壓力容器設(shè)計之三-法蘭與補強教學(xué)課件

壓力容器設(shè)計之三——法蘭與補強16、人民應(yīng)該為法律而戰(zhàn)斗，就像為了城墻而戰(zhàn)斗一樣。——赫拉克利特17、人類對于不公正的行為加以指責(zé)，并非因為他們愿意做出這種行為，而是惟恐自己會成為這種行為的犧牲者?！乩瓐D18、制定法律法令，就是為了不讓強者做什么事都橫行霸道?！獖W維德19、法律是社會的習(xí)慣和思想的結(jié)晶?！小の椤ね栠d20、人們嘴上掛著的法律，其真實含義是財富。——愛獻生壓力容器設(shè)計之三——法蘭與補強壓力容器設(shè)計之三——法蘭與補強16、人民應(yīng)該為法律而戰(zhàn)斗，就像為了城墻而戰(zhàn)斗一樣?！绽死?7、人類對于不公正的行為加以指責(zé)，并非因為他們愿意做出這種行為，而是惟恐自己會成為這種行為的犧牲者?！乩瓐D18、制定法律法令，就是為了不讓強者做什么事都橫行霸道?！獖W維德19、法律是社會的習(xí)慣和思想的結(jié)晶?！小の椤ね栠d20、人們嘴上掛著的法律，其真實含義是財富?！獝郢I生四、密封裝置設(shè)計螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)及密封設(shè)計高壓密封結(jié)構(gòu)螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)螺栓法蘭連接的密封條件1、預(yù)緊工況---初始密封條件墊片比壓力（y）----在預(yù)緊工況下，形成初始密封條件時墊片單位面積上所受的最小壓緊力。要求預(yù)緊工況下，墊片單位面積上的壓緊力不小于y，否則介質(zhì)會發(fā)生泄漏。

2、操作工況---工作密封條件操作密封比壓----操作時，為保證密封，墊片單位面積上必須維持的壓緊力，通常取m倍的計算壓力（mPC）。

保證密封的條件預(yù)緊時，法蘭密封面上的比壓不低于預(yù)緊密封比壓y工作時，法蘭密封面上的比壓不低于操作密封比壓，即m倍的介質(zhì)計算壓力

影響密封的因素螺栓預(yù)緊力

法蘭剛度壓緊面形式和加工質(zhì)量

墊片性能

操作條件

密封性設(shè)計（壓緊面、墊片、螺栓）

法蘭標(biāo)準(zhǔn)簡介

法蘭強度計算方法簡介螺栓法蘭連接設(shè)計壓緊面形式

平面形、O形、波形、齒形、八角形、橢圓形等

①非金屬墊片

常用材料：石棉橡膠板、橡膠板、聚四氟乙烯、合成纖維、石墨等。②金屬墊片

常用材料：銅、鋁、低碳鋼、不銹鋼、合金等。③組合式墊片包括：金屬包墊片；纏繞式墊片；帶骨架的非金屬墊片等。

墊片形狀墊片類型墊片墊片斷面形式①

要有全面的觀念，綜合考慮溫度、壓力、介質(zhì)、壓緊面形式等方面要求，其中溫度和壓力是影響密封的主要因素，也是選擇墊片的主要依據(jù)。②在保證密封的前提下，盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、便于安裝和更換的墊片。③依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，重視實踐經(jīng)驗。

墊片選用表（表4-10）

墊片選擇原則1、預(yù)緊工況

Fa=πDGbyDG---墊片計算直徑

b---墊片有效密封寬度螺栓載荷Wa=Fa2、操作工況

FP=2πDGbmPC

螺栓載荷WP=F+FP

=+2πDGbmPC

螺栓載荷螺栓設(shè)計預(yù)緊工況：操作工況：取Am=max＜Aa，AP＞螺栓直徑螺栓間距的限制螺栓是法蘭密封連接中的重要元件，對其基本要求是強度要高、韌性要好。①螺母更換比螺栓容易，且螺母價廉，所以要求螺栓材料的強度比螺母高。②為避免螺栓和螺母咬死或膠合，要求螺栓材料的硬度比螺母高HB30以上。③對于t≤-20℃的螺栓，要求選用低合金鋼，并進行夏比V形缺口低溫沖擊試驗。

