第十四章 压力容器的标准件与附件.ppt

*,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,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。,1,（,1,）法兰连接的密封原理,2,18,（,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,）。,3,19,（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,。,4,20,(,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,6.4,Mpa,5,（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,6,21,(,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。,7,22,(,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=7,70Mpa,8,（,3,）法兰连接受力分析,9,10,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。,11,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,法兰标准中所含内容,:,法 兰 标 准,13,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：,DN,100,，,具体尺寸为：,1083.5,，,1084,，,1084.5,，（摘：,GB8163,87,，,热轧钢管）,DN,100,，,(,4 inch,),1144,，,（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,DN 300,4000mm,小直径设备常用无缝钢管制造。,14,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,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：,Q235,A,，,其允许的最高工作压力则必须低于公称压力。,15,法兰类型,甲型平焊法兰,16,乙型平焊法兰,17,长颈对焊法兰,18,三、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,D,1,螺栓孔直径,d,螺栓孔数,n,2,.,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。,19,20,21,22,23,13.1.2,管法兰连接,24,（,2,）管法兰的密封面型式,25,（,3,）管法兰的标记方法,26,23,二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,容器上开设人孔、手孔的规定：,29,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,垂直吊盖人孔,31,水平吊盖人孔,32,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,（,1,）,卧式容器支座,34,一、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,鞍座有焊制和弯制,36,鞍座有焊制和弯制,37,二、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,),。,38,三、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。,39,四、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。,40,五、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,=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。,41,42,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,43,44,45,（,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,46,（,3,）圆筒形裙座,图,4-3-16,圆筒形裙座,47,3,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,48,49,（,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,50,