化工設(shè)備課件---化工設(shè)備主要零部件

1、 1 12 23 34 4第一節(jié)第一節(jié) 法蘭連接法蘭連接一、法蘭聯(lián)接的組成及應(yīng)用一、法蘭聯(lián)接的組成及應(yīng)用 法蘭聯(lián)接的法蘭聯(lián)接的組成組成 法蘭聯(lián)接是由一對(duì)法蘭、一個(gè)墊片、數(shù)個(gè)螺栓和螺母法蘭聯(lián)接是由一對(duì)法蘭、一個(gè)墊片、數(shù)個(gè)螺栓和螺母組成組成。 法蘭聯(lián)接的組成 法蘭的外輪廓形狀 1螺母；2法蘭： 3螺栓：4墊片 法蘭聯(lián)接的結(jié)構(gòu)類型法蘭聯(lián)接的結(jié)構(gòu)類型 按使用場(chǎng)合分：按使用場(chǎng)合分： 容器法蘭：容器法蘭：用于容器的殼體和封頭連接的法蘭，用用于容器的殼體和封頭連接的法蘭，用于容器的筒節(jié)和筒節(jié)連接的法蘭；于容器的筒節(jié)和筒節(jié)連接的法蘭； 管法蘭管法蘭：用于管道連接的法蘭。：用于管道連接的法蘭。 按法攔接觸面的寬

2、窄分按法攔接觸面的寬窄分 寬面法蘭：寬面法蘭：即螺栓孔兩側(cè)都有墊片即螺栓孔兩側(cè)都有墊片-螺栓從墊片螺栓從墊片中穿過，主要用于中、低壓設(shè)備上；中穿過，主要用于中、低壓設(shè)備上； 窄面法蘭：窄面法蘭：即螺栓孔一側(cè)有墊片。即螺栓孔一側(cè)有墊片。 按法蘭自身的結(jié)構(gòu)型式分按法蘭自身的結(jié)構(gòu)型式分 整體法蘭：整體法蘭：其結(jié)構(gòu)將法蘭與殼體鍛或鑄成一體或經(jīng)其結(jié)構(gòu)將法蘭與殼體鍛或鑄成一體或經(jīng)全熔透的平焊法蘭；全熔透的平焊法蘭； 松式法蘭：松式法蘭：指法蘭不直接固定在殼體上，或者雖固指法蘭不直接固定在殼體上，或者雖固定而不能保證與殼體作為一個(gè)整體承受螺栓載荷的結(jié)構(gòu)，定而不能保證與殼體作為一個(gè)整體承受螺栓載荷的結(jié)構(gòu)，如活

3、套法蘭、螺紋法蘭、搭接法蘭等如活套法蘭、螺紋法蘭、搭接法蘭等 任意法蘭：任意法蘭：從結(jié)構(gòu)來看，這種法蘭與殼體連成一體，從結(jié)構(gòu)來看，這種法蘭與殼體連成一體，但剛性介于整體和松式法蘭之間。但剛性介于整體和松式法蘭之間。按法蘭的外輪廓可分為按法蘭的外輪廓可分為 圓形、方形、橢圓形圓形、方形、橢圓形二、法蘭聯(lián)接的密封二、法蘭聯(lián)接的密封 法蘭聯(lián)接的密封就是在螺栓壓緊力的作用下，使墊片法蘭聯(lián)接的密封就是在螺栓壓緊力的作用下，使墊片產(chǎn)生變形填滿法蘭密封面上凹凸不平的間隙，阻止流體產(chǎn)生變形填滿法蘭密封面上凹凸不平的間隙，阻止流體沿界面的泄漏，達(dá)到密封的目的。沿界面的泄漏，達(dá)到密封的目的。三、法蘭的結(jié)構(gòu)類型三、

4、法蘭的結(jié)構(gòu)類型 壓力容器法蘭的結(jié)構(gòu)類型（壓力容器法蘭的結(jié)構(gòu)類型（JB47004707JB4700470720002000） 標(biāo)準(zhǔn)壓力容器法蘭有標(biāo)準(zhǔn)壓力容器法蘭有甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭和甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭和長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭三種類型三種類型 壓力容器法蘭的密封面有平面型、凹凸型和榫槽型壓力容器法蘭的密封面有平面型、凹凸型和榫槽型三種形式。三種形式。壓力容器法蘭密封面形式壓力容器法蘭密封面形式 管法蘭的結(jié)構(gòu)類型（管法蘭的結(jié)構(gòu)類型（HG2059220614HG205922061419971997） 管法蘭包括法蘭蓋共有七種類型，其中以管法蘭包括法蘭蓋共有七種類型，其中以板式平焊、板

