壓力容器零部件設(shè)計法蘭設(shè)計ppt課件

1、l一、開孔補強一、開孔補強l二、法蘭設(shè)計二、法蘭設(shè)計l三、臥式容器支座三、臥式容器支座l四、立式容器支座四、立式容器支座v壓力容器的主體構(gòu)件壓力容器的主體構(gòu)件 : 筒體、封頭、開孔接納等筒體、封頭、開孔接納等.v由于制造、安裝、運輸、檢修及操作工藝等方面的由于制造、安裝、運輸、檢修及操作工藝等方面的要求，容器的零部件常做成可拆銜接，然后再組合。要求，容器的零部件常做成可拆銜接，然后再組合。l1足夠的剛度及銜接件間的壓緊力。保證操作足夠的剛度及銜接件間的壓緊力。保證操作中介質(zhì)不走漏。中介質(zhì)不走漏。l2足夠的強度。本身具有足夠的強度，不能減足夠的強度。本身具有足夠的強度，不能減弱整體構(gòu)造強度；弱整

2、體構(gòu)造強度；l3能耐腐蝕。能正常任務(wù)和多次迅速拆裝。能耐腐蝕。能正常任務(wù)和多次迅速拆裝。l4本錢低廉。適宜大批量消費。本錢低廉。適宜大批量消費。v壓力容器的零部件：壓力容器的零部件： 法蘭、支座、人孔、手孔、法蘭、支座、人孔、手孔、v 平安閥，等。其中法蘭就是典型的可拆銜接。平安閥，等。其中法蘭就是典型的可拆銜接。v零部件都規(guī)范化，如法蘭：零部件都規(guī)范化，如法蘭：JB4700470792，v 支座：支座：JB/T47*92 v法蘭的密封原理、影響法蘭的密封原理、影響密封的主要要素密封的主要要素v法蘭的規(guī)范法蘭的規(guī)范v容器法蘭的類型、設(shè)計容器法蘭的類型、設(shè)計步驟步驟v管法蘭的類型、設(shè)計步管法蘭的

3、類型、設(shè)計步驟驟l1 、被銜接件、被銜接件法蘭對關(guān)鍵法蘭對關(guān)鍵部件，提供密封部件，提供密封面和螺栓孔。面和螺栓孔。l2 、銜接件、銜接件螺栓、螺母螺栓、螺母l3 、密封元件、密封元件墊片墊片(圈圈)l法蘭銜接最根本的要求是什么法蘭銜接最根本的要求是什么? ?l法蘭銜接的失效方式是什么法蘭銜接的失效方式是什么? ?v法蘭銜接最根本的要求：密封可靠。法蘭銜接最根本的要求：密封可靠。v密封原理分為：密封原理分為：v1 1強迫密封中低壓：強迫密封中低壓： 把螺栓產(chǎn)生的壓把螺栓產(chǎn)生的壓緊力經(jīng)過法蘭密封面壓緊面?zhèn)魉徒o墊片，緊力經(jīng)過法蘭密封面壓緊面?zhèn)魉徒o墊片，使墊片產(chǎn)生足夠的彈塑性變形，從而將法蘭使墊片產(chǎn)生

4、足夠的彈塑性變形，從而將法蘭壓緊面間凹凸不平的縫隙填滿壓實，到達密壓緊面間凹凸不平的縫隙填滿壓實，到達密封的目的。封的目的。v2 2自嚴密封高壓：依托容器內(nèi)介質(zhì)的壓自嚴密封高壓：依托容器內(nèi)介質(zhì)的壓力壓嚴密封元件，使密封面獲得很大的壓緊力壓嚴密封元件，使密封面獲得很大的壓緊力，在密封口產(chǎn)生較大的密封比壓，到達密力，在密封口產(chǎn)生較大的密封比壓，到達密封目的。封目的。 v法蘭銜接的失效方式：走漏。法蘭銜接的失效方式：走漏。v走漏途徑走漏途徑 ： 墊圈滲漏，密封面走漏墊圈滲漏，密封面走漏為主為主v防止走漏方法：防止走漏方法：v采用不浸透性資料或有填充劑堵塞多孔性采用不浸透性資料或有填充劑堵塞多孔性資料

