章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備

6.1法蘭連接5.1.1.法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封原理1.連接結(jié)構(gòu)：第六章壓力容器零部件設(shè)計(jì)1章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!法蘭連接結(jié)構(gòu)（外觀）2章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!法蘭連接結(jié)構(gòu)（剖開(kāi)看）3章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!（2）工作條件下——介質(zhì)壓力和溫度均升高。——螺栓被拉伸，法蘭變形，法蘭密封面相對(duì)有分離趨勢(shì)。致使墊片比壓下降?！獕|片回彈，補(bǔ)償或部分補(bǔ)償了法蘭分離的位移。此時(shí)的殘余比壓若不小于某一值（稱為工作密封比壓），仍可保持良好密封狀態(tài)。否則，將發(fā)生泄漏。4章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!6.1.2.法蘭分類1.整體法蘭——法蘭與設(shè)備或管道不可拆卸。1）平焊法蘭——板式平焊法蘭，帶頸平焊法蘭5章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!2.松套法蘭平焊環(huán)松套板式翻邊松套板式6章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!6.1.3影響法蘭密封的因素因素1.螺栓預(yù)緊力——大小合適。墊片受力均勻。螺栓采取小直徑多數(shù)量(四的倍數(shù)）。對(duì)稱擰緊的方法。7章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!因素3.墊片性能墊片密封面的塑性變形能力——實(shí)現(xiàn)初始密封；墊片材料及結(jié)構(gòu)的回彈能力——提高工作狀態(tài)下的殘余密封比壓。耐腐蝕能力。力學(xué)性能，尤其抗高溫蠕變能力。工作溫度下的變質(zhì)硬化或軟化性。8章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!墊片類型：9章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!10章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!11章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!因素4.法蘭的剛度——法蘭在外力作用下抵抗變形的能力。剛度小——受力後變形大，墊片受力不均，易泄漏。法蘭受力：思考：法蘭將如何變形？12章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!法蘭變形2法蘭環(huán)向翹曲變形13章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!

因素五.操作條件壓力高—介質(zhì)泄漏的推動(dòng)力大。溫度高—介質(zhì)的粘度低，滲透性強(qiáng)，容易泄漏；—介質(zhì)的腐蝕性能增強(qiáng)；—法蘭、螺栓及墊片易發(fā)生蠕變，墊片比壓下降；—非金屬墊片易發(fā)生老化，喪失塑性?！囟葔毫β?lián)合作用，并且反復(fù)波動(dòng)，墊片容易發(fā)生“疲勞”失效。14章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!2）乙型平焊法蘭3）長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭15章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!公稱壓力PN

法蘭材質(zhì)最大允許工作壓力(MPa)-20~200℃300℃350℃

0.6Q235-A0.40.330.30

16MnR0.60.510.4915MnVR0.650.630.6法蘭公稱壓力的確定：②.公稱壓力的確定：基準(zhǔn)：以16MnR在200℃時(shí)的力學(xué)性能為基準(zhǔn)確定法蘭尺寸系列。

