壓力容器的結構及其分類20

1、第八章第八章 化工容器化工容器第一節(jié)第一節(jié) 壓力容器的結構壓力容器的結構 及其分類及其分類復習u1、什么是壓力容器？、什么是壓力容器？u2、什么是薄壁容器？、什么是薄壁容器？u3、工作溫度為、工作溫度為250度的是什么容器？度的是什么容器？u4、無毒的無害的低壓容器、中壓容器、高壓容器、無毒的無害的低壓容器、中壓容器、高壓容器分別屬于第幾類壓力容器？分別屬于第幾類壓力容器？u5、易燃介質(zhì)或毒性程度中度危害介質(zhì)的低壓反應、易燃介質(zhì)或毒性程度中度危害介質(zhì)的低壓反應容器和儲存容器屬于第幾類壓力容器？容器和儲存容器屬于第幾類壓力容器？四、壓力容器的主要零部件 壓力容器由殼體（筒體）、封頭（又稱端蓋）、

2、法壓力容器由殼體（筒體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視鏡等組成。蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視鏡等組成。 1、封頭、封頭 封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個主要封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個主要承壓部件。所起的作用是密封作用。承壓部件。所起的作用是密封作用。 封頭人孔支座筒體管口液位計u封頭的分類：封頭的分類：u主要有：主要有：凸形凸形、錐形錐形、平板形平板形u凸形封頭凸形封頭有：半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭有：半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭、無折邊形球面型封頭、無折邊形球面型封頭u錐形封頭錐形封頭：主要用于容器的下端，便于排放黏度較：主要用于容

3、器的下端，便于排放黏度較高或呈懸浮狀的物料。高或呈懸浮狀的物料。u平板封頭平板封頭：在壓力容器中一般用做人孔及手孔的盲：在壓力容器中一般用做人孔及手孔的盲板。板。封頭（1）半球形）半球形 在同樣的承壓條件下應力最小，故可選用較在同樣的承壓條件下應力最小，故可選用較小的壁厚，節(jié)省材料，強度高。小的壁厚，節(jié)省材料，強度高。（2）橢圓形）橢圓形 在橢圓形封頭中，橢圓曲線是連續(xù)變化的光在橢圓形封頭中，橢圓曲線是連續(xù)變化的光滑曲線，沒有形狀突變處，因此受力情況比較好滑曲線，沒有形狀突變處，因此受力情況比較好，僅次于半球形封頭。，僅次于半球形封頭。 封頭（3）碟形）碟形 制造容易，可以模壓成型。缺點是過渡

4、部分制造容易，可以模壓成型。缺點是過渡部分半徑較小，封頭在該區(qū)域產(chǎn)生較大的附加應力，半徑較小，封頭在該區(qū)域產(chǎn)生較大的附加應力，因而有可能產(chǎn)生周向裂紋。因而有可能產(chǎn)生周向裂紋。（4）無折邊球面形）無折邊球面形 結構簡單，制造容易。常用于分隔封頭或直結構簡單，制造容易。常用于分隔封頭或直徑較小、壓力較低的容器。徑較小、壓力較低的容器。封頭（5）錐形）錐形 主要用于不同直徑圓筒的過渡連接，以及介主要用于不同直徑圓筒的過渡連接，以及介質(zhì)中含有固體顆?；蚪橘|(zhì)黏度較高時容器的下部質(zhì)中含有固體顆粒或介質(zhì)黏度較高時容器的下部出料口。出料口。（6）平板形）平板形 結構簡單，制造容易。受力差，厚度要大。結構簡單，

5、制造容易。受力差，厚度要大。 一般用于常壓或直徑較小的高壓容器上。一般用于常壓或直徑較小的高壓容器上。法蘭連接法蘭連接左上一圖為連接塔節(jié)與塔節(jié)的容器法蘭左上一圖為連接塔節(jié)與塔節(jié)的容器法蘭左上二圖為連接接管的管法蘭左上二圖為連接接管的管法蘭右下一圖為連接封頭與筒體、管箱與筒體的容器法蘭右下一圖為連接封頭與筒體、管箱與筒體的容器法蘭右下二圖為管法蘭右下二圖為管法蘭法蘭連接2、法蘭連接、法蘭連接 法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。接結構。（1）法蘭連接的組成）法蘭連接的組成 一對法蘭、數(shù)個螺栓、螺母和一個一對法蘭、數(shù)個螺栓、螺母和一個墊片組成。墊片組成。 判斷法

