四21(四)锥形压紧面（e）属于线接触的弹性密封。当拧紧螺栓时，金属透镜垫与圆锥面接触形成一条很窄的弹性线；因此，施加不大的螺栓力就会产生很好的密封效果。通常用于高压管件密封，PN=100Mpa或更高。7第7页，共50页，2023年，2月20日，星期四22(五)梯形压紧面利用槽的内外锥面与垫片接触而形成密封，槽底不起密封作用。压紧面与槽中心成成30°角。若采用椭圆形或八角形截面的金属垫配用时，亦为线接触弹性密封，有一定径向自紧作用。这种密封适用于高压容器及高压管等的密封，P=7～70Mpa8第8页，共50页，2023年，2月20日，星期四（3）法兰连接受力分析9第9页，共50页，2023年，2月20日，星期四10第10页，共50页，2023年，2月20日，星期四例如：分离松节油α和β蒎烯的分离塔，真空操作，700mmHg，平型压紧面，由于刚度不足使法兰翘曲造成密封失效。11第11页，共50页，2023年，2月20日，星期四

法兰连接是工业生产中广泛使用的连接方法。当前，国内外均已将法兰标准化。我国实施的法兰标准：JB4701－2000甲型平焊法兰；JB4702－2000

乙型平焊法兰；JB4703－2000

长颈对焊法兰；JB/T84－94

凹凸面对焊环板式松套钢制法兰；JB/T85－94翻边板式松套钢制法兰。法兰标准12第12页，共50页，2023年，2月20日，星期四法兰标准中所含内容:法兰标准13第13页，共50页，2023年，2月20日，星期四公称直径DN1.管道法兰：其公称直径与相配的管子直径相一致。管子的公称直径不是管子的内径或外径，是与管子内径相近的一个圆整数值。例如：DN100，具体尺寸为：φ108×3.5，φ108×4，φ108×4.5，（摘：GB8163－87，热轧钢管）

DN100，(4inch)φ114×4，（摘：GB3091－82，GB3092－82，水、煤气输送钢管）2.化工容器及设备法兰：其公称直径为设备内径DN300～4000mm小直径设备常用无缝钢管制造。

14第14页，共50页，2023年，2月20日，星期四公称压力PN

法兰标准中所列的能够承受的公称压力PN，是以法兰材质为16MnR时计算而得，操作温度为：200℃。GB150－98钢制压力容器规定中明确规定：选用的优于16MnR的钢材，不允许用于比规定压力的再高压力。例如：选用PN5.0MPa，DN100，榫槽面对焊管法兰。当选材为：15MnR[σ]t=200℃＝180MPa

16MnR[σ]t=200℃＝173MPa不允许提高压力。例如：P=5.1MPa等。当使用低于16MnR的材料。例如：Q235－A，其允许的最高工作压力则必须低于公称压力。15第15页，共50页，2023年，2月20日，星期四③法兰类型甲型平焊法兰16第16页，共50页，2023年，2月20日，星期四乙型平焊法兰17第17页，共50页，2023年，2月20日，星期四长颈对焊法兰18第18页，共50页，2023年，2月20日，星期四三、标准法兰尺寸分析1.连接尺寸：法兰外径D螺栓中心圆直径D1螺栓孔直径d螺栓孔数n2.压紧面尺寸：压紧面宽度榫槽宽度等由密封设计给定在利用法兰尺寸系列表确定法兰的尺寸时，只需要知道法兰的公称直径和公称压力，二者一旦确定，则尺寸就是唯一的，而和实际的温度以及材料是没有关系的。

19第19页，共50页，2023年，2月20日，星期四20第20页，共50页，2023年，2月20日，星期四21第21页，共50页，2023年，2月20日，星期四22第22页，共50页，2023年，2月20日，星期四23第23页，共50页，2023年，2月20日，星期四13.1.2管法兰连接24第24页，共50页，2023年，2月20日，星期四（2）管法兰的密封面型式25第25页，共50页，2023年，2月20日，星期四（3）管法兰的标记方法26第26页，共50页，2023年，2月20日，星期四23二．垫片材料类型及选择1.选用垫片的原则：(1)耐腐蚀，不污染介质；（2）具有良好的变形能力和回弹能力；（3）有一定的机械强度和适当的柔软性；（4）在工作温度下不变形和软化。2.常用垫片的断面形状