即基準(zhǔn)條件下，法蘭的最大允許操作壓力為該法蘭的公稱壓力。16章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!壓力容器法蘭設(shè)計(jì)步驟：（1）確定DN;（2）根據(jù)法蘭材質(zhì)、工作溫度和最高工作壓力，確定PN；（3）由PN,DN確定法蘭形式及連接尺寸、螺栓尺寸及數(shù)量。（4）根據(jù)介質(zhì)工作溫度、工作壓力確定密封面及墊片類型；（5）確定螺栓、螺帽材質(zhì)；（6）繪制草圖。17章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!a.板式平焊HG20592-97管法蘭類型：b.帶頸對(duì)焊法蘭18章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!g.螺紋法蘭方法蘭橢圓形法蘭h.法蘭蓋19章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!4.確定密封面形式及墊片。查表6-1，確定采用平形密封面，墊片采用耐油橡膠石棉墊。墊片尺寸由相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定。表6-3給出參考寬度值：20mm。5.確定螺栓螺帽材質(zhì)。由相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)查得。表6-6給出參考值：螺栓螺母均為Q235-A。6.繪草圖。螺栓M20,36個(gè)20章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!1).支座反力計(jì)算每一支座的反力：F=mg/2式中mg——設(shè)備總重。2).筒體軸向彎矩哪里較大？◎支座處(2-2截面）彎矩為負(fù)，橫截面的上部受拉，下部受壓◎兩支座中間處（1-1截面）：彎矩為正——橫截面上部受壓，下部受拉。筒體受壓處可能出現(xiàn)何種破壞形式？方向如何？21章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!4).筒體軸向應(yīng)力的驗(yàn)算判據(jù)：B值得計(jì)算：1）由Rm和Se計(jì)算A:2）由A，依據(jù)材料線求B值；3）如A在材料線左側(cè)，由下式計(jì)算：22章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!材質(zhì)：墊板—與筒體相同，其它---Q235-A.F。23章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!6).鞍座的位置——A的確定：A≤Do/4,且不大于0.2L。最大不大于0.25L。L——封頭赤道圓（切點(diǎn)）間的距離。A——赤道圓至支座中心線間的距離。思考：在施工圖上，L,A標(biāo)注在赤道圓上，可否？24章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!6.3容器的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)6.3.1.容器開(kāi)孔應(yīng)力集中現(xiàn)象開(kāi)孔處出現(xiàn)應(yīng)力集中，應(yīng)力集中系數(shù)為：K=σ實(shí)際/σ膜其大小為多少？見(jiàn)平板開(kāi)孔試驗(yàn)測(cè)試：實(shí)測(cè)結(jié)果：K≈3即應(yīng)力集中點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力大約為膜應(yīng)力的3倍。25章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!若須補(bǔ)強(qiáng)的接管較多，可采取增加殼體壁厚的辦法，也稱為整體補(bǔ)強(qiáng)。（2）加強(qiáng)元件結(jié)構(gòu)（3）整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)26章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!6.3.3.等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法1.開(kāi)孔有效補(bǔ)強(qiáng)范圍及補(bǔ)強(qiáng)面積的計(jì)算

等面積補(bǔ)強(qiáng)——補(bǔ)強(qiáng)的金屬量等于或大于開(kāi)孔所削弱的金屬量。圖上看，應(yīng)該考慮的截面是強(qiáng)度削弱較大的截面——軸（縱）向截面的面積：27章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!

等面積補(bǔ)強(qiáng)，縱截面上的投影面積要滿足下式：

A1+A2+A3≥AA1—?dú)んw的貢獻(xiàn)（有效壁厚減去計(jì)算壁厚部分）；A2—接管的貢獻(xiàn)（有效壁厚減去計(jì)算壁厚部分）；A3—焊縫金屬截面積;A—?dú)んw上需要補(bǔ)強(qiáng)的截面積。（表6-20P179）28章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!2.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)步驟：（1）確定殼體及接管的計(jì)算壁厚S和St,C、C2以及d；（2）確定有效寬度B和高度h1

、h2；（3）計(jì)算A1、

A2、A3和A；（4）比較Ae

(=A1+A2+A3)與A，若Ae

≥A,則無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)，否則，須補(bǔ)強(qiáng)。（5）計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)另加補(bǔ)強(qiáng)面積A4≥A-Ae

。注意：●補(bǔ)強(qiáng)板厚度和材質(zhì)一般與殼體相同；●補(bǔ)強(qiáng)板外徑一般與B值相同。29章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!6.4容器附件1.鑄造接管30章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!6.水平吊蓋人孔31章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!8.不帶頸視鏡32章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!2.法蘭密封原理法蘭密封面泄漏的原因：●密封墊表面與法蘭密封面之間有空隙,或截面內(nèi)有毛細(xì)管——泄漏通道?！衩芊饷鎯蓚?cè)介質(zhì)有壓差——推動(dòng)力。從法蘭密封連接過(guò)程看其密封原理：（1）安裝過(guò)程——擰緊螺栓,墊片被壓緊（墊內(nèi)毛細(xì)管被切斷；消除了與法蘭密封面之間的空隙）。墊片單位面積上所受的壓緊力，稱為墊片密封比壓。當(dāng)墊片密封比壓達(dá)到某一值時(shí)，便具備了初始密封條件，此時(shí)的比壓稱為預(yù)緊密封比壓。33章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!看看法蘭連接的工作過(guò)程34章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!板式平焊管法蘭2）.對(duì)焊法蘭35章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!3.螺紋法蘭

