6章教案容器零部件.ppt
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1、1,6.1 法兰连接 5.1.1.法兰连接结构与密封原理 1.连接结构:,第六章 压力容器零部件设计,2,法兰连接结构(外观),3,法兰连接结构(剖开看),4,2.法兰密封原理,法兰密封面泄漏的原因: 密封垫表面与法兰密封面之间有空隙,或截面内有毛细管泄漏通道。 密封面两侧介质有压差推动力。 从法兰密封连接过程看其密封原理: (1)安装过程拧紧螺栓,垫片被压紧(垫内毛细管被切断;消除了与法兰密封面之间的空隙)。 垫片单位面积上所受的压紧力,称为垫片密封比压。 当垫片密封比压达到某一值时,便具备了初始密封条件,此时的比压称为预紧密封比压。,5,(2)工作条件下介质压力和温度均升高。,螺栓被拉伸,
2、法兰变形,法兰密封面相对有分离趋势。致使垫片比压下降。 垫片回弹,补偿或部分补偿了法兰分离的位移。 此时的残余比压若不小于某一值(称为工作密封比压),仍可保持良好密封状态。否则,将发生泄漏。,6,看看法兰连接的工作过程,7,6.1.2.法兰分类,1.整体法兰法兰与设备或管道不可拆卸。 1)平焊法兰板式平焊法兰,带颈平焊法兰,8,板式平焊管法兰,2).对焊法兰,9,2.松套法兰,平焊环松套板式,翻边松套板式,10,3.螺纹法兰 法兰与设备或管道之间以螺纹连接。,11,6.1.3 影响法兰密封的因素,因素1.螺栓预紧力 大小合适。 垫片受力均匀。螺栓采取小直径多数量(四的倍数)。 对称拧紧的方法。
3、,12,因素2.法兰密封面形式,13,因素3. 垫片性能,垫片密封面的塑性变形能力 实现初始密封; 垫片材料及结构的回弹能力 提高工作状态下的残余密封比压。 耐腐蚀能力。 力学性能,尤其抗高温蠕变能力。 工作温度下的变质硬化或软化性。,14,看看垫片压缩回弹性能试验,15,垫片类型:,16,17,18,19,20,21,因素4.法兰的刚度 法兰在外力作用下抵抗变形的能力。 刚度小受力後变形大,垫片受力不均,易泄漏。,法兰受力:,思考:法兰将如何变形?,22,法兰变形1:,法兰轴向翘曲变形,23,法兰变形2,法兰环向翘曲变形,24,如何提高 法兰刚度?,增加法兰厚度; 减小螺栓力与垫片力作用点间
4、距离; 增大法兰盘外径; 螺栓数量要足够。,25,因素五.操作条件,压力高介质泄漏的推动力大。 温度高 介质的粘度低,渗透性强,容易泄漏; 介质的腐蚀性能增强; 法兰、螺栓及垫片易发生蠕变,垫片比压下降; 非金属垫片易发生老化,丧失塑性。 温度压力联合作用,并且反复波动,垫片容易发生“疲劳” 失效。,26,6.1.4 法兰标准,1.压力容器法兰标准,1)甲型平焊法兰,27,2)乙型平焊法兰,3)长颈对焊法兰,28,压力容器法兰的选用,确定法兰连接尺寸的基本参数: 公称压力(PN)和公称直径(DN)。 .公称直径的确定: 管法兰与相联接管子的公称直径相同; 压力容器法兰 板卷筒体,与相联接筒体的
5、公称直径相同; 无缝钢管作筒体,与相联接无缝管的公称直径相同。,29,法兰公称压力的确定:,.公称压力的确定: 基准:以16MnR在 200时的力学性能为基准确定法兰尺寸系列。 即基准条件下,法兰的最大允许操作压力为该法兰的公称压力。,30, 确定压力容器法兰PN JB4700-92(见书P156,P329),(1).压力容器法兰材质为20R,300 时设计压力为1.0MPa。其公称压力应该为多少? (2)管法兰材质为Q235-A,选用PN=0.6MPa,问300时能否承受0.4MPa的工作压力?,判断一下:,31,压力容器法兰设计步骤:,(1)确定DN; (2)根据法兰材质、工作温度和最高工
6、作压力,确定PN; (3)由PN,DN确定法兰形式及连接尺寸、螺栓尺寸及数量。 (4)根据介质工作温度、工作压力确定密封面及垫 片类型; (5)确定螺栓、螺帽材质; (6)绘制草图。,32,2.管法兰,管法兰标准: 1)HG205922063597 钢制管法兰、垫片、紧固件 2)GB91129123 钢制管法兰 注:压力容器安全技术监察规程推荐1)。,33,a.板式平焊,HG20592-97 管法兰类型:,b.带颈对焊法兰,34,c.带颈平焊,d.承插焊,e.平焊环松套板式,f.翻边松套板式,35,g.螺纹法兰,方法兰,椭圆形法兰,h.法兰盖,36,例题为一台精流塔配一对连接塔身与封头的法兰。
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