5、的孔隙；資料的孔隙；v提高法蘭剛度、密封面平直度、外表粗糙提高法蘭剛度、密封面平直度、外表粗糙度、密封面與法蘭中心線的垂直度，防止徑度、密封面與法蘭中心線的垂直度，防止徑向凹痕。向凹痕。 v1、螺栓預(yù)緊力：大小適宜、分布均勻v2、墊圈性能:變形才干和回彈才干(彈性、塑性)v3、密封面型式和外表性能：平直度、外表粗糙度精度、密封面與法蘭中心軸線垂直同心。v4、法蘭剛度：產(chǎn)生翹曲變形。增大法蘭厚度，減小螺栓力作用的力臂，增大法蘭盤外徑。v5、操作條件：壓力、溫度、介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)v1、預(yù)嚴密封比壓：v 預(yù)緊時(無內(nèi)壓，迫使墊片變形與壓緊面密合，構(gòu)成初始密封條件。此時在墊片單位面積上的壓緊力。也稱

6、最小壓緊應(yīng)力MPav2、任務(wù)密封比壓：操作時(有內(nèi)壓，壓緊力減小，墊片具有足夠的回彈才干，回復(fù)的變形可以補償螺栓和密封面的變形，此時預(yù)嚴密封比壓下降到正常任務(wù)的最小值 。 MPav3、墊片系數(shù)：操作時(有內(nèi)壓，到達嚴密不漏，墊片上所必需維持的最小比壓與介質(zhì)壓力P的比值。平平面面型型凹凸型凹凸型 榫槽型榫槽型梯梯形形槽槽v優(yōu)點：構(gòu)造簡單、優(yōu)點：構(gòu)造簡單、加工方便，便于防加工方便，便于防腐襯里，腐襯里， 運用廣泛。運用廣泛。v缺陷：密封面與墊缺陷：密封面與墊圈接觸面大，不易圈接觸面大，不易對中，墊圈易伸展，對中，墊圈易伸展，密封性較差。密封性較差。v適用：低壓和無毒適用：低壓和無毒介質(zhì)。介質(zhì)。v凹

7、凸型凹凸型v優(yōu)點：便于對中，優(yōu)點：便于對中，墊圈放在凹面不墊圈放在凹面不易擠出，密封面易擠出，密封面窄比壓大。窄比壓大。v缺陷：加工量大缺陷：加工量大v適用：壓力稍高適用：壓力稍高v榫槽型榫槽型v優(yōu)點：密封面窄，優(yōu)點：密封面窄，不與介質(zhì)接觸，不與介質(zhì)接觸，v缺陷：裝配難，缺陷：裝配難，墊圈不易清理墊圈不易清理v適用：壓力更高，適用：壓力更高，密封要求嚴密封要求嚴v梯形槽：梯形槽：v與橢圓型或八與橢圓型或八角型金屬墊圈角型金屬墊圈配用。配用。v特點：槽的錐特點：槽的錐面與墊圈成線面與墊圈成線或窄面接或窄面接觸密封。觸密封。v適用：溫度、適用：溫度、壓力有動搖，壓力有動搖，介質(zhì)浸透性介質(zhì)浸透性首先

8、必需保證密封可靠，首先必需保證密封可靠，然后力求加工容易，裝配方便、本錢低。然后力求加工容易，裝配方便、本錢低。v墊圈是法蘭銜接的中心，密封效果的好壞主墊圈是法蘭銜接的中心，密封效果的好壞主要取決于墊圈的密封性能。要取決于墊圈的密封性能。v墊圈資料的要求：墊圈資料的要求：v耐介質(zhì)腐蝕、不與操作介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響，耐介質(zhì)腐蝕、不與操作介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響，v不污染產(chǎn)品和環(huán)境，不污染產(chǎn)品和環(huán)境，v具有良好的彈性，具有良好的彈性，v有一定的機械強度和適當(dāng)?shù)娜彳浶?，有一定的機械強度和適當(dāng)?shù)娜彳浶?，v在任務(wù)溫度和壓力下不易蛻變硬化、老化、在任務(wù)溫度和壓力下不易蛻變硬化、老化、軟化。軟化。v壓力容器法蘭及管法蘭

