第十四章压力容器的标准件与附件.ppt
1,第14章 压力容器上的标准件与附件,第一节 法兰连接（flange）压力容器的法兰连接；管法兰连接。,2,（1）法兰连接的密封原理,3,18,（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49）：,图49 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）。,4,19,（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P2.5Mpa，广泛应用于P0.6Mpa,压紧面的宽度：压力容器法兰：2060mm，管法兰：1020mm。,5,20,(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,PN6.4 Mpa,6,（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=800 mm,7,21,(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。,8,22,(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=770Mpa,9,（3）法兰连接受力分析,10,11,例如：分离松节油和蒎烯的分离塔，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。,12,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：JB47012000 甲型平焊法兰；JB47022000 乙型平焊法兰；JB47032000 长颈对焊法兰；JB/T8494 凹凸面对焊环板式松套钢制法兰；JB/T8594 翻边板式松套钢制法兰。,法 兰 标 准,13,法兰标准中所含内容:,法 兰 标 准,14,公称直径DN,1.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：1083.5，1084，1084.5，（摘：GB816387，热轧钢管）DN100，(4 inch)1144，（摘：GB309182，GB309282，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 DN 3004000mm 小直径设备常用无缝钢管制造。,15,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。GB15098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 t=200 180MPa 16MnR 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：Q235A，其允许的最高工作压力则必须低于公称压力。,16,法兰类型,甲型平焊法兰,17,乙型平焊法兰,18,长颈对焊法兰,19,三、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。,20,21,22,23,24,13.1.2管法兰连接,25,（2）管法兰的密封面型式,26,（3）管法兰的标记方法,27,23,二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410 常用垫片的断面形状,28,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。,29,容器上开设人孔、手孔的规定：,30,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。,31,垂直吊盖人孔,32,水平吊盖人孔,33,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。,34,（1）卧式容器支座,35,一、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。,36,鞍座有焊制和弯制,37,鞍座有焊制和弯制,38,二、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A0.2L时，尽量使 A0.5Ri(Ri为筒体内半径)。,39,三、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。,40,四、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。,41,五、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=120150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。,42,43,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,44,45,46,（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4t,47,（3）圆筒形裙座,图4-3-16 圆筒形裙座,48,3 球形容器支座,（1）柱式支座：赤道正切柱式支座，（a）V型支座，（b）三柱汇一型支座，（c）,图4-3-18 球形容器支座,49,50,（2）裙式支座裙式支座，图，半埋式支座，图，高架式支座，图。,图 裙式支座 图 半埋式支座 图高架式支座,
