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§10-2法兰联接结构 一、法兰联接的密封原理 1、法兰的密封原理： （1）预紧密封比压： 法兰在螺栓预紧力作用下 ，压紧垫圈，借助于垫圈 的变形，把法兰密封表面 上的凹凸不平处填满，在 垫圈单位面积上的压紧力 称为垫圈的预紧密封比压。 （2）工作密封比压 当设备或管道升压后，螺栓受到进一步的拉伸，法兰密封面沿着彼此分离的方向移动、密封面与垫圈之间压紧力下降，当这一比压下降到某一临界值以下时，介质将发生泄漏。通常将这一临界比压值称为工作密封比压。 要保证法兰密封：实际比压大于垫圈的预紧密封比压。 二、压力容器法兰标准 1、类型 为什么法兰有多种结构型式? 增加与法兰盘联接处器壁(或管壁)的壁厚，既减小法兰加给器壁的弯曲应力，又可增大法兰盘的刚度、减小法兰盘中的弯曲应力。所以法兰的结构形式、除了有直接与器壁焊接的甲型平焊法兰外，还有带有加厚短节的乙型平焊法兰和带有高颈的对焊法兰 。 压力等级较高、筒体直径较大 压力等级较高、筒体直径较大 压力等级较低、筒体直径较小 应用场合 带有高颈 带有加厚短节 直接与器壁焊接 结构 长颈对焊 乙型平焊 甲型平焊 法兰 形式 2、 压力容器法兰的结构 密封面形式 甲型平焊法兰 只有平面行和 凹凸型，乙型 与长颈型三种 密封形式均有 三种类型、 八种结构。 制造法兰的材料： 碳钢、低合金钢 不锈钢容器： 在乙型平焊法兰、长颈对焊法兰内表面加衬一层不锈钢衬里，以节省不锈钢。 3、法兰尺寸只由PN、DN唯一确定而与法兰材料无关 公称直径——与法兰相配的筒体或封头的公称直径。对钢板卷制的圆筒，其公称直径等于它的内径。DN 工程压力——指在规定设计条件下在确定法兰尺寸时所采用的设计压力。PN容器法兰标准中，规定的七个公称压力等级是 0.25 PN，0.6 PN，1.0 PN，1.6 PN，2.5 PN，4 PN，6.4 PN 4、正确使用法兰标准包括： (1)根据工作条件确定法兰结构型式，法兰材料、法兰口、寸及连接螺栓的规格和数量； (2)根据介质性质及法兰的PN、DN确定密封面型式、垫片材质及尺寸； (3)根据所用垫片材质、法兰型式和工作温度，正确选取容器法兰螺柱、螺母材质。 * * * 小结 一、开孔补强结构 1．峰值应力产生的原因 ：截面开孔后，原来作用在被削弱面积上的应力向附近转移，使紧靠开孔边缘处的应力急剧增长。 2、影响峰值应力大小的因素 ： （1）开孔孔径的相对尺寸越大，应力集中越严重 （2）被开孔壳体越小，应力集中越严重 （3）增加接管厚可减少应力集中。 （4）球壳上的应力集中系数小于筒体。 3、应力集中对容器安全使用的影响 若容器内的压力有较大的波动，或有周期性的变化、或容器需频繁的开、停车：金属在高应力作用下产生反复的塑性变形，产生疲劳裂纹。 4、容器上开孔的规定要记住三条 (1)开孔尺寸限制：表10-2 (2)开孔位置的限制 ： 当在椭圆形或碟形封头上开孔时，开孔的边缘(如果有补强圈，则指补强圈的边缘)距封头周边的最小投影距离不得小于0.1Di （3）尽量不要在焊缝上开孔: 如果避不开必须在焊缝上开孔时，则在以开孔中心为圆心，以1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊缝，必须进行100%的探伤。 5、用补强圈补强时应满足： (1)钢材的标准常温抗拉强度бb≤540MPa。 (2)补强圈的外径允许缩小，但补强圈的厚度不得超过壳体或封头名义厚度的1．5倍。 (3)壳体的名义厚度δn≤38mm。 等面积补强计算的原则 原则：处于补强有效区的补强金属截面面积应至少等于或大于被削金属截面面积。 A—被削金属截面面积。 A1—壳体承受内压或外压所需厚度（开孔处）之外的多余金属截面面积。 A2—接管承受内压或外压所需厚度之外的多余金属截面面积。 A3—焊缝截面面积 6、在圆筒、球壳、锥壳凸形封头上开孔时，不另行补强应满足： (1)相邻开孔中心距(曲面间距以弧长计算)不小于两孔直径之和的两倍（2）在名义厚度δn12mm的壳体上，安置DN≤80mm的接管；或在δn≤12mm的壳体上安置DN≤50mm的接管。 (3)容器的设计压力2．5MPa。 (4)不补强接管的外径及其最小壁厚应符合表10—3的规定。 二、法兰的密封原理、压力容器法兰的类型、密封面形式 第二十五次课要求 1、熟悉垫片的类型及应用 2、了解压力容器焊接结构形式会采用合理的焊接结构形式3、掌握压力容器中的焊缝分类 6、压力容器法兰的密封垫片 垫片 类型 非金属软垫片 缠绕垫片 金属包垫片 材料 耐油橡胶板、石棉橡胶板 钢带与石棉或句四伏、聚四氟乙烯、石墨填充带相