6、蘭連接是否失效的準則：判斷法蘭連接是否失效的準則： 能否防止泄露能否防止泄露.法蘭連接2、法蘭連接、法蘭連接 法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。（2）法蘭的結構形式）法蘭的結構形式 法蘭盤、法蘭頸部及容器或接管三者能有效地連接成一整體的結構。 法蘭盤沒有與容器或接管連成整體。 整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間。任意式法蘭任意式法蘭松式法蘭松式法蘭整體法蘭整體法蘭法蘭連接（3）法蘭連接的密封）法蘭連接的密封 1）密封機理）密封機理 法蘭的主要失效形式：泄露法蘭的主要失效形式：泄露 流體在墊片處的泄露形式：滲透泄露、界面泄露。流體在墊片處的泄露形式：滲

7、透泄露、界面泄露。 滲透泄露：流體通過墊片材料的本體毛細管的泄露滲透泄露：流體通過墊片材料的本體毛細管的泄露，除了受介質(zhì)壓力、溫度、黏度、分子結構等流體狀，除了受介質(zhì)壓力、溫度、黏度、分子結構等流體狀態(tài)性能的影響外，主要與墊片的結構和材質(zhì)有關。態(tài)性能的影響外，主要與墊片的結構和材質(zhì)有關。 界面泄露：是指流體從墊片與法蘭接觸面泄露，泄露界面泄露：是指流體從墊片與法蘭接觸面泄露，泄露量的大小主要與界面間隙尺寸有關，是法蘭連接的主量的大小主要與界面間隙尺寸有關，是法蘭連接的主要泄露形式。要泄露形式。 思考思考：管道的法蘭連接處發(fā)生泄漏，：管道的法蘭連接處發(fā)生泄漏，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)金屬墊片受到較嚴重的腐經(jīng)

8、檢查，發(fā)現(xiàn)金屬墊片受到較嚴重的腐蝕，請判斷該種泄漏為何種泄漏？蝕，請判斷該種泄漏為何種泄漏？法蘭連接（3）法蘭連接的密封）法蘭連接的密封 2）影響密封的主要因素）影響密封的主要因素 螺栓預緊力螺栓預緊力：就是在擰螺栓過程中擰緊力矩作：就是在擰螺栓過程中擰緊力矩作用下的螺栓與被聯(lián)接件之間產(chǎn)生的沿螺栓軸心線用下的螺栓與被聯(lián)接件之間產(chǎn)生的沿螺栓軸心線方向的預緊力。方向的預緊力。 墊片性能墊片性能：墊片的變形能力和回彈能力。：墊片的變形能力和回彈能力。 密封面的形式密封面的形式和和表面性能表面性能、法蘭剛度法蘭剛度、操作條操作條件件等。等。法蘭連接（3）法蘭連接的密封）法蘭連接的密封 3）密封面形式）

9、密封面形式 。 法蘭密封面又稱壓緊面。法蘭密封面又稱壓緊面。 常用法蘭密封面的結構、特點及應用見常用法蘭密封面的結構、特點及應用見8-2。 P142 法蘭的密封面形式平面型平面型凹凸面型凹凸面型（1 1）平面型密封面）平面型密封面 密封表面是一個突密封表面是一個突出的光滑平面，有時在平面上車出出的光滑平面，有時在平面上車出2 2條小溝槽。這種密封面條小溝槽。這種密封面結構簡單結構簡單，加工加工方便方便，便于進行防腐襯里。但螺栓上緊，便于進行防腐襯里。但螺栓上緊后，墊圈材料容易往兩側伸展，不易壓后，墊圈材料容易往兩側伸展，不易壓緊，常緊，常用于壓力不高且介質(zhì)無毒的場合用于壓力不高且介質(zhì)無毒的場合