——法蘭與設(shè)備或管道之間以螺紋連接。36章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!因素2.法蘭密封面形式37章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!看看墊片壓縮回彈性能試驗(yàn)38章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!39章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!40章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!41章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!法蘭變形1:法蘭軸向翹曲變形42章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!如何提高—增加法蘭厚度；—減小螺栓力與墊片力作用點(diǎn)間距離；—增大法蘭盤(pán)外徑；—螺栓數(shù)量要足夠。43章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!6.1.4法蘭標(biāo)準(zhǔn)1.壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)1）甲型平焊法蘭44章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!壓力容器法蘭的選用確定法蘭連接尺寸的基本參數(shù)：——公稱壓力（PN）和公稱直徑（DN)。①.公稱直徑的確定：

◎管法蘭—與相聯(lián)接管子的公稱直徑相同；◎壓力容器法蘭—·板卷筒體，與相聯(lián)接筒體的公稱直徑相同；·無(wú)縫鋼管作筒體，與相聯(lián)接無(wú)縫管的公稱直徑相同。45章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!③確定壓力容器法蘭PN—JB4700-92(見(jiàn)書(shū)P160,161,P331)（1）.壓力容器法蘭材質(zhì)為20R，300℃時(shí)設(shè)計(jì)壓力為1.0MPa。其公稱壓力應(yīng)該為多少？(P160)（2）管法蘭材質(zhì)為Q235-A,選用PN=0.6MPa，問(wèn)300℃時(shí)能否承受0.4MPa的工作壓力？(查得值為0.36,董大勤)判斷一下：46章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!2.管法蘭管法蘭標(biāo)準(zhǔn)：1）HG20592~20635——97

?鋼制管法蘭、墊片、緊固件?2）GB9112~9123?鋼制管法蘭?注：?壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程?推薦1）。47章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!c.帶頸平焊d.承插焊e.平焊環(huán)松套板式f.翻邊松套板式48章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!例題為一臺(tái)精流塔配一對(duì)連接塔身與封頭的法蘭。塔的內(nèi)徑為1000mm,操作溫度為280o，設(shè)計(jì)壓力為0.2MPa。塔體材質(zhì)為Q235-B。介質(zhì)無(wú)腐蝕性及其他危害。解：1.確定DNDN=1000mm（板卷筒體）。2.確定PN法蘭材質(zhì)也采用Q235-BR,根據(jù)操作溫度（280°C）及設(shè)計(jì)壓力（0.2MPa)，查溫度/壓力表（JB4700-92),得PN=0.6(MPa)(P160)。3.由DN和PN，查尺寸標(biāo)準(zhǔn)JB4701-92,確定連接尺寸及螺栓的規(guī)格數(shù)量(P335)。螺栓M20,36個(gè)49章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!6.2容器支座作用：支撐容器的重量；固定位置。6.2.1臥式容器支座種類：——鞍座——圈座——支腿雙鞍式支座50章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!3).筒體的軸向應(yīng)力計(jì)算在跨距中點(diǎn)：載荷——介質(zhì)壓力，彎矩。在支座處：當(dāng)A≤Rm/2時(shí)，封頭有支撐作用，保持筒體的圓形，保證了局部剛度?！啊鄙喜繛樨?fù)，“+”下部為正。51章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!5）雙鞍式支座的結(jié)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn)（1）結(jié)構(gòu)52章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁(yè)!（2）鞍座標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)記鞍座分為輕型（A）和重型（B）（BⅠ~BⅤ）。固定式——F型；活動(dòng)式——S型。標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：JB/T4712-92.鞍座標(biāo)記：JB/T4712-92鞍座[型號(hào)][公稱直徑]-[F或S]例如：DN2600的輕型鞍座標(biāo)記為JB/T4712-92鞍座A2600-FJB/T4712-92鞍座A2600-S53章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁(yè)!6.2.2立式容器支座1.耳式支座2.裙座3.懸掛式支座4.支撐式支腳54章教案容器零部件化工機(jī)械與設(shè)備共62頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁(yè)!6.3.2.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)原則與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)1.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)原則：——等面積補(bǔ)強(qiáng)。即規(guī)定局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積必須等于或大于開(kāi)孔減去的殼體截面積。（1）補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)●材質(zhì)厚度一般與殼體相同；●補(bǔ)強(qiáng)圈要與殼體、接管很好地焊接，以同時(shí)受力?！裱a(bǔ)強(qiáng)板上有一個(gè)M10