9、采用的密封壓力容器法蘭及管法蘭采用的密封墊圈，根據(jù)所用資料有哪幾種類型？墊圈，根據(jù)所用資料有哪幾種類型？v v1非金屬墊圈：非金屬墊圈： 適用于適用于P6MPa, T6.4MPa, T350度度v資料：軟鋁、鋼、純鐵、軟鋼、鉻鋼和不銹資料：軟鋁、鋼、純鐵、軟鋼、鉻鋼和不銹鋼。斷面有矩形、波紋形、齒形、橢圓形和鋼。斷面有矩形、波紋形、齒形、橢圓形和八角形。八角形。v3金屬金屬非金屬組合墊圈：非金屬組合墊圈：v兼容了前二者的優(yōu)點，提高了耐蝕性、耐熱兼容了前二者的優(yōu)點，提高了耐蝕性、耐熱性和密封性能，適用于較高的壓力和溫度性和密封性能，適用于較高的壓力和溫度v方式：金屬包墊片、金屬纏繞墊片和帶骨架方

10、式：金屬包墊片、金屬纏繞墊片和帶骨架的非金屬墊片。的非金屬墊片。v墊圈的構(gòu)造方式、資料和尺寸，規(guī)范化。墊圈的構(gòu)造方式、資料和尺寸，規(guī)范化。v選擇根據(jù)：介質(zhì)的腐蝕性、操作溫度和壓力，選擇根據(jù)：介質(zhì)的腐蝕性、操作溫度和壓力，v 思索價錢低廉、制造容易和改換方便。思索價錢低廉、制造容易和改換方便。v高溫高壓：金屬墊圈高溫高壓：金屬墊圈v中溫中壓：金屬與非金屬組合式或非金屬中溫中壓：金屬與非金屬組合式或非金屬v中、低壓：多用非金屬中、低壓：多用非金屬v高真空或深冷：金屬墊圈高真空或深冷：金屬墊圈 v1 1壓力容器法蘭：銜接筒體與封頭、筒體與筒體、壓力容器法蘭：銜接筒體與封頭、筒體與筒體、法蘭與管板。法

11、蘭與管板。 v2 2管法蘭：管道之間銜接。管法蘭：管道之間銜接。v思索：兩類法蘭作用一樣，外形一樣，能互換嗎？思索：兩類法蘭作用一樣，外形一樣，能互換嗎？v 為什么？為什么？v思索：兩類法蘭作用一樣，外形一樣，能互換嗎？思索：兩類法蘭作用一樣，外形一樣，能互換嗎？v 為什么？為什么？v答：不能。答：不能。v由于：由于：v壓力容器法蘭的公稱直徑通常是與其銜接的筒體的壓力容器法蘭的公稱直徑通常是與其銜接的筒體的內(nèi)徑；內(nèi)徑；v而管法蘭的公稱直徑是與其銜接的管子的公稱直徑。而管法蘭的公稱直徑是與其銜接的管子的公稱直徑。它既不是管子的內(nèi)徑，也不是管外徑。它既不是管子的內(nèi)徑，也不是管外徑。v因此，二者的銜

12、接尺寸并不等。因此，二者的銜接尺寸并不等。v1 1壓力容器法蘭規(guī)范：壓力容器法蘭規(guī)范：JB4700JB47004707-924707-92v 包括法蘭、墊片、螺栓等包括法蘭、墊片、螺栓等8 8個規(guī)范個規(guī)范v2 2管法蘭管道之間銜接規(guī)范：管法蘭管道之間銜接規(guī)范：v與與“英制管配管系列對應(yīng)的管法蘭規(guī)范有英制管配管系列對應(yīng)的管法蘭規(guī)范有 GB9119.5 9119.14-88 GB9119.5 9119.14-88 國家規(guī)范。英制管管法蘭國家規(guī)范。英制管管法蘭有有1414種。種。v與與“公制管配管系列對應(yīng)的管法蘭規(guī)范是公制管配管系列對應(yīng)的管法蘭規(guī)范是v 化工行業(yè)規(guī)范化工行業(yè)規(guī)范 HG20592 HG