5、式平焊、帶頸平焊和帶頸對(duì)焊帶頸平焊和帶頸對(duì)焊最為常用。最為常用。 管法蘭的密封面共有管法蘭的密封面共有突面、凹凸面、榫槽面、全平突面、凹凸面、榫槽面、全平面和環(huán)連接面面和環(huán)連接面五種形式。五種形式。 常用管法蘭類型常用管法蘭類型 管法蘭密封面形式管法蘭密封面形式 四、標(biāo)準(zhǔn)法蘭的選用四、標(biāo)準(zhǔn)法蘭的選用 標(biāo)準(zhǔn)法蘭基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)法蘭基本參數(shù) 公稱直徑、公稱壓力公稱直徑、公稱壓力 法蘭的公稱直徑法蘭的公稱直徑 公稱直徑是為了使用方便將容器及管子標(biāo)準(zhǔn)化以后公稱直徑是為了使用方便將容器及管子標(biāo)準(zhǔn)化以后的標(biāo)準(zhǔn)直徑，用的標(biāo)準(zhǔn)直徑，用“DNDN”表示。表示。 壓力容器法蘭的公稱直徑是指與法蘭相配套的容器壓力容器法

6、蘭的公稱直徑是指與法蘭相配套的容器或封頭的公稱直徑，或封頭的公稱直徑，對(duì)于用鋼板卷制的圓筒公稱直徑就對(duì)于用鋼板卷制的圓筒公稱直徑就是其內(nèi)徑，對(duì)用無縫鋼管制作的圓筒其公稱直徑指鋼管是其內(nèi)徑，對(duì)用無縫鋼管制作的圓筒其公稱直徑指鋼管的外徑。的外徑。 管法蘭的公稱直徑是指與其相連接的管子的名義直管法蘭的公稱直徑是指與其相連接的管子的名義直徑，也就是管件的公稱通徑，它既不是管子的內(nèi)徑，也徑，也就是管件的公稱通徑，它既不是管子的內(nèi)徑，也不是管子的外徑，而是接近內(nèi)外徑的某個(gè)整數(shù)。不是管子的外徑，而是接近內(nèi)外徑的某個(gè)整數(shù)。 法蘭的公稱壓力法蘭的公稱壓力 法蘭的公稱壓力是指某種材料制造的法蘭，在一定法蘭的公稱壓

7、力是指某種材料制造的法蘭，在一定的溫度下所能承受的最大工作壓力，用的溫度下所能承受的最大工作壓力，用“PNPN”表示，是表示，是法蘭承載能力的標(biāo)志。壓力容器法蘭的公稱壓力是指在法蘭承載能力的標(biāo)志。壓力容器法蘭的公稱壓力是指在規(guī)定的螺栓材料和墊片的基礎(chǔ)上，規(guī)定的螺栓材料和墊片的基礎(chǔ)上，16MnR16MnR材料制造的法材料制造的法蘭，在蘭，在200200時(shí)所允許的最大工作壓力。時(shí)所允許的最大工作壓力。 對(duì)于管法蘭當(dāng)公稱壓力對(duì)于管法蘭當(dāng)公稱壓力PNPN4 MPa4 MPa時(shí)，公稱壓力指時(shí)，公稱壓力指2020號(hào)鋼制造的法蘭在號(hào)鋼制造的法蘭在100100時(shí)所允許的最高無沖擊工作時(shí)所允許的最高無沖擊工作壓

8、力；當(dāng)公稱壓力壓力；當(dāng)公稱壓力PNPN6.3 MPa6.3 MPa時(shí)，公稱壓力指時(shí)，公稱壓力指16Mn16Mn鋼鋼制造的法蘭在制造的法蘭在100100時(shí)所允許的最高無沖擊工作壓力時(shí)所允許的最高無沖擊工作壓力。 法蘭的選用法蘭的選用 法蘭的選用就是根據(jù)容器或管道的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)法蘭的選用就是根據(jù)容器或管道的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度及介質(zhì)特性等條件由法蘭的標(biāo)準(zhǔn)來確定法蘭的類型、溫度及介質(zhì)特性等條件由法蘭的標(biāo)準(zhǔn)來確定法蘭的類型、材料、公稱直徑、公稱壓力、密封面的形式，墊片的類材料、公稱直徑、公稱壓力、密封面的形式，墊片的類型、材料及螺栓、螺母的材料等。型、材料及螺栓、螺母的材料等。 壓力容器法蘭的選用步驟

9、壓力容器法蘭的選用步驟 由法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱壓力和容器的設(shè)計(jì)壓力，按設(shè)由法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱壓力和容器的設(shè)計(jì)壓力，按設(shè)計(jì)壓力小于等于公稱壓力的原則就近靠一公稱壓力，若計(jì)壓力小于等于公稱壓力的原則就近靠一公稱壓力，若設(shè)計(jì)壓力非常接近這一公稱壓力且設(shè)計(jì)溫度高于設(shè)計(jì)壓力非常接近這一公稱壓力且設(shè)計(jì)溫度高于200200，則可提高一個(gè)公稱壓力等級(jí)，這樣初步確定法蘭的公稱則可提高一個(gè)公稱壓力等級(jí)，這樣初步確定法蘭的公稱壓力；壓力； 由法蘭公稱直徑、容器設(shè)計(jì)溫度和以上初定的公稱由法蘭公稱直徑、容器設(shè)計(jì)溫度和以上初定的公稱壓力查表壓力查表4-14-1，并考慮不同類型法蘭的適用溫度初步確，并考慮不同類型法蘭的適用溫度初

