第六章容器零部件设计.ppt

1．平焊法兰： 2．对焊法兰 长颈对焊法兰有厚度更大的颈，刚性大。 更高压力范围(PN 0.6MPa～6.4MPa)和直径范围(DN300mm～2000mm)，适用温度范围为-20℃～450℃。 乙型平焊法兰中DN 2000mm以下规格包括在长颈对焊法兰的规定范围之内。两者联接尺寸和法兰厚度一样。DN2000mm以下的乙型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代替，以降低成本。 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 根据公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸 压力容器法兰公称直径同压力容器 例如DN 1000mm的压力容器，应当配用DN 1000mm的压力容器法兰。 法兰公称压力： 与最大操作压力、操作温度以及材料有关。 定义：以16MnR在200℃时的机械性能为基准确定法兰尺寸，在200℃时，它的最大允许操作压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力。 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。神纹道 /13/13611/ 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15MnVR按公称压力0.6MPa查取。 材料20R按公称压力1.0MPa查取尺寸。 ㈡ 管法兰标准 同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相同，不能互相代用。 管法兰的型式除平焊、对焊法兰外，还有铸钢法兰、铸铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。 管法兰标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。 GB9119.7-88外，常用标准还有：化工部标准HG20592～HG20602-97；中石化标准SH3406-96等。其中化工部标准中分为欧洲体系、美洲体系等，我国常用的为欧洲体系。 例4-6：塔身与封头的法兰。塔内径1000mm，操作温度280℃，设计压力0.2MPa。Q235-A。 根据操作温度、设计压力和所用材料，应按公称压力为0.6MPa查选尺寸。 压力不高，直径不大，表4-16用甲型平焊法兰、平面密封面，垫片用石棉橡胶板。 法兰的各部尺寸从附录表9中查， 联接螺栓材料Q235-A，M20共36个。 思考题： 1.法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的因素有哪些？ 2.法兰的型式有哪些？各有什么特点？ 3.法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？ 4.常用的垫片材料有哪些？ 作业 ：P331 1、2、3 第六章 容器零部件设计 主要内容： 法兰联接结构与密封原理；法兰标准及选用。神纹道 /13/13611/ 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。 第一节 法兰联接 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。神纹道 /13/13611/ 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 组合件 联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。 法兰密封的原理 预紧力压紧垫片。 压紧应力（垫片密封比压力）到一定数值使垫片变形，密封面上微隙被填满，形成初始密封条件。 密封比压力主要决定于垫片材质。 垫片材质确定后，垫片越宽，为保证比压力，预紧力越大，螺栓和法兰尺寸也越大，所以垫片不应过宽，更不应该把整个法兰面都铺满垫片。 工作状态内压轴向力拉伸，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。 二、法兰的分类 （一）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：