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第四章 容器附件
1、压力容器法兰标准 第四章 压力容器 第二节 容器附件 主要内容: 法兰连接结构与密封结构;法兰标准及选用。 容器支座的类型和其它附件的结构与应用。 开孔补强的原理与方法。 一、 法兰连接 生产工艺要求,或为制造、运输、安装、检修方便,常采用可拆卸的连接结构。 常见的可拆卸结构有: 法兰连接 螺纹连接 承插式连接 (一)法兰连接结构 组合件 连接件强度破坏很少见,多是密封不好而泄漏。设计中要防止介质泄漏。 (二)法兰的分类 1、整体法兰 (1)平焊法兰,制造容易,应用广泛,但刚性较差。 法兰附近筒壁的截面上,将产生附加的弯曲应力。所以平焊法兰适用的压力范围较低(PN4.0MPa)。 平焊法兰的适用范围: 平焊法兰实图 甲型平焊法兰 乙型平焊法兰 (2)对焊法兰 高颈法兰或长颈法兰。 根部增厚的颈提高刚性,厚度比筒体厚,降低根部弯曲应力。 对接焊缝,比平焊法兰的角焊缝强度好,对焊法兰适用于压力、温度较高或设备直径较大的场合。 对焊法兰实图 2、松式法兰 法兰与容器或管道不连接,比整体式连接强度差 法兰盘可用不同材料,用于铜制、铝制、陶瓷、石墨及其非金属材料的设备或管道上。 受力后无附加弯曲应力,只适用于压力较低场合 翻边法兰 松套法兰 3、任意式法兰 整体性介于整体法兰和松式法兰之间。 螺纹法兰和压力容器用乙型平焊法兰均属于任意式法兰。 螺纹法兰 压力容器乙型平焊法兰 按形状分: 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 影响法兰密封的因素主要有: 螺栓预紧力; 密封面型式; 垫片性能; 法兰刚度; 操作条件。 1、 螺栓预紧力 螺栓预紧力是影响密封一个重要因素。 预紧力使垫片压紧并实现初始密封。 预紧力过大则垫片被压坏或挤出。 预紧力通过法兰密封面传递给垫片,良好的密封,必须使预紧力均匀地作用于垫片。 当需要预紧力一定时,采取增加螺栓个数、减小螺栓直径对密封有利 2、密封面 法兰连接密封性能与密封面型式有关,密封面型式选择,主要考虑压力、温度、介质。 压力容器法兰常用的密封结构有三种:平面、凹凸面、榫槽面。 管法兰常用的密封结构有五种:突面、凹凸面、榫槽面、全平面、环连接面。 压力容器和管道中常用的法兰密封面型式和特点: (1)突面(RF) 光滑平面,可车制密纹水线。结构简单,加工方便,便于进行防腐衬里。接触面积大,预紧时垫片容易往两边挤,不易压紧。 (2)凹凸面(MFM) 凸面和凹面相配合,凹面上放置垫片,防止垫片被挤出,适用于压力较高。 (3)榫槽面(TG) 槽中垫片不被挤动。 螺栓力较小。获得良好的密封效果。 结构较复杂,更换垫片较困难。 榫面容易损坏, 适于易燃、易爆、有毒介质及较高压力。 压力不大时,即使直径较大,也能很好密封。 (4)全平面(FF)环连接面(RJ) 全平面密封适合于压力较小的场合(PN≤1.6MPa); 环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上,适用压力范围为(6.3MPa≤PN≤25.0MPa)。 3、垫片性能 垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件。 最常用垫片分为: 非金属 金 属 非金属与金属混合制的垫片 非金属垫片: 橡胶、石棉橡胶、聚四氟乙烯等。 柔软 耐温度和压力性能较金属垫片差。 只适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。 金属与非金属混合制垫片: 金属包垫片和缠绕垫片。 金属包垫片用薄金属板(镀锌薄钢板、0Cr18Ni9等)将非金属包起来; 金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石棉带一起绕制而成。不带定位圈和带定位圈。 金属垫片: 材料一般并不要求强度高,而是要求软韧。 常用是软铝、紫铜、铁(软钢)、蒙耐尔合金(含Ni67%,Cu30%,Cr4~5%)钢等。 主要用于中、高温和中、高压法兰连接密封。 垫片材料的选择: 根据温度、压力以及介质腐蚀决定,同时考虑密封面形式、螺栓力的大小以及装卸要求等。 (四)法兰标准及选用 石油、化工上用的法兰标准有两类, 一类是压力容器法兰标 一类是管法兰标准
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