10、步確定法蘭的類型；定法蘭的類型； 由工作介質(zhì)特性確定密封面形式，密封面類型代號(hào)由工作介質(zhì)特性確定密封面形式，密封面類型代號(hào)見表見表4-94-9； 由工作介質(zhì)特性、容器的設(shè)計(jì)溫度，結(jié)合容器所用由工作介質(zhì)特性、容器的設(shè)計(jì)溫度，結(jié)合容器所用材質(zhì)對(duì)照法蘭標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壓力容器法蘭常用材料確定材質(zhì)對(duì)照法蘭標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壓力容器法蘭常用材料確定法蘭的材料；法蘭的材料； 由法蘭類型、材料、工作溫度和初步確定的公稱壓由法蘭類型、材料、工作溫度和初步確定的公稱壓力查表力查表4-54-5或表或表4-64-6，得允許的最大工作壓力；，得允許的最大工作壓力； 比較：若所得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，比較：若所得最大

11、允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，則原初步確定的公稱壓力就是所選法蘭的公稱壓力，若則原初步確定的公稱壓力就是所選法蘭的公稱壓力，若最大允許工作壓力小于設(shè)計(jì)壓力則提高公稱壓力或調(diào)換最大允許工作壓力小于設(shè)計(jì)壓力則提高公稱壓力或調(diào)換優(yōu)質(zhì)材料，使得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，優(yōu)質(zhì)材料，使得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，從而最后確定出法蘭的公稱壓力和類型（因有時(shí)公稱壓從而最后確定出法蘭的公稱壓力和類型（因有時(shí)公稱壓力提高會(huì)引起類型的改變）；力提高會(huì)引起類型的改變）； 由法蘭類型及工作溫度查標(biāo)準(zhǔn)中的由法蘭類型及工作溫度查標(biāo)準(zhǔn)中的“法蘭、墊片、法蘭、墊片、螺柱、螺母材料匹配表螺柱、螺母材料匹配表”確定

12、墊片、螺柱、螺母的材料。確定墊片、螺柱、螺母的材料。 法蘭選定后應(yīng)予以標(biāo)記，標(biāo)記方法如下：法蘭選定后應(yīng)予以標(biāo)記，標(biāo)記方法如下： 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 公稱壓力，公稱壓力，MPaMPa 公稱直徑，公稱直徑，mmmm 密封面形式代號(hào)密封面形式代號(hào) 法蘭類型代號(hào)法蘭類型代號(hào) 管法蘭的選用步驟管法蘭的選用步驟 按管法蘭與相連接的管子應(yīng)具有相同公稱直徑的原按管法蘭與相連接的管子應(yīng)具有相同公稱直徑的原則，確定管法蘭的公稱直徑；則，確定管法蘭的公稱直徑； 先按同一設(shè)備的主體、接管、法蘭應(yīng)具有相同的設(shè)先按同一設(shè)備的主體、接管、法蘭應(yīng)具有相同的設(shè)計(jì)壓力的原則，確定法蘭的設(shè)計(jì)壓力，再按法蘭設(shè)計(jì)壓計(jì)壓力的原則，確定法蘭的設(shè)

13、計(jì)壓力，再按法蘭設(shè)計(jì)壓力小于等于公稱壓力的原則就近靠一公稱壓力，若設(shè)計(jì)力小于等于公稱壓力的原則就近靠一公稱壓力，若設(shè)計(jì)壓力非常接近這一公稱壓力則可提高一個(gè)公稱壓力等級(jí)，壓力非常接近這一公稱壓力則可提高一個(gè)公稱壓力等級(jí)，這樣初步確定管法蘭的公稱壓力；這樣初步確定管法蘭的公稱壓力； 由公稱直徑、公稱壓力，查表由公稱直徑、公稱壓力，查表4-24-2或管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中相或管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)表格、結(jié)合介質(zhì)特性確定管法蘭類型和密封面形式；關(guān)表格、結(jié)合介質(zhì)特性確定管法蘭類型和密封面形式； 由公稱壓力和法蘭材料（由接管材料和設(shè)計(jì)溫度確由公稱壓力和法蘭材料（由接管材料和設(shè)計(jì)溫度確定）查表定）查表4-74-7，得管法蘭

14、的最高無沖擊工作壓力；，得管法蘭的最高無沖擊工作壓力； 比較：若所得最高無沖擊工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓比較：若所得最高無沖擊工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，則原初步確定的公稱壓力就是所選法蘭的公稱壓力，力，則原初步確定的公稱壓力就是所選法蘭的公稱壓力，若高無沖擊工作壓力小于設(shè)計(jì)壓力則提高公稱壓力等級(jí)，若高無沖擊工作壓力小于設(shè)計(jì)壓力則提高公稱壓力等級(jí)，使得最高無沖擊工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，從而最后使得最高無沖擊工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，從而最后確定出管法蘭的公稱壓力和類型（因有時(shí)公稱壓力提高確定出管法蘭的公稱壓力和類型（因有時(shí)公稱壓力提高會(huì)引起類型的改變）；會(huì)引起類型的改變）； 查管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中查管法蘭

