第9章压力容器通用零部件资料.ppt

第九章 过程设备通用零部件;目 录;设备及零部件标准的最基本参数为：公称直径DN和公称压力PN。;? ;管子的公称直径(公称通径);有缝管的公称直径：;无缝钢管的公称尺寸：;容器零部件的公称直径 ;公称压力;设计时如果选用标准零部件，必须将操作温度下的最高操作压力(或设计压力)调整为所规定的某一公称压力等级(调整方法见第五节)，然后根据DN与PN选定该零部件的尺寸。 如果零件不选用标准零部件，而是自行设计，设计压力就不必符合规定的公称压力。 ;生产工艺要求，或为制造、运输、安装、检修方便，常采用可拆卸的联接结构。 常见的可拆卸结构有： 法兰联接 螺纹联接 承插式联接。;可拆卸联接应确保接口密封的可靠性。 法兰联接强度较好和紧密性，适用尺寸范围宽，设备和管道应用最普遍。 法兰联接不能很快装配与拆卸，制造成本较高。 设备法兰与管法兰均已制定出标准。根据公称直径和公称压力，可以从标准中查到，少量超出标准规定范围法兰，才需进行设计。;一、法兰联接结构与密封原理;通过垫片材料本体毛细管的渗透泄漏，除了受介质压力、温度、粘度、分子结构等流体状态性质影响外，主要与垫片的结构与材料性质有关，可通过对渗透性垫片材料添加某些填充剂进行改良，或与不透性材料组合成型来避免“渗透泄漏”；;界面泄漏;法兰密封的原理扳紧螺栓、压紧垫片、填满缝隙、实现密封;法兰联接的工作原理：;工作状态：内压产生轴向拉伸力，降低了压紧应力。垫片有足够回弹，补偿变形，预紧密封比压值不小于某一值(工作密封比压)，保持良好密封。反之，回弹不足，则此密封失效。 密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定的残余压紧力。螺栓和法兰须有足够大的强度和刚度，不发生过大的变形。;螺栓法兰连接的整个工作过程： 图13-3（a）尚未预紧工况、 （b）预紧工况、 （c）操作工况;（b）预紧工况（无内压） 拧紧螺栓，螺栓力通过法兰压紧面作用到垫片上。垫片产生弹性或屈服变形，填满凹凸不平处，堵塞泄漏通道，形成初始密封条件。 ;通入介质压力上升;防止流体泄漏的基本方法;由以上分析，在确立法兰设计方法时，把预紧工况与操作工况分开处理，从而大大简化了法兰设计。为此，对两个不同的工况分别引进两个垫片性能参数，即“最小压紧应力”或“比压力”y以及“垫片系数”m。;不少生产实践和广泛的 研究表明y和m值还与垫 片尺寸，介质性质、压 力、温度、压紧面粗糙 度等许多因素有关，而 且m与y之间也存在内在 联系。;二、法兰的分类;图9-2 法兰结构类型（整体法兰）;整体法兰;整体法兰;整体法兰;图9-3 法兰结构类型（松式法兰）;活套法兰;螺纹法兰;搭接法兰;松式法兰;（三）任意式法兰;任意式法兰;任意式法兰;任意式法兰;圆形法兰最常见，方形法兰利于管子排列紧凑，椭圆形法兰常用于阀门和小直径的高压管子上。;三、影响法兰密封的因素;㈠ 螺栓预紧力;㈡ 密封面;压力容器和管道中常用的法兰密封面型式和特点：;;2、凹凸面（MFM）;;3、榫槽面(TG);榫槽面法兰连接;4、全平面（FF）与环连接面（RJ）;光滑面;突面压紧面：;5、其他类型密封面;高压管道的透镜式密封;图9-3 双锥密封结构 1-主螺母；2-垫圈；3-主螺栓； 4-平盖；5-双锥环；6-软金属垫片；7-筒体端部；8-螺栓；9-托环 ;㈢ 垫片性能;非金属垫片：;金属与非金属混合制垫片：;金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能，适应的温度与压力范围较高一些。 ;金属垫片：;垫片材料的选择：;§9-2 法兰连接;四、法兰标准及选用;㈠ 压力容器法兰标准 　;1．平焊法兰：;压力容器法兰标准 JB4701－92;§9-2 法兰连接;§9-2 法兰连接;2．对焊法兰 ;平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的两种。 当设备是由不锈钢制作时，采用碳钢法兰加不锈钢衬环，可以节省不锈钢。;3、公称直径与公称压力;法兰公称压力：;公称压力PNO.6MPa法兰，用16MnR制造的，在200℃时，最大允许操作压力0.6MPa。 高于200℃的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa。 低于200℃仍按200℃确定其最高工作压力。;材料改为Q235-A，机械性能比16MnR差，公称压力PN0.6MPa的法兰，200℃操作，最大允许操作压力也低于公称压力。 材料由16MnR改为15MnVR，机械性能优于16MnR，公称压力PN0.6MPa的法兰，在200℃操作时，最大允许操作压力将高于它的公称压力。 只要法兰的公称直径、公称压力确定了，法兰的尺寸也就确定了。;最大允许工作压力的确定：;为操作温度300℃，设计压力0.6MPa的容器选配法兰。 材料15Mn