壓力容器零部件演示文稿

壓力容器零部件演示文稿當前1頁，總共77頁。（優(yōu)選）壓力容器零部件.當前2頁，總共77頁。1.2壓力容器零部件當前3頁，總共77頁。當前4頁，總共77頁。壓力容器的結構當前5頁，總共77頁。零部件的二個基本參數(shù)對于用鋼板卷制的容器筒體而言，其公稱直徑的數(shù)值等于筒體內徑。當容器筒體直徑較小時，可直接采用無縫鋼管制作時，這時容器的公稱直徑等于鋼管的外徑。管子的公稱直徑（通徑）既不是管子的內徑也不是管子的外徑，而是一個略小于外徑的數(shù)值。公稱直徑（DN）當前6頁，總共77頁。零部件的二個基本參數(shù)

國家標準GB1048將管路元件的公稱壓力分為以下十個等級：0.25MPa、0.6MPa、1.0Ma、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.30MPa、10.0MPa、16.0MPa、25.0MPa。公稱壓力（PN）當前7頁，總共77頁。1.2.1筒體和封頭筒體和封頭是構成壓力容器的兩個最基本元件，工程上絕大多數(shù)壓力容器的筒體均為圓筒形。筒體通常由鋼板卷焊而成或直接采用無縫鋼管。鋼板卷焊而成的壓力容器公稱直徑指的是內徑；直接采用無縫鋼管制作的容器公稱直徑指的是外徑。當前8頁，總共77頁。當前9頁，總共77頁。當前10頁，總共77頁。橢圓形封頭當前11頁，總共77頁。橢球形封頭當前12頁，總共77頁。碟形封頭當前13頁，總共77頁。錐形封頭當前14頁，總共77頁。平板封頭當前15頁，總共77頁。1.2.2法蘭聯(lián)接當前16頁，總共77頁。當前17頁，總共77頁。法蘭聯(lián)接的特點：1、密封可靠：能保證緊密不漏；2、強度高：附加法蘭不削弱整體強度；3、適用面廣：設備和管道均可適用；4、可拆聯(lián)接：可多次重復裝拆；5、經(jīng)濟合理：可批量生產(chǎn)。當前18頁，總共77頁。法蘭聯(lián)接的工作原理：當前19頁，總共77頁。法蘭連接結構型式和標準1）法蘭密封面的型式當前20頁，總共77頁。(a)全平面型壓緊面（Flatface）：柔軟材料墊片，或鑄鐵、搪瓷、塑料等低壓法蘭場合。(b)突出平面型壓緊面（Raisedface）：p≤2.5MPa，加三、四道周向溝槽后，可以提高密封壓力。簡單但不易對中，螺栓力大。(c)凹凸型壓緊面（Male－femaleface）：便于對中，墊片不易被擠出和吹出，p≤6.4MPa(d)榫槽型壓緊面（Tongue－grooveface）：墊片窄，螺栓力小，安裝簡單，不會偏，且少受沖刷和腐蝕。但是結構復雜，更換墊片困難（有小技巧：安裝時在密封墊上涂石墨），適用于易燃易爆和高度或極度危害等重要場合。(e)梯形壓緊面（Trapeziumface）：適用于高溫，壓力較高場合，O形圈、金屬墊圈——八角墊、橢圓墊當前21頁，總共77頁。（a）全平面（b）突面（c）凹凸面（d）榫槽面（e）環(huán)連接面（梯形槽）當前22頁，總共77頁。突出平面型壓緊面當前23頁，總共77頁。凹凸面法蘭連接當前24頁，總共77頁。當前25頁，總共77頁。榫槽面法蘭連接當前26頁，總共77頁。榫槽型密封面當前27頁，總共77頁。梯形槽密封面當前28頁，總共77頁。金屬與金屬的接觸（Metaltometal）控制壓縮墊片－－盡管存在墊片，在螺栓預緊后，法蘭發(fā)生金屬與金屬的接觸主要特點：將墊片壓縮到預定的厚度后，繼續(xù)追加螺栓載荷直到與法蘭接觸。優(yōu)點：a當存在介質應力和溫度波動時，墊片上的密封載荷不發(fā)生變化，以致接頭保持在最佳的泄漏控制狀態(tài)b同時螺栓不承受循環(huán)載荷，減少了發(fā)生疲勞或松脫的危險c減少了法蘭的轉角當前29頁，總共77頁。2）密封面應具備的表面性質：

(b)法蘭密封表面加工紋路：同心圓線或螺旋線前者更好，但不易做到，絕不允許有徑向劃痕。檢修時一定要注意清理密封面殘留物時不能有徑向劃痕。密封面類型Ra/μmminmax全平面、突面、大凹凸面（車削）榫槽面、小凹凸面環(huán)連接面、O形凹面和槽面3.20.80.412.53.21.6(a)有一定的粗糙度管法蘭密封面粗糙度的要求當前30頁，總共77頁。3）法蘭的類型分類方法