13、2059220635-9720635-97 規(guī)范。公制管管法蘭有規(guī)范。公制管管法蘭有6 6種。種。v1 1平焊法蘭：平焊法蘭：v 甲型平焊法蘭，甲型平焊法蘭， JB4701-92 JB4701-92v 乙型平焊法蘭，乙型平焊法蘭， JB4702-92 JB4702-92v2 2對焊法蘭：對焊法蘭：v 長頸對焊法蘭，長頸對焊法蘭， JB4703-92 JB4703-92v甲型和乙型平焊法蘭的區(qū)別：甲型和乙型平焊法蘭的區(qū)別：v乙型平焊法蘭本身配帶了一個比容器壁厚更厚的圓乙型平焊法蘭本身配帶了一個比容器壁厚更厚的圓筒形短節(jié)，短節(jié)厚度普通不小于筒形短節(jié)，短節(jié)厚度普通不小于16mm16mm，添加了法蘭，

14、添加了法蘭的剛度。因此比甲型平焊法蘭適用的公稱直徑大，的剛度。因此比甲型平焊法蘭適用的公稱直徑大，制定的壓力級別范圍寬且高。制定的壓力級別范圍寬且高。v甲型平焊法蘭：有甲型平焊法蘭：有PN0.25MPaPN0.25MPa，0.6MPa0.6MPa，1.0MPa1.0MPa，1.6MPa1.6MPa四個壓力等級，直徑范圍為四個壓力等級，直徑范圍為DN300DN3002000mm2000mm，溫度范圍溫度范圍2020300C300C。v只限于運用非金屬軟墊片，配有光滑平面和凹只限于運用非金屬軟墊片，配有光滑平面和凹凸凸2 2種密封面。種密封面。v乙型平焊法蘭：有乙型平焊法蘭：有PN0.25MPaP

15、N0.25MPa，0.6MPa0.6MPa，1.0MPa1.0MPa，1.6MPa1.6MPa四個壓力等級中較大直徑范圍，還有四個壓力等級中較大直徑范圍，還有PN2.5MPaPN2.5MPa，4.0MPa4.0MPa兩個壓力等級中較小直徑范圍，兩個壓力等級中較小直徑范圍，適用的全部直徑范圍為適用的全部直徑范圍為DN300DN3003000mm3000mm，溫度范圍，溫度范圍2020350C350C。v可運用非金屬軟墊片、纏繞式墊片、組合式墊片，可運用非金屬軟墊片、纏繞式墊片、組合式墊片，密封面有光滑、凹凸和榫槽密封面有光滑、凹凸和榫槽3 3種密封面。種密封面。v選用根據(jù)：選用根據(jù)：v 公稱直徑

16、是容器及管道規(guī)范化以后的尺寸系公稱直徑是容器及管道規(guī)范化以后的尺寸系列列v 公稱壓力等于法蘭的允許任務(wù)壓力公稱壓力等于法蘭的允許任務(wù)壓力v1 1根據(jù)設(shè)計要求，確定法蘭型式甲、乙、長；根據(jù)設(shè)計要求，確定法蘭型式甲、乙、長；v2 2由型式和任務(wù)溫度，確定資料或由資料定公稱由型式和任務(wù)溫度，確定資料或由資料定公稱壓力；壓力；v3 3由型式和公稱壓力，確定法蘭各部分尺寸和螺由型式和公稱壓力，確定法蘭各部分尺寸和螺柱直徑及個數(shù)；柱直徑及個數(shù)；v4 4由型式和任務(wù)溫度，確定匹配的墊片種類、資由型式和任務(wù)溫度，確定匹配的墊片種類、資料和螺柱及螺母資料、尺寸；料和螺柱及螺母資料、尺寸；v5 5參照各尺寸繪法蘭

17、圖。參照各尺寸繪法蘭圖。l例1l有不斷徑為1200mm的吸收塔，封頭與筒體采用法蘭聯(lián)接，該塔操作溫度為285C，設(shè)計壓力為0.3MPa，材質(zhì)為Q235A。l試選擇規(guī)范法蘭。l根據(jù)吸收塔的直徑和壓力，查表根據(jù)吸收塔的直徑和壓力，查表122壓力容器法壓力容器法蘭分類和規(guī)格范圍可知，甲型平焊法蘭公稱壓力蘭分類和規(guī)格范圍可知，甲型平焊法蘭公稱壓力范圍：范圍：0.251.6MPa，完全可以滿足要求。，完全可以滿足要求。l法蘭資料取與塔體、封頭資料一樣，為法蘭資料取與塔體、封頭資料一樣，為Q235A，查表查表123甲型、乙型平焊法蘭的最大允許任務(wù)壓甲型、乙型平焊法蘭的最大允許任務(wù)壓力，力，JB4700-9