15、標(biāo)準(zhǔn)中 “法蘭、墊片、緊固件選配表法蘭、墊片、緊固件選配表”確確定墊片、螺柱、螺母的材料。定墊片、螺柱、螺母的材料。 管法蘭的標(biāo)記方法如下：管法蘭的標(biāo)記方法如下：標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 法蘭法蘭 法蘭材料牌號(hào)法蘭材料牌號(hào)鋼管壁厚（可無），鋼管壁厚（可無），mm mm 密封面形式代號(hào)密封面形式代號(hào) 公稱壓力，公稱壓力，MPaMPa公稱直徑，公稱直徑，mmmm 法蘭類型代號(hào)法蘭類型代號(hào)第二節(jié)第二節(jié) 開孔與補(bǔ)強(qiáng)開孔與補(bǔ)強(qiáng)一、開孔類型及對(duì)容器的影響一、開孔類型及對(duì)容器的影響 開孔類型開孔類型 為了實(shí)現(xiàn)正常的操作和安裝維修，需要在設(shè)備的筒為了實(shí)現(xiàn)正常的操作和安裝維修，需要在設(shè)備的筒體和封頭上開設(shè)各種孔。如物料

16、進(jìn)出口接管孔，安裝安體和封頭上開設(shè)各種孔。如物料進(jìn)出口接管孔，安裝安全閥、壓力表、液面計(jì)的開孔，為了容器內(nèi)部零件的安全閥、壓力表、液面計(jì)的開孔，為了容器內(nèi)部零件的安裝和檢修方便所開的人孔、手孔等。裝和檢修方便所開的人孔、手孔等。 開孔對(duì)容器的影響開孔對(duì)容器的影響 容器的整體強(qiáng)度削弱容器的整體強(qiáng)度削弱 由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，使孔邊局部區(qū)域由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，使孔邊局部區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中。內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中。 二、對(duì)容器開孔的限制二、對(duì)容器開孔的限制 當(dāng)圓筒內(nèi)徑當(dāng)圓筒內(nèi)徑D Di1500mmi1500mm時(shí)，開孔最大直徑時(shí)，開孔最大直徑d d D Di/2i/2，且，且d d 520mm

17、520mm；當(dāng)圓筒內(nèi)徑；當(dāng)圓筒內(nèi)徑D Di i1500mm1500mm時(shí)，開時(shí)，開孔最大直徑孔最大直徑d d D Di/3i/3，且，且d d 1000mm1000mm。 凸形封頭或球殼上開孔時(shí)，開孔最大直徑凸形封頭或球殼上開孔時(shí)，開孔最大直徑d d D Di/2i/2。 錐殼上開孔時(shí)，開孔最大直徑錐殼上開孔時(shí)，開孔最大直徑d dDiDi/3/3，D Di i為開孔為開孔中心處錐殼內(nèi)徑中心處錐殼內(nèi)徑。 在橢圓形或碟形封頭的過渡區(qū)開孔時(shí)，孔的中心在橢圓形或碟形封頭的過渡區(qū)開孔時(shí)，孔的中心線宜垂直封頭表面。線宜垂直封頭表面。 殼殼 體開孔滿足下列全部條件時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)（可體開孔滿足下列全部條件時(shí)

18、，可不另行補(bǔ)強(qiáng)（可不采取專門的補(bǔ)強(qiáng)措施）不采取專門的補(bǔ)強(qiáng)措施） 設(shè)計(jì)壓力不超過設(shè)計(jì)壓力不超過2.5 MPa2.5 MPa； 兩相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）兩相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍； 接管外徑不超過接管外徑不超過89mm89mm； 接管最小壁厚滿足表接管最小壁厚滿足表4-104-10的要求。的要求。三、補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)三、補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu) 常用的常用的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu) 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng) 、整鍛件補(bǔ)強(qiáng)、整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)又稱貼板補(bǔ)強(qiáng)，在接管處容器的內(nèi)外壁上補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)又稱

19、貼板補(bǔ)強(qiáng)，在接管處容器的內(nèi)外壁上圍繞著接管焊上一個(gè)圓環(huán)板，使容器局部壁厚增大，降低圍繞著接管焊上一個(gè)圓環(huán)板，使容器局部壁厚增大，降低應(yīng)力集中，起到補(bǔ)強(qiáng)的作用。應(yīng)力集中，起到補(bǔ)強(qiáng)的作用。 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用條件補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用條件 被補(bǔ)強(qiáng)殼體材料的標(biāo)準(zhǔn)拉伸強(qiáng)度不超過被補(bǔ)強(qiáng)殼體材料的標(biāo)準(zhǔn)拉伸強(qiáng)度不超過540MPa540MPa； 補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu) 被補(bǔ)強(qiáng)殼體的名義厚度不超過被補(bǔ)強(qiáng)殼體的名義厚度不超過38mm38mm； 補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度不超過殼體的名義厚度的補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度不超過殼體的名義厚度的1.51.5倍。倍。 厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)厚壁接管補(bǔ)強(qiáng) 厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)就是在開孔處焊上一個(gè)特意加厚的短厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)就是在開孔處焊

