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1、1,第十章 法兰连接,第一节 压力容器法兰连接压力容器的法兰连接；管法兰连接。,2,一、法兰连接的密封原理,3,在垫圈单位面积上的最小压紧力称为垫圈的预紧密封比压。,工作密封比压含义是：一个已经形成了密封条件的法兰连接（即垫圈已被压缩到预紧密封比压），在通入压力介质后，为不使介质泄漏，在密封面与垫圈之间所必须保留下来的最低比压。,4,二、法兰连接受力分析,1、法兰所受外力,5,2、法兰在外力偶矩作用下的变形和内力,6,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。,7,3、通过分析得出如下的几点结论：（1）密封垫片是整个法兰连接（包括
2、法兰、垫片、螺柱、螺母）的基础。垫片的材质、结构和尺寸是影响螺栓力和法兰力矩大小的主要因素之一。（2）增加与法兰盘连接处器壁（或管壁）的壁厚，不但会减小法兰加给器壁的弯曲应力，而且增厚的器壁会反过来增大法兰盘的刚度、减小法兰盘中的弯曲应力。（3）对法兰强度起主要作用的三个应力都是弯曲应力，而弯曲应力的大小又与受弯构件的厚度平方成反比，所以决定法兰强度大小的关键尺寸是法兰盘的厚度。对于带颈的法兰，增加颈的厚度对提高法兰强度会有比增加法兰盘厚度更好的效果。（4）在螺栓力一定的条件下，法兰螺孔中心圆与密封垫片中径之间的距离越小，法兰所承受的外力偶矩越小。在确定螺栓直径与数目时，应以螺孔中心圆直径尽可
3、能小为原则。,8,三、压力容器法兰标准,1、类型甲型平焊法兰,9,乙型平焊法兰,10,长颈对焊法兰,11,18,2、结构,法兰密封面形式,（1）平面型密封面：（a）（b）；（2）凹凸型密封面：（c）；（3）榫槽型密封面：（d）；,12,19,（一）平面型密封面 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。,13,20,(二)凹凸型密封面 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,14,
4、（三）榫槽型密封面,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,15,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,16,法兰标准中所含内容:,法 兰 标 准,17,公称直径DN
5、,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。,18,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。,19,第二节 管法兰连接,20,一、管法兰,1、管法兰类型与密
6、封面型式,21,2、管法兰的标记方法,22,23,3、垫片材料类型及选择 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。常用垫片的断面形状,常用垫片的断面形状,23,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。,24,容器上开设人孔、手孔的规定：,25,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。,26,垂直吊盖人孔,27,水平
7、吊盖人孔,28,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。,29,（1）卧式容器支座,30,一、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。,31,鞍座有焊制和弯制,32,鞍座有焊制和弯制,33,二、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
8、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)。,34,三、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。,35,四、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
9、效的危险截面。为此必须进行强 度或稳定性校核。,36,五、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。,37,38,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,39,40,41,（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,42,（3）圆筒形裙座,图4-3-16 圆筒形裙座,43,3 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,44,45,（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,
