壓力容器設(shè)計(jì)之三-法蘭與補(bǔ)強(qiáng)教學(xué)課件

壓力容器設(shè)計(jì)之三——法蘭與補(bǔ)強(qiáng)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(lèi)對(duì)于不公正的行為加以指責(zé)，并非因?yàn)樗麄冊(cè)敢庾龀鲞@種行為，而是惟恐自己會(huì)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(qiáng)者做什么事都橫行霸道?！獖W維德19、法律是社會(huì)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(shí)含義是財(cái)富?！獝?ài)獻(xiàn)生壓力容器設(shè)計(jì)之三——法蘭與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器設(shè)計(jì)之三——法蘭與補(bǔ)強(qiáng)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(lèi)對(duì)于不公正的行為加以指責(zé)，并非因?yàn)樗麄冊(cè)敢庾龀鲞@種行為，而是惟恐自己會(huì)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(qiáng)者做什么事都橫行霸道?！獖W維德19、法律是社會(huì)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(shí)含義是財(cái)富。——愛(ài)獻(xiàn)生四、密封裝置設(shè)計(jì)螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)及密封設(shè)計(jì)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(shí)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(huì)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(shí)，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(jì)算壓力（mPC）。

保證密封的條件預(yù)緊時(shí)，法蘭密封面上的比壓不低于預(yù)緊密封比壓y工作時(shí)，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(jì)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(jì)（壓緊面、墊片、螺栓）

法蘭標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

法蘭強(qiáng)度計(jì)算方法簡(jiǎn)介螺栓法蘭連接設(shè)計(jì)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(lèi)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(jiǎn)單、價(jià)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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(jì)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(jì)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(duì)其基本要求是強(qiáng)度要高、韌性要好。①螺母更換比螺栓容易，且螺母價(jià)廉，所以要求螺栓材料的強(qiáng)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(duì)于t≤-20℃的螺栓，要求選用低合金鋼，并進(jìn)行夏比V形缺口低溫沖擊試驗(yàn)。

螺栓材料法蘭類(lèi)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(duì)相配的法蘭必須選用同一標(biāo)準(zhǔn)法蘭公稱(chēng)直徑（DN）

—與法蘭相配的筒體、封頭或管子的公稱(chēng)直徑。法蘭公稱(chēng)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(gè)體系間不能互相配用注意法蘭強(qiáng)度計(jì)算方法簡(jiǎn)介應(yīng)力分析模型法蘭強(qiáng)度校核條件：

1、工作可靠，在正常壓力和溫度波動(dòng)范圍內(nèi)均能保證密封。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，裝拆、維修方便。3、密封元件能耐介質(zhì)腐蝕且價(jià)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(diǎn)高壓密封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：●強(qiáng)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(diǎn)：●螺紋套筒代替主螺栓，承載能力大，裝拆方便。●

預(yù)緊螺栓直徑小缺點(diǎn)：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(jiǎn)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(dòng)時(shí)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(diǎn)

1、全自緊式密封，壓力和溫度的波動(dòng)不會(huì)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(diǎn)缺點(diǎn)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(bǔ)償溫度波動(dòng)對(duì)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(diǎn)高壓管道密封1、改善密封接觸表面2、改進(jìn)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(jì)計(jì)算螺栓載荷計(jì)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(duì)平蓋的軸向力（2）徑向擴(kuò)張力的軸向分力hh（3）回彈力的軸向分力h五、開(kāi)孔和開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)★強(qiáng)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(kāi)孔接管部位的應(yīng)力集中允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑開(kāi)孔最大直徑的限制有效補(bǔ)強(qiáng)范圍δntC1+2C2Cδt△δetBdi+2Ch1h2δ△Cδeδn（一）開(kāi)孔削弱的面積內(nèi)壓圓筒或球殼外壓圓筒或球殼平蓋（開(kāi)孔直徑d≤0.5Di時(shí)）（二）補(bǔ)強(qiáng)金屬面積殼體接管焊縫補(bǔ)強(qiáng)圈面積補(bǔ)強(qiáng)圈厚度T接管方位橢圓形封頭當(dāng)開(kāi)孔位于以封頭中心為中心80%封頭內(nèi)直徑的范圍內(nèi)時(shí):在此范圍以外開(kāi)孔時(shí)，δ按橢圓封頭壁厚式計(jì)算。蝶形封頭當(dāng)開(kāi)孔位于封頭球面部分內(nèi)時(shí):在此范圍以外開(kāi)孔時(shí)，δ按碟形封頭壁厚式計(jì)算。56、書(shū)不僅是生活，而且是現(xiàn)在、過(guò)去和未來(lái)