20、上一個(gè)特意加厚的短管，這樣可有效地降低開孔周圍應(yīng)力集中的程度，采用管，這樣可有效地降低開孔周圍應(yīng)力集中的程度，采用的入式接管則補(bǔ)強(qiáng)效果更佳。的入式接管則補(bǔ)強(qiáng)效果更佳。 厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用條件厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用條件 對(duì)大量使用的高強(qiáng)度低合金鋼容器，大多采用這種對(duì)大量使用的高強(qiáng)度低合金鋼容器，大多采用這種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。在用于重要設(shè)備時(shí)，焊縫應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)，在。在用于重要設(shè)備時(shí)，焊縫應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)，在確保焊接質(zhì)量的前提下，這種形式的補(bǔ)強(qiáng)效果接近整鍛確保焊接質(zhì)量的前提下，這種形式的補(bǔ)強(qiáng)效果接近整鍛件補(bǔ)強(qiáng)。件補(bǔ)強(qiáng)。 整鍛件補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 整鍛件補(bǔ)強(qiáng)是在開孔處焊上一個(gè)特制的整體鍛件，整鍛件補(bǔ)強(qiáng)是在開孔處焊

21、上一個(gè)特制的整體鍛件，補(bǔ)強(qiáng)金屬集中在應(yīng)力最大的部位，采用對(duì)接焊且使接頭補(bǔ)強(qiáng)金屬集中在應(yīng)力最大的部位，采用對(duì)接焊且使接頭遠(yuǎn)離應(yīng)力集中區(qū)域，補(bǔ)強(qiáng)效果最好、特別是抗疲勞性好。遠(yuǎn)離應(yīng)力集中區(qū)域，補(bǔ)強(qiáng)效果最好、特別是抗疲勞性好。但鍛件加工復(fù)雜、且成本高，所以只用在重要的設(shè)備上。但鍛件加工復(fù)雜、且成本高，所以只用在重要的設(shè)備上。如容器受低溫、高溫，交變載荷的較大開孔等。如容器受低溫、高溫，交變載荷的較大開孔等。四、等面積補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算四、等面積補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 等面積補(bǔ)強(qiáng)法的原則等面積補(bǔ)強(qiáng)法的原則 在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的補(bǔ)強(qiáng)金屬截面積要大于或等于開在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的補(bǔ)強(qiáng)金屬截面積要大于或等于開孔中心在殼體縱截面內(nèi)開孔而

22、被削弱的金屬面積。孔中心在殼體縱截面內(nèi)開孔而被削弱的金屬面積。 等面積補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算等面積補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 計(jì)算筒體或球殼上開孔后被削弱的金屬截面積計(jì)算筒體或球殼上開孔后被削弱的金屬截面積A A 筒體上開孔后被削弱的金屬面積筒體上開孔后被削弱的金屬面積A A是指筒體在軸向是指筒體在軸向截面上開孔的投影面積。截面上開孔的投影面積。 按下式計(jì)算按下式計(jì)算 )1 (2retfdA 等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算圖等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算圖 確定有效補(bǔ)強(qiáng)范圍確定有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 由于開孔處應(yīng)力集中產(chǎn)生在孔周圍很小的范圍內(nèi)，由于開孔處應(yīng)力集中產(chǎn)生在孔周圍很小的范圍內(nèi)，所以只有在此范圍內(nèi)的補(bǔ)強(qiáng)金屬才有效，稱之為有效補(bǔ)所

23、以只有在此范圍內(nèi)的補(bǔ)強(qiáng)金屬才有效，稱之為有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。強(qiáng)范圍。 有效寬度有效寬度B B 取兩者中的較大值取兩者中的較大值 ntndBdB222 外側(cè)有效高度外側(cè)有效高度h h1 1 取兩者中的較小值取兩者中的較小值 內(nèi)側(cè)有效高度內(nèi)側(cè)有效高度h h2 2 取兩者中的較小值取兩者中的較小值 計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)可以用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)可以用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積 A A1 1殼體的有效厚度減去計(jì)算厚度之外多余的金殼體的有效厚度減去計(jì)算厚度之外多余的金屬面積屬面積； 接管實(shí)際外伸高度11hdhnt接管實(shí)際外伸高度11hdhnt A A2 2 接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外多余的金屬接管有效

24、厚度減去計(jì)算厚度之外多余的金屬面積；面積； A A3 3有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫的截面積，有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫的截面積，具體計(jì)算見圖。具體計(jì)算見圖。 以上以上A1A1、A2A2和和A3A3三部分有效補(bǔ)強(qiáng)面積都不是由補(bǔ)強(qiáng)三部分有效補(bǔ)強(qiáng)面積都不是由補(bǔ)強(qiáng)圈提供的，如果圈提供的，如果A1+A2+A3AA1+A2+A3A，則開孔后不需另行補(bǔ)強(qiáng)；，則開孔后不需另行補(bǔ)強(qiáng)；如果如果A1+A2+A3A1+A2+A3A A，則開孔后需要另行補(bǔ)強(qiáng)，所增加的，則開孔后需要另行補(bǔ)強(qiáng)，所增加的補(bǔ)強(qiáng)金屬截面積為補(bǔ)強(qiáng)金屬截面積為A4A4，應(yīng)滿足，應(yīng)滿足 ： )1)(2)(1reetefdBAretrtetfChfhA)(2)(22212