用途：容器法蘭和管法蘭；密封面寬窄：寬面法蘭和窄面法蘭；材料：金屬和非金屬，前者又分鋼制、鑄鐵和有色金屬；形狀：圓形、矩形和橢圓形；制造：整體法蘭和焊接法蘭

國際標準化組織頒布標準：ISO7005－1：1992“金屬法蘭—鋼法蘭”，法蘭類型11種。法蘭的種類很多，主要用鋼制圓形窄面法蘭當前31頁，總共77頁。(a)帶（長）頸對焊法蘭

(b)帶頸平焊法蘭

(c)帶頸承插焊法蘭

(d)板式平焊法蘭(e)翻邊環(huán)松套法蘭

(f)螺紋法蘭

(g)平焊環(huán)松套法蘭

(h)法蘭蓋

當前32頁，總共77頁。松套法蘭當前33頁，總共77頁。螺紋法蘭當前34頁，總共77頁。搭接法蘭當前35頁，總共77頁。板式平焊法蘭當前36頁，總共77頁。板式法蘭當前37頁，總共77頁。4）法蘭標準和選用原則容器法蘭和管道法蘭兩種(1)容器法蘭標準壓力容器法蘭JB4700～4707－92JB4700－92壓力容器法蘭分類與技術條件適用范圍：公稱壓力0.25~6.4MPa，工作溫度-20~450℃分類：甲型平焊法蘭，乙型平焊法蘭，長頸對焊法蘭法蘭、墊片、螺柱、螺母材料的匹配當前38頁，總共77頁。容器法蘭公稱直徑：指與法蘭相配的筒體或封頭的公稱直徑。壓力容器的公稱直徑DN：

只要是確定了公稱直徑和公稱壓力，法蘭的尺寸就確定了，不論何種材料。公稱壓力pN：一定溫度和材料的法蘭的最高工作壓力。容器法蘭的公稱壓力是以16Mn在200℃時的最高操作壓力為依據(jù)制訂的。材料和使用溫度不同時，最大允許工作壓力將降低或升高如pN4.0的標準長頸法蘭用16Mn，200℃以下時pmax為4.00MPa，400℃時pmax為3.08MPa；用20鋼，200℃以下時pmax為2.90MPa，400℃時pmax為2.01MPa；15MnMo，200℃以下時pmax為4.27MPa，400℃時pmax為4.00MPa。當前39頁，總共77頁。法蘭分類及系列參數(shù)當前40頁，總共77頁。甲乙型平焊法蘭的最大允許工作壓力當前41頁，總共77頁。甲乙型平焊法蘭的最大允許工作壓力當前42頁，總共77頁。法蘭、墊片、螺柱、螺母材料匹配表當前43頁，總共77頁。長頸對焊法蘭的最大允許工作壓力當前44頁，總共77頁。長頸對焊法蘭的最大允許工作壓力當前45頁，總共77頁。墊片JB4704－92非金屬軟墊片JB4706－92金屬包覆墊片JB4705－92纏繞墊片當前46頁，總共77頁。雙頭螺柱JB4707－92等長雙頭螺柱當前47頁，總共77頁。(2)管道法蘭標準我國最早的化工生產(chǎn)中使用的管道法蘭標準是：HG5006～5026－58，其它JB74～90－59等

1988年頒布國家標準《鋼制管法蘭》GB9112～9131－881991年化工部頒布新標準HGJ44～76－91《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》，這一標準存在與58年標準及國家標準不配套的問題，所以1997年重新修訂HG20592～20635－97。石化標準SH3401～3407－96注意：管法蘭標準制訂了法蘭的壓力－溫度等級，也規(guī)定了不同公稱壓力下法蘭的最大允許工作壓力，與容器法蘭不同的是不管何種材料，其最大允許工作壓力均小于公稱壓力。當前48頁，總共77頁。設備的支座1)、懸掛式支座懸掛式支座通常由兩塊筋板和一塊底板焊接而成當前49頁，總共77頁。當前50頁，總共77頁。支座號型號A、AN、B、BNJB/T4725－92，耳座××如A型、不帶墊板，3號耳式支座，支座材料為Q235A.F標記為：JB/T4725-92，耳座AN3，Q235A.FJB/T4724標準規(guī)定了耳式支座的標記：當前51頁，總共77頁。2)、支腿式支座（1）公稱直徑DN400～1600；（2）圓筒長度L與公稱直徑DN之比L/DN≤5；（3）容器的總高H≤5000mm。

當前52頁，總共77頁。當前53頁，總共77頁。型號A、B支座號JB/TB4724－92，支座××支腿式支座的標記為：如容器公稱直徑DN800，角鋼支柱支腿，不帶墊板，材料為Q235-A.F，支承高度H=800mm。標記為：JB/T4713－92，支腿AN3－800當前54頁，總共77頁。3)、支承式支座（1）公稱直徑DN800～4000；（2）圓筒長度L與公稱直徑DN之比L/DN≤5；（3）容器的總高H≤10m。