10、。（2）凹凸型密封面 由一個凸面和一個凹面所組成，在凹面上放置墊圈，壓緊時，由于凹面外側有擋臺，墊圈不會擠出來，墊片便于對中，但寬度較大，需較大的螺栓預緊力。凹凸面型凹凸面型（3）榫槽型密封面 密封面由一個榫和一個槽所組成，墊圈放在槽內(nèi)。這種密封面采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度16-25mm，容易獲得良好的密封效果。適用于密封易燃、易爆、有毒介質(zhì)。密封面的凸面部分容易碰壞，運輸與裝拆時都應注意。結構復雜，制造不便。（4）梯形槽密封面壓緊面用于較高壓力場合。密封性能好，耐高溫、高壓，但加工困難。榫槽型密封面榫槽型密封面梯形槽梯形槽法蘭連接（3）法蘭連接的密封）法蘭連接的密封 4）墊片）墊片 。

11、 非金屬墊片非金屬墊片 橡膠墊、石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊和膨脹 (或柔性)石墨墊、耐酸石棉墊普通橡膠墊片：用于低壓和溫度低于100C的水、蒸汽等無腐蝕的介質(zhì)；合成橡膠墊：適用溫度可達220260C；石棉橡膠墊片：使用最廣泛，主要用于溫度低于350C、壓力低于4.0MPa的水、油、蒸汽等介質(zhì)。聚四氟乙烯墊、耐酸石棉墊：處理腐蝕性介質(zhì)。法蘭連接 4）墊片）墊片 。 金屬墊片金屬墊片 金屬墊片具有耐高溫、耐高壓、耐油、耐腐蝕等優(yōu)點。常用的有金屬齒形墊、金屬平墊、金屬環(huán)形墊等。金屬墊片材料一般并不要求強度高，而是要求韌性好。常用的金屬墊材料有軟鋁、鋼、純鐵、軟鋼（08、l0號鋼）、鉻鋼（0Crl3）和

12、不銹鋼(0Crl8Ni9、00Crl7Nil4Mo2） 組合式墊片組合式墊片 增加了回彈性，提高了耐蝕性、耐熱性和密封性能，適用于較高壓力和溫度的場合。常用的組合墊片有金屬包墊片、金屬纏繞墊片和帶骨架的非金屬墊片。纏繞式墊片由金屬薄帶、石棉帶、聚四氟乙烯帶、柔性石棉帶相間纏繞而成。u(4)法蘭標準法蘭標準石油、化工上用的法蘭標準有兩類， 一類是壓力容器法蘭標準一類是壓力容器法蘭標準一類是管法蘭標準一類是管法蘭標準u壓力容器法蘭三種形式：壓力容器法蘭三種形式：u甲型平焊法蘭甲型平焊法蘭u甲型平焊法蘭就是一個截面基本為矩形的圓環(huán)（法蘭盤），它直接與容器的筒體或封頭焊接。制造容易，應用廣泛，但剛性較差。法蘭受力后，法蘭盤的矩形截面發(fā)生微小轉動，與法蘭相聯(lián)的筒壁或管壁隨著發(fā)生彎曲變形。于是在法蘭附近筒壁的截面上，將產(chǎn)生附加的彎曲應力。所以適用于壓力等級較低和筒體直徑較小的范圍。u乙型平焊法蘭與甲型相比是除法蘭盤外增加了一個厚度大于筒體壁厚的短節(jié)。 增加整個法蘭的剛度，又可使容器器壁避免承受附加彎矩。適用于較大直徑和較高壓力的條件。u長頸對焊法蘭是用根部增厚的頸取代了乙型平焊法蘭中的短節(jié)。 頸的存在提高了法蘭的剛性，同時由于頸的根部厚度比筒體厚，所以降低了根部的彎曲應力。此外，法蘭與筒體（或管壁）的聯(lián)接是對接焊縫，比平焊法蘭的角焊