25、由上式可得補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度為由上式可得補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度為 注意：注意： 補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，所使用的補(bǔ)強(qiáng)材料一般需與殼體材料相同，補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，所使用的補(bǔ)強(qiáng)材料一般需與殼體材料相同，若補(bǔ)強(qiáng)材料許用應(yīng)力小于殼體材料許用應(yīng)力，則補(bǔ)強(qiáng)面若補(bǔ)強(qiáng)材料許用應(yīng)力小于殼體材料許用應(yīng)力，則補(bǔ)強(qiáng)面積應(yīng)隨殼體材料與補(bǔ)強(qiáng)材料許用應(yīng)力之比而增加；若補(bǔ)積應(yīng)隨殼體材料與補(bǔ)強(qiáng)材料許用應(yīng)力之比而增加；若補(bǔ)強(qiáng)材料許用應(yīng)力大于殼體許用應(yīng)力，則所需補(bǔ)強(qiáng)面積不強(qiáng)材料許用應(yīng)力大于殼體許用應(yīng)力，則所需補(bǔ)強(qiáng)面積不得減少得減少。 對(duì)于橢圓形、碟形封頭的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算可參見對(duì)于橢圓形、碟形封頭的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算可參見GB150 GB150 中的有關(guān)規(guī)定。中的有關(guān)規(guī)定。 )(3

26、214AAAAA124DDAc五、標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈及其選用五、標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈及其選用 標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈 為了使補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)和制造更為方便，中國(guó)對(duì)常見的補(bǔ)為了使補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)和制造更為方便，中國(guó)對(duì)常見的補(bǔ)強(qiáng)圈及補(bǔ)強(qiáng)管制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)圈及補(bǔ)強(qiáng)管制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)為HG21506HG21506，補(bǔ)強(qiáng)管標(biāo)準(zhǔn)為，補(bǔ)強(qiáng)管標(biāo)準(zhǔn)為GHJ527GHJ527。標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈的直徑和。標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈的直徑和厚度就是按等面積補(bǔ)強(qiáng)法計(jì)算而得出的。厚度就是按等面積補(bǔ)強(qiáng)法計(jì)算而得出的。 標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu) 根據(jù)內(nèi)側(cè)焊接坡口的不同，補(bǔ)強(qiáng)圈分為根據(jù)內(nèi)側(cè)焊接坡口的不同，補(bǔ)強(qiáng)圈分為A A、B B、C C、D D、E E

27、、F F六種結(jié)構(gòu)六種結(jié)構(gòu). . 標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu) 補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)的適用范圍補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)的適用范圍lA A型適用于無疲勞、無低溫及大的溫度梯度的一類壓力容器，且要求型適用于無疲勞、無低溫及大的溫度梯度的一類壓力容器，且要求設(shè)備內(nèi)有較好的施焊條件。設(shè)備內(nèi)有較好的施焊條件。lB B型適用于中壓、低壓及內(nèi)部有腐蝕的工況，不適用于高溫、低溫、型適用于中壓、低壓及內(nèi)部有腐蝕的工況，不適用于高溫、低溫、大的溫度梯度及承受疲勞載荷的設(shè)備。大的溫度梯度及承受疲勞載荷的設(shè)備。S S取管子名義壁厚的取管子名義壁厚的0.70.7倍，一倍，一般般n t=n t=n/2 (n/2 (n tn t為接管名義厚度；為接

28、管名義厚度；n n為殼體名義厚度為殼體名義厚度) )。lC C型適用于低溫、介質(zhì)有毒或有腐蝕性的操作工況，采用全焊透結(jié)構(gòu)，型適用于低溫、介質(zhì)有毒或有腐蝕性的操作工況，采用全焊透結(jié)構(gòu)，要求當(dāng)要求當(dāng)n16 mmn16 mm時(shí)，時(shí)，n tn tn/2n/2；當(dāng)；當(dāng)n n16 mm16 mm時(shí)，時(shí)，n t8mmn t8mm。lD D型適用于殼體內(nèi)不具備施焊條件或進(jìn)入設(shè)備施焊不便的場(chǎng)合，采用型適用于殼體內(nèi)不具備施焊條件或進(jìn)入設(shè)備施焊不便的場(chǎng)合，采用全焊透結(jié)構(gòu)，要求當(dāng)全焊透結(jié)構(gòu)，要求當(dāng)n16 mmn16 mm時(shí)，時(shí)，n tn tn/2n/2；當(dāng)；當(dāng)n n16 mm16 mm時(shí)，時(shí)，n t8mmn t8mm

29、。lE E型適用于儲(chǔ)存有毒介質(zhì)或腐蝕介質(zhì)的容器，采用全焊透結(jié)構(gòu)，要求型適用于儲(chǔ)存有毒介質(zhì)或腐蝕介質(zhì)的容器，采用全焊透結(jié)構(gòu)，要求當(dāng)當(dāng)n16 mmn16 mm時(shí)，時(shí)，n tn tn/2n/2；當(dāng)；當(dāng)n n16 mm16 mm時(shí)，時(shí)，n t8mmn t8mm。lF F型適用于中溫、低溫、中壓容器及盛裝腐蝕介質(zhì)的容器，要求當(dāng)型適用于中溫、低溫、中壓容器及盛裝腐蝕介質(zhì)的容器，要求當(dāng)n16 mmn16 mm時(shí)，時(shí)，n tn tn/2n/2，當(dāng)，當(dāng)n n16 mm16 mm時(shí)，時(shí)，n t8mmn t8mm，且接，且接管公稱直徑管公稱直徑DNDN150 mm.150 mm. 標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈的選用標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈的選用

