容器零部件法兰设计.ppt
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1、2.4 容器法兰连接设计主要内容:法兰联接结构与密封原理;法兰标准及选用。,、法兰连接的种类与结构,1).结构与原理 法兰种类:容器法兰、管法兰,、法兰连接的组合件,密封的原理,法兰密封是通过紧固螺 栓压紧垫片来实现的。过程分为二个阶段:预紧工况阶段:预紧力压紧垫片,产生的压紧应力(垫片密封比压力)到一定数值使垫片变形,密封面上微隙被填满,形成初始密封条件。密封比压力主要决定于垫片材质。垫片材质确定后,垫片越宽,为保证比压力,预紧力越大,螺栓和法兰尺寸也越大,所以垫片不应过宽,更不应该把整个法兰面都铺满垫片。操作工况阶段:工作状态内压轴向力拉伸,降低了压紧应力。垫片有足够回弹,补偿变形,预紧密
2、封比压值不小于某一值(工作密封比压),则法兰保持良好密封。反之,回弹不足,则此密封失效。密封元件在操作压力作用下,仍然保持一定的残余压紧力。螺栓和法兰须有足够大的强度和刚度,不发生过大的变形。,2)、容器法兰的分类,3).法兰密封面的形式,法兰联接密封性能与密封面型式有关,密封面型式选择,主要考虑压力、温度、介质。、突面(RF)光滑平面,可车制密纹水线。结构简单,加工方便,便于进行防腐衬里。接触面积大,预紧时垫片容易往两边挤,不易压紧。,、凹凸面(MFM),凸面和凹面相配合,凹面上放置垫片,防止垫片被挤出,适用于压力较高。,、榫槽面(TG),槽中垫片不被挤动。螺栓力较小。获得良好的密封效果。结
3、构较复杂,更换垫片较困难。榫面容易损坏,适于易燃、易爆、有毒介质及较高压力。压力不大时,即使直径较大,也能很好密封。,、全平面(FF)与环连接面(RJ),全平面密封适合于压力较小的场合(PN1.6MPa);环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上,适用压力范围为(6.3MPaPN25.0MPa)。,、其他类型密封面,高压容器和高压管道用球面(透镜)和椭圆或八角形截面金属垫片,4).容器法兰,(1)整体法兰 平焊法兰制造容易,应用广泛,但刚性较差。,分3种型式:1.整体法兰 2.松式法兰 3.任意式法兰,法兰附近筒壁的截面上,将产生附加的弯曲应力。所以平焊法兰适用的压力范围较低(PN4.0MPa
4、)。,平焊法兰的适用范围:,对焊法兰,又称高颈法兰或长颈法兰。,特点:颈提高刚性,厚度比筒体厚,降低根部弯曲应力。对接焊缝,比平焊法兰的角焊缝强度好,对焊法兰适用于压力、温度较高或设备直径较大的场合。,(2)、松式法兰,法兰与容器或管道不连接,比整体式连接强度差,法兰盘可用不同材料,用于铜制、铝制、陶瓷、石墨及其非金属材料的设备或管道上。受力后无附加弯曲应力,只适用于压力较低场合,(3)、任意式法兰,整体性介于整体法兰和松式法兰之间。,圆形法兰最常见,方形法兰利于管子排列紧凑,椭圆形法兰常用于阀门和小直径的高压管子上。,6、影响法兰密封的因素,影响法兰密封的因素主要有:螺栓预紧力;密封面型式;
5、垫片性能;法兰刚度;操作条件。,(1)螺栓预紧力,螺栓预紧力是影响密封一个重要因素:预紧力使垫片压紧并实现初始密封。预紧力过大则垫片被压坏或挤出。预紧力通过法兰密封面传递给垫片,良好的密 封,必须使预紧力均匀地作用于垫片。当需要预紧力一定时,采取增加螺栓个数、减小螺栓直径对密封有利,(2)法兰垫片及性能,垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件。最常用垫片分为:非金属、金属、非金属与金属混合制的垫片,.非金属垫片:,橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。特点:柔软耐温度和压力性能较金属垫片差。只适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。,.金属垫片:,材料一般并不要求强度高,而是要求软韧。常用:软铝
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