压力容器设计-密封装置设计.ppt

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1、,四、密封装置设计,螺栓法兰连接结构及密封设计,高压密封结构,螺栓法兰连接结构,密封机理,泄漏形式,螺栓法兰连接的密封条件,2、操作工况-工作密封条件操作密封比压-操作时,为保证密封,垫片单位面积上必须维持的压紧力,通常取m倍的计算压力(mPC)。,保证密封的条件,预紧时,法兰密封面上的比压不低于预紧密封比压y,工作时,法兰密封面上的比压不低于操作密封比压,即m倍的介质计算压力,密封性设计(压紧面、垫片、螺栓),法兰标准简介,法兰强度计算方法简介,螺栓法兰连接设计,压紧面形式,平面形、O形、波形、齿形、八角形、椭圆形等,非金属垫片 常用材料:石棉橡胶板、橡胶板、聚四氟乙烯、合成纤维、石墨等。金

2、属垫片 常用材料:铜、铝、低碳钢、不锈钢、合金等。组合式垫片包括:金属包垫片;缠绕式垫片;带骨架的非金属垫片等。,垫片形状,垫片类型,垫片,垫片断面形式,要有全面的观念,综合考虑温度、压力、介质、压紧面形式等方面要求,其中温度和压力是影响密封的主要因素,也是选择垫片的主要依据。在保证密封的前提下,尽量选用结构简单、价格便宜、便于安装和更换的垫片。依据标准和规范,重视实践经验。垫片选用表(表4-10),垫片选择原则,1、预紧工况 Fa=DGby DG-垫片计算直径 b-垫片有效密封宽度 螺栓载荷Wa=Fa,2、操作工况 FP=2DGbmPC 螺栓载荷WP=F+FP=+2DGbmPC,螺栓载荷,螺

3、栓设计,预紧工况:操作工况:取Am=maxAa,AP,螺栓直径,螺栓间距的限制,法兰类型,法兰公称直径(DN)与法兰相配的筒体、封头或管子的公称直径。法兰公称压力(PN)指定材料的法兰在指定温度下的最大工作压力。,*两个体系间不能互相配用,注意,法兰强度计算方法简介,应力分析模型,法兰强度校核条件:,高压密封结构,特点:强制式密封 采用窄面金属垫片 主螺栓直径大适用范围:t 200C Di 1000mm,平垫密封,缺点:螺纹套筒可能锈蚀而拆卸困难。(螺纹套筒可用主螺栓代替),适用范围:大直径、高压力,卡扎里密封,双锥密封,1、全自紧式密封,压力和温度的波动不会影响密封可靠性。2、取消了主螺栓,

4、使筒体端部尺寸减小。零件多、结构复杂。,优点,缺点,伍德密封,C形环密封,O形环密封,其它密封结构,高压管道密封,1、改善密封接触表面2、改进垫片结构3、采用焊接密封元件,提高高压密封性能的措施,平垫密封,螺栓法兰密封设计计算,螺栓载荷计算,双锥密封,1、预紧载荷分析,(2)消除径向间隙g所需螺栓力,(1)内压对平盖的轴向力,(3)回弹力的轴向分力,五、开孔和开孔补强设计,强度削弱 不连续应力 局部应力 焊接缺陷和残余应力,开孔接管部位的应力集中,允许不另行补强的最大开孔直径,开孔最大直径的限制,有效补强范围,(一)开孔削弱的面积,内压圆筒或球壳,外压圆筒或球壳,平盖(开孔直径d0.5Di时),(二)补强金属面积,壳体,接管,焊缝,补强圈面积,接管方位,

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