30、若需采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)若需采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) ，可采用以下程序來選擇標(biāo)，可采用以下程序來選擇標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈：準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈： 確定補(bǔ)強(qiáng)圈的尺寸；確定補(bǔ)強(qiáng)圈的尺寸； 由設(shè)備的工藝參數(shù)決定補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)；由設(shè)備的工藝參數(shù)決定補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)； 補(bǔ)強(qiáng)圈材料取與被補(bǔ)強(qiáng)殼體材料相同。補(bǔ)強(qiáng)圈材料取與被補(bǔ)強(qiáng)殼體材料相同。六、人孔、手孔及接管六、人孔、手孔及接管 人孔和手孔人孔和手孔 人孔和手孔的設(shè)置條件人孔和手孔的設(shè)置條件 為了設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件的安裝和檢修方便，需要在設(shè)備為了設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件的安裝和檢修方便，需要在設(shè)備上設(shè)置人孔或手孔。當(dāng)容器的內(nèi)徑為上設(shè)置人孔或手孔。當(dāng)容器的內(nèi)徑為450450900mm900mm時(shí)，一時(shí)，一般不考慮設(shè)置人

31、孔，可開設(shè)般不考慮設(shè)置人孔，可開設(shè)1 12 2個(gè)手孔；內(nèi)徑大于個(gè)手孔；內(nèi)徑大于900mm900mm時(shí)至少應(yīng)設(shè)置一個(gè)人孔；設(shè)備內(nèi)徑大于時(shí)至少應(yīng)設(shè)置一個(gè)人孔；設(shè)備內(nèi)徑大于2500 mm2500 mm時(shí)，時(shí)，頂蓋與筒體上至少應(yīng)各開設(shè)一個(gè)人孔頂蓋與筒體上至少應(yīng)各開設(shè)一個(gè)人孔。 化工設(shè)備上常用的人孔結(jié)構(gòu)化工設(shè)備上常用的人孔結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)蓋板式回轉(zhuǎn)蓋板式平焊人孔平焊人孔1筒節(jié)；2螺栓；3螺母；4法蘭；5墊片；6法蘭、7把手；8軸銷；9銷；10墊圈；11、14蓋軸耳；12、13法蘭軸耳水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔 1筒節(jié)；2法蘭； 3墊片； 4法蘭蓋；5螺柱；6螺母；7吊環(huán)；8轉(zhuǎn)臂；9墊圈；

32、10螺母；11吊鉤；12環(huán)；13無縫鋼管；14支承板垂直吊蓋帶頸平焊垂直吊蓋帶頸平焊法蘭人孔法蘭人孔 1法蘭蓋； 2墊片； 3法蘭； 4螺柱； 5螺母； 6筒節(jié)； 7把手； 8吊環(huán)； 9吊鉤； 10螺母； 11墊圈； 12轉(zhuǎn)臂； 13環(huán)； 14無縫鋼管； 15支承板 接管接管 接管的分類接管的分類 化工設(shè)備上使用接管大致可分為兩類化工設(shè)備上使用接管大致可分為兩類 一類是通過接管與供物料進(jìn)出的工藝管道相連接，一類是通過接管與供物料進(jìn)出的工藝管道相連接，這類接管一般都是帶發(fā)蘭的短接管、直徑較粗。這類接管一般都是帶發(fā)蘭的短接管、直徑較粗。 帶法蘭的短接管帶法蘭的短接管 鑄造接管鑄造接管 管接頭加固管

33、接頭加固 另一類接管是為了控制工藝操作過程，在設(shè)備上需另一類接管是為了控制工藝操作過程，在設(shè)備上需要裝設(shè)一些接管，以便和壓力表、溫度計(jì)、液面計(jì)等相要裝設(shè)一些接管，以便和壓力表、溫度計(jì)、液面計(jì)等相連接。此類接管直徑較小，可用帶發(fā)蘭的短接管，也可連接。此類接管直徑較小，可用帶發(fā)蘭的短接管，也可用帶內(nèi)、外螺紋的短管直接焊在設(shè)備上。用帶內(nèi)、外螺紋的短管直接焊在設(shè)備上。筋板支撐結(jié)構(gòu)筋板支撐結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 設(shè)備的支座設(shè)備的支座一、設(shè)備支座的應(yīng)用一、設(shè)備支座的應(yīng)用 設(shè)備支座的作用設(shè)備支座的作用 支承設(shè)備支承設(shè)備 固定其位置固定其位置 不同容器的支座形式不同容器的支座形式 臥式容器支座臥式容器支座 立式容器

34、支座立式容器支座 球形容器支座球形容器支座 二、支座的類型結(jié)構(gòu)二、支座的類型結(jié)構(gòu) 鞍式支座鞍式支座 鞍式支座的結(jié)構(gòu)形式鞍式支座的結(jié)構(gòu)形式 焊制鞍式支座：焊制鞍式支座：由一塊底版、一塊腹板、若干個(gè)筋板，由一塊底版、一塊腹板、若干個(gè)筋板，在大部分情況下還有一塊墊板所組成。當(dāng)容器的公稱直在大部分情況下還有一塊墊板所組成。當(dāng)容器的公稱直徑大于徑大于900mm900mm時(shí)采用焊制鞍式支座。時(shí)采用焊制鞍式支座。 彎制鞍式支座：彎制鞍式支座：底版和腹板是用同一塊鋼板彎制，有底版和腹板是用同一塊鋼板彎制，有時(shí)也有筋板和墊板。時(shí)也有筋板和墊板。當(dāng)公稱直徑在當(dāng)公稱直徑在900mm900mm以下時(shí)，可采以下時(shí)，可采