图4－10常用垫片的断面形状27第27页，共50页，2023年，2月20日，星期四第二节检查孔

为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀，以及安装拆卸设备的内部装置，压力容器均应开检查孔。包括：人孔、手孔和螺纹管塞孔。28第28页，共50页，2023年，2月20日，星期四容器上开设人孔、手孔的规定：

29第29页，共50页，2023年，2月20日，星期四回转盖人孔从人孔盖的开启方式及开启后人孔盖所处的位置，将人孔分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔。

30第30页，共50页，2023年，2月20日，星期四垂直吊盖人孔31第31页，共50页，2023年，2月20日，星期四水平吊盖人孔32第32页，共50页，2023年，2月20日，星期四第三节容器支座设置容器支座的作用：●支承容器的设备重量，●固定设备于工艺设计位置，●支承操作引起的振动，●承受地震载荷和风载荷。容器支座类型：●立式容器支座，●卧式容器支座，●球形容器支座。33第33页，共50页，2023年，2月20日，星期四（1）卧式容器支座34第34页，共50页，2023年，2月20日，星期四一、卧式容器支座类型

图卧式容器支座卧式容器的支座有鞍座、圈座和支腿。小型的设备采用支腿，而因为自身的重量可能造成严重挠曲的薄壁容器可采用圈座。35第35页，共50页，2023年，2月20日，星期四鞍座有焊制和弯制36第36页，共50页，2023年，2月20日，星期四鞍座有焊制和弯制37第37页，共50页，2023年，2月20日，星期四二、鞍座的放置位置支座位置的确定原则：当容器放置于鞍座上，鞍座的约束反力将几种作用于容器的局部器壁上，引起复杂而且相当大的局部应力。1、鞍座中心线至圆筒体端部的距离A小0.2L。其中，L为圆筒体长度(两封头切线间距离)，

A为鞍座中心线至圆筒体端部的距离。2、当鞍座邻近封头时，则封头对支座处筒体有加强刚性的作用。因此，在满足A<0.2L时，尽量使

A<0.5Ri(Ri为筒体内半径)。38第38页，共50页，2023年，2月20日，星期四三、鞍座的选择搭配

卧式容器由于温度和载荷变化等原因使容器产生了轴向移动，如果支座都是固定式的，由于自由伸缩受阻使容器器壁中可能引起过大的附加应力，所以双鞍座式中的一个鞍座为固定支座，另一个为活动支座。39第39页，共50页，2023年，2月20日，星期四四、筒体的应力计算与校核

对于卧式容器除了考虑由操作压力引起的薄膜应力外，还要考虑容器质量导致筒体横截面上的纵向弯矩和剪力。跨中截面和支座截面是容器可能发生失效的危险截面。为此必须进行强度或稳定性校核。40第40页，共50页，2023年，2月20日，星期四五、鞍座的包角选择增大鞍座的包角可以使筒体中的应力降低，但使鞍座变得笨重，过分的减小包角，使容器容易从鞍座上倾倒，所以一般θ=120～150度。鞍座宽度b的大小，一边决定于设备给与支座的载荷大小，另一边要考虑支座处筒体内周向应力不超过允许值。41第41页，共50页，2023年，2月20日，星期四42第42页，共50页，2023年，2月20日，星期四立式设备支座（1）悬挂式支座主要有底板、筋板和垫板组成，广泛应用于反应釜和立式换热器上，优点是简单、轻便，但易产生较大的局部应力，如图示。悬挂式支座标准分为A型和B型两个类型。图悬挂式支座43第43页，共50页，2023年，2月20日，星期四44第44页，共50页，2023年，2月20日，星期四45第45页，共50页，2023年，2月20日，星期四（2）支承式支座用钢板焊制的支承式支脚和支座，或者是钢管做成如图示。图4-3-14支承式支脚图4-3-15支承式支座a.荷重<4tb.荷重>4t46第46页，共50页，2023年，2月20日，星期四（3）圆筒形裙座图4-3-16圆筒形裙座47第47页，共50页，2023年，2月20日，星期四3球形容器支座（1）柱式支座：

●赤道正切柱式支座，（a）

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