18、2，應(yīng)按公稱壓力，應(yīng)按公稱壓力0.6MPa來查選它來查選它的尺寸。的尺寸。l由于操作壓力不高，由表由于操作壓力不高，由表121墊圈選用表可采墊圈選用表可采用平面型密封面，墊片資料選用石棉橡膠板，查用平面型密封面，墊片資料選用石棉橡膠板，查JB4704-92定出尺寸。標注為：墊片定出尺寸。標注為：墊片12000.6 JB4704-92l法蘭的各部分尺寸可從JB4701-92中查得，并可繪出法蘭圖。l聯(lián)接螺栓為M20，共52個，資料由表125法蘭、螺栓、螺母、資料匹配表查得為35 ，螺母資料為Q235A。l法蘭標志為：法蘭P II 12000.6 JB4701-92v管法蘭有管法蘭有2020多種類

19、型：多種類型：v ( (比容器法蘭的適用比容器法蘭的適用壓力范圍大、受力情壓力范圍大、受力情況復(fù)雜況復(fù)雜) )v 板式平焊、帶頸平焊、板式平焊、帶頸平焊、v 帶頸對焊、承插焊、帶頸對焊、承插焊、v 平焊環(huán)松套板式、平焊環(huán)松套板式、v 翻邊松套式、螺紋法翻邊松套式、螺紋法蘭、蘭、v 對焊凸緣松套法蘭、對焊凸緣松套法蘭、v 整體法蘭等。整體法蘭等。v平面型，凹凸型，榫槽型同容器法蘭平面型，凹凸型，榫槽型同容器法蘭 ，梯形槽和全平面型：梯形槽和全平面型：v1 1確定法蘭類型和密封面型式、管子資料和尺寸；確定法蘭類型和密封面型式、管子資料和尺寸；v2 2再由任務(wù)溫度，確定資料或由資料定公稱壓力；再由任

20、務(wù)溫度，確定資料或由資料定公稱壓力；v3 3再由公稱壓力，確定法蘭各部分尺寸；再由公稱壓力，確定法蘭各部分尺寸；v4 4由型式和任務(wù)溫度，確定匹配的墊片種類、資料由型式和任務(wù)溫度，確定匹配的墊片種類、資料和緊固件資料、尺寸；和緊固件資料、尺寸；v5 5參照各尺寸繪法蘭圖。參照各尺寸繪法蘭圖。v包括：選擇螺栓資料、確定螺栓尺寸和個包括：選擇螺栓資料、確定螺栓尺寸和個數(shù)，螺栓載荷計算。數(shù)，螺栓載荷計算。v計算螺栓載荷：到達預(yù)嚴密封比壓和任務(wù)計算螺栓載荷：到達預(yù)嚴密封比壓和任務(wù)密封比壓。密封比壓。v資料：根據(jù)螺栓載荷、任務(wù)溫度等。普通資料：根據(jù)螺栓載荷、任務(wù)溫度等。普通螺栓資料比螺母資料的硬度高螺栓

21、資料比螺母資料的硬度高30HB30HB以上。以上。v直徑和個數(shù)：銜接螺栓直徑和個數(shù)：銜接螺栓DN M12DN M12，先由規(guī)，先由規(guī)范定個數(shù)，普通為范定個數(shù)，普通為4 4的倍數(shù)，然后由螺栓載的倍數(shù)，然后由螺栓載荷、資料的許用應(yīng)力計算螺栓根徑，再由荷、資料的許用應(yīng)力計算螺栓根徑，再由此定此定DNDN。最后校核螺栓中心距。最后校核螺栓中心距。v1 1、密封原理分為：、密封原理分為：v 1 1強迫密封中低壓：強迫密封中低壓： 把螺栓產(chǎn)生的壓把螺栓產(chǎn)生的壓緊力經(jīng)過法蘭密封面壓緊面?zhèn)魉徒o墊片，緊力經(jīng)過法蘭密封面壓緊面?zhèn)魉徒o墊片，使墊片產(chǎn)生足夠的彈塑性變形，從而將法蘭壓使墊片產(chǎn)生足夠的彈塑性變形，從而將法蘭壓緊面間凹凸不平的縫隙填滿壓實，到達密封的緊面間凹凸不平的縫隙填滿壓實，到達密封的目的。目的。v