35、用彎制鞍式支座，也可采用焊制鞍式支座。用彎制鞍式支座，也可采用焊制鞍式支座。 裙式支座裙式支座 1基礎(chǔ)環(huán)；2地腳螺栓座；3蓋板；4檢查孔；5封頭；6塔體；7引出孔8引出管；9裙座體；10地腳螺栓；11墊板；12筋板；13支承板 其他類型支座其他類型支座 支承式支座支承式支座 耳式支座耳式支座 腿式支座腿式支座第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)備的安全附件設(shè)備的安全附件一、安全閥一、安全閥 安全閥的構(gòu)造及工作原理安全閥的構(gòu)造及工作原理 安全閥的構(gòu)造安全閥的構(gòu)造彈簧式安全閥彈簧式安全閥 1閥體； 2閥瓣； 3閥桿；4閥蓋； 5彈簧； 6提升手柄;7調(diào)整螺桿； 8鎖緊螺母； 9閥帽. 安安全閥的工作原理全閥的工作原理

36、： 容器正常工作時(shí)介質(zhì)作用在閥瓣上的力小于彈簧對(duì)容器正常工作時(shí)介質(zhì)作用在閥瓣上的力小于彈簧對(duì)閥瓣的壓力，所閥瓣緊靠在閥體上，閥是關(guān)閉的；當(dāng)容閥瓣的壓力，所閥瓣緊靠在閥體上，閥是關(guān)閉的；當(dāng)容器內(nèi)的壓力超過規(guī)定的工作壓力并達(dá)到安全閥的開啟壓器內(nèi)的壓力超過規(guī)定的工作壓力并達(dá)到安全閥的開啟壓力時(shí)，介質(zhì)作用于閥瓣上的力大于彈簧對(duì)閥瓣的壓力，力時(shí)，介質(zhì)作用于閥瓣上的力大于彈簧對(duì)閥瓣的壓力，于是閥瓣離開閥體，安全閥開啟，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)排出；于是閥瓣離開閥體，安全閥開啟，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)排出；當(dāng)排出一部分介質(zhì)后容器內(nèi)壓力很快降低至正常的工作當(dāng)排出一部分介質(zhì)后容器內(nèi)壓力很快降低至正常的工作壓力，此時(shí)介質(zhì)作用于閥瓣的力

37、小于彈瓣壓力，此時(shí)介質(zhì)作用于閥瓣的力小于彈瓣 的壓力，使的壓力，使安全閥再次關(guān)閉，設(shè)備繼續(xù)工作。安全閥再次關(guān)閉，設(shè)備繼續(xù)工作。 安全閥的優(yōu)點(diǎn)安全閥的優(yōu)點(diǎn) 只排放容器內(nèi)高于規(guī)定部分的壓力，當(dāng)壓力降至正只排放容器內(nèi)高于規(guī)定部分的壓力，當(dāng)壓力降至正常工作壓力時(shí)閥就可自動(dòng)關(guān)閉，不影響設(shè)備的繼續(xù)工作，常工作壓力時(shí)閥就可自動(dòng)關(guān)閉，不影響設(shè)備的繼續(xù)工作，且安全閥調(diào)整也比較容易且安全閥調(diào)整也比較容易。 安全閥的缺點(diǎn)安全閥的缺點(diǎn) 密封性較差，即使是符合規(guī)定的安全閥也難免有微密封性較差，即使是符合規(guī)定的安全閥也難免有微量的泄漏，由于彈簧的慣性作用使閥的開啟和關(guān)閉都有量的泄漏，由于彈簧的慣性作用使閥的開啟和關(guān)閉都有滯后現(xiàn)象，難以適應(yīng)急劇化學(xué)反應(yīng)迅速升壓所需要的快滯后現(xiàn)象，難以適應(yīng)急劇化學(xué)反應(yīng)迅速升壓所需要的快速泄放要求，對(duì)粘性較大或有結(jié)晶體的液體介質(zhì)，閥瓣速泄放要求，對(duì)粘性較大或有結(jié)晶體的液體介質(zhì)，閥瓣有時(shí)可能會(huì)被粘住而影響開啟精度有時(shí)可能會(huì)被粘住而影響開啟精度 。 安全閥適用范條件安全閥適用范條件 適用于介質(zhì)是比較清潔的氣體（空氣、水蒸氣等）適用于介質(zhì)是比較清潔的氣體（空氣、水蒸氣等）的設(shè)備上，不宜用于介質(zhì)具有劇毒性的設(shè)備，更不能用的設(shè)備上，不宜用于介質(zhì)具有劇毒性的設(shè)備，更不能用于容器內(nèi)有可能產(chǎn)生劇烈的化學(xué)于容器內(nèi)有可能產(chǎn)生劇烈的化學(xué) 反應(yīng)