螺栓材料法蘭類型JB4700~4707-2000《壓力容器法蘭》GB9112~9125HG20592~20635-1997《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》JB/T74~90*

一對相配的法蘭必須選用同一標(biāo)準(zhǔn)法蘭公稱直徑（DN）

—與法蘭相配的筒體、封頭或管子的公稱直徑。法蘭公稱壓力（PN）

—指定材料的法蘭在指定溫度下的最大工作壓力。*

兩個體系間不能互相配用注意法蘭強度計算方法簡介應(yīng)力分析模型法蘭強度校核條件：

1、工作可靠，在正常壓力和溫度波動范圍內(nèi)均能保證密封。2、結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝拆、維修方便。3、密封元件能耐介質(zhì)腐蝕且價格便宜。1、金屬密封元件2、窄面或線接觸密封3、自緊或半自緊密封高壓密封的基本要求高壓密封的基本特點高壓密封結(jié)構(gòu)特點：●強制式密封●采用窄面金屬墊片●主螺栓直徑大適用范圍：t≤200oCDi≤1000mm平墊密封優(yōu)點：●螺紋套筒代替主螺栓，承載能力大，裝拆方便?！?/p>

預(yù)緊螺栓直徑小缺點：螺紋套筒可能銹蝕而拆卸困難。（螺紋套筒可用主螺栓代替）適用范圍：大直徑、高壓力卡扎里密封雙錐密封g的大小錐環(huán)剛度錐環(huán)尺寸預(yù)緊力的大小

1、結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便、密封可靠。2、半自緊密封，主螺栓直徑較小。3、壓力和溫度波動時也能保證良好密封。適用范圍：P=6.4~35MPat=0~400oCDi=400~2000mm雙錐密封雙錐密封特點

1、全自緊式密封，壓力和溫度的波動不會影響密封可靠性。2、取消了主螺栓，使筒體端部尺寸減小。

零件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。優(yōu)點缺點伍德密封C形環(huán)密封O形環(huán)密封其它密封結(jié)構(gòu)環(huán)形內(nèi)腔可增加墊片彈性和自緊作用，補償溫度波動對密封的影響。

1、透鏡墊和錐形密封面線接觸，密封容易。2、管道可小范圍偏轉(zhuǎn)，自位性好。3、松式法蘭，管道所受附加力矩小。特點高壓管道密封1、改善密封接觸表面2、改進墊片結(jié)構(gòu)3、采用焊接密封元件提高高壓密封性能的措施平墊密封螺栓法蘭密封設(shè)計計算螺栓載荷計算雙錐密封1、預(yù)緊載荷分析（1）壓緊墊片所需螺栓力代入幾何關(guān)系：（2）消除徑向間隙g所需螺栓力2、操作載荷分析（1）內(nèi)壓對平蓋的軸向力（2）徑向擴張力的軸向分力hh（3）回彈力的軸向分力h五、開孔和開孔補強設(shè)計★強度削弱

★不連續(xù)應(yīng)力

★局部應(yīng)力

★焊接缺陷和殘余應(yīng)力

開孔接管部位的應(yīng)力集中允許不另行補強的最大開孔直徑開孔最大直徑的限制有效補強范圍δntC1+2C2Cδt△δetBdi+2Ch1h2δ△Cδeδn（一）開孔削弱的面積內(nèi)壓圓筒或球殼外壓圓筒或球殼平蓋（開孔直徑d≤0.5Di時）（二）補強金屬面積殼體接管焊縫補強圈面積補強圈厚度T接管方位橢圓形封頭當(dāng)開孔位于以封頭中心為中心80%封頭內(nèi)直徑的范圍內(nèi)時:在此范圍以外開孔時，δ按橢圓封頭壁厚式計算。蝶形封頭當(dāng)開孔位于封頭球面部分內(nèi)時:在此范圍以外開孔時，δ按碟形封頭壁厚式計算。56、書不僅是生活，而且是現(xiàn)在、過去和未來