當前55頁，總共77頁。型號A、B支座號JB/TB4724－92，支座××支承式支座的標記為：當前56頁，總共77頁。裙座的結構4）裙式支座當前57頁，總共77頁。5）鞍式支座鞍式支座常用于臥式設備。鞍座由一塊底板、一塊豎板和若干塊肋板焊接而成。當前58頁，總共77頁。臥式設備一般采用雙支座，一個Ⅰ型，一個Ⅱ型。其中Ⅰ型的螺栓孔為園孔，Ⅱ型的螺栓孔為長園孔。當前59頁，總共77頁。鞍式支座的位置布置應符合A≤Ri/2和A≤L/2。AL當前60頁，總共77頁。1.2.4設備的開孔1)、設備開孔的裝置設備的管口與凸緣人孔手孔及檢查孔當前61頁，總共77頁。當前62頁，總共77頁。一、補強結構補強結構局部補強整體補強補強圈補強厚壁接管補強整鍛件補強1.2.3設備的開孔當前63頁，總共77頁。（1）補強圈補強結構：補強圈貼焊在殼體與接管連接處，見（a）圖。優(yōu)點：結構簡單，制造方便，使用經(jīng)驗豐富；圖4-37（a）缺點：1）與殼體金屬之間不能完全貼合，傳熱效果差，在中溫以上使用時，存在較大熱膨脹差，在補強局部區(qū)域產(chǎn)生較大的熱應力；2）與殼體采用搭接連接，難以與殼體形成整體，抗疲勞性能差。1.2.3設備的開孔當前64頁，總共77頁。中低壓容器應用最多的補強結構，一般使用在靜載、常溫、中低壓、材料的標準抗拉強度低于540MPa、補強圈厚度小于或等于1.5δn、殼體名義厚度δn不大38mm的場合。應用：HG21506-92《補強圈》，JB/T4736-95《補強圈》標準：1.2.3設備的開孔當前65頁，總共77頁。（2）厚壁接管補強結構：在開孔處焊上一段厚壁接管，見（b）圖。特點：補強處于最大應力區(qū)域，能更有效地降低應力集中系數(shù)。接管補強結構簡單，焊縫少，焊接質量容易檢驗，補強效果較好。圖4-37（b）高強度低合金鋼制壓力容器由于材料缺口敏感性較高，一般都采用該結構，但必須保證焊縫全熔透。應用：1.2.3設備的開孔當前66頁，總共77頁。圖4-37（c）（3）整鍛件補強整體鍛件1.2.3設備的開孔當前67頁，總共77頁。補強金屬集中于開孔應力最大部位，能最有效地降低應力集中系數(shù)；可采用對接焊縫，并使焊縫及其熱影響區(qū)離開最大應力點，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降低10～15%。重要壓力容器，如核容器、材料屈服點在500MPa以上的容器開孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直徑開孔容器等。結構：將接管和部分殼體連同補強部分做成整體鍛件，再與殼體和接管焊接，見（c）圖。優(yōu)點：缺點：鍛件供應困難，制造成本較高。應用：1.2.3設備的開孔當前68頁，總共77頁。二、開孔補強設計準則指采取適當增加殼體或接管厚度的方法將應力集中系數(shù)減小到某一允許數(shù)值。開孔補強設計：開孔補強設計準則彈性失效設計準則——等面積補強法塑性失效準則—極限分析法1.2.3設備的開孔當前69頁，總共77頁。（1）等面積補強定義：殼體因開孔被削弱的承載面積，須有補強材料在離孔邊一定距離范圍內予以等面積補償。原理：以雙向受拉伸的無限大平板上開有小孔時孔邊的應力集中作為理論基礎的，即僅考慮殼體中存在的拉伸薄膜應力，且以補強殼體的一次應力強度作為設計準則。故對小直徑的開孔安全可靠。問題：沒有考慮開孔處應力集中的影響，沒有計入容器直徑變化的影響，補強后對不同接管會得到不同的應力集中系數(shù)，即安全裕量不同，因此有時顯得富裕，有時顯得不足。優(yōu)點：長期實踐經(jīng)驗，簡單易行，當開孔較大時，只要對其開孔尺寸和形狀等予以一定的配套限制，在一般壓力容器使用條件下能夠保證安全，因此不少國家的容器設計規(guī)范主要采用該方法，如ASMEⅧ-1和GB150等。1.2.3設備的開孔當前70頁，總共77頁。帶有某種補強結構的接管與殼體發(fā)生塑性失效時的極限壓力和無接管時的殼體極限壓力基本相同。（2）極限分析補強定義：1.2.3設備的開孔當前71頁，總共77頁。焊接接頭系數(shù)小于1但開孔位置不在焊縫上等等三、允許不另行補強的最大開孔直徑強度裕量接管和殼體實際厚度大于強度需要的厚度接管根部有填角焊縫上述因素相當于對殼體進行了局部加強，降低了薄膜應力從而也降低了開孔處的最大應力。因此，對于滿足一定條件的開孔接管，可以不予補強。1.2.3設備的開孔當前72頁，總共77頁。GB150規(guī)定：在設計壓力≤2.5MPa的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距（對曲面間距以弧長計算）大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑≤89mm時，只要接管最小厚度滿足表4-14要求，就可不另行補強。表4-14不另行補強的接管最小厚度mm6.05.04.03.5897665574845383225接管公稱外徑最小厚度1.2