第二章高压容器试卷.ppt

* 第四节 高压容器的密封结构与设计计算 一、高压密封的结构形式 这是一种使用得最早的自紧式高压密封结构。 (七) 伍德密封 平盖是一个可上下浮动的端盖8，安装时先放入容器顶部，放入楔形密封垫2，再放入由四块拼成一个圆圈的便于嵌入筒体顶部凹槽的四合环4，用螺栓将四合环位置固定，放入牵制环5，由牵制螺栓7将浮动端盖吊起压紧楔形垫，可起预紧作用。压力升高后载荷加到浮动端盖上，压力愈高，垫圈的压紧比压愈大，密封愈可靠。 伍德密封的特点是： 自紧式，压力和温度的波动不影响密封可靠性； 取消了主螺栓，筒体与锻件尺寸大大减小，装拆的劳动强度比主螺栓的密封结构，特别比平垫密封的低得多。 缺点是结构笨重，零件多，加工也麻烦。 * 第四节 高压容器的密封结构与设计计算 一、高压密封的结构形式 三角垫、B形环、八角垫与椭圆垫密封 (八) 其他形式的自紧密封 这些都是特殊形式的密封垫，见下图。 三角垫和B形环依靠工作介质的压力使密封圈径向压紧，从而产生自紧作用。 它们的结构都比较精细，接触面小，加工要求高， B形环要求在密封槽内有一定的过盈量，使制造与装配的要求都大大提高。 B形环密封在石油工业中较早采用，从中低压到高压以至在较高温度下都有较可靠的密封性能，但自紧作用较小。金属的八角垫及椭圆垫是炼油与加氢装置中习惯采用的密封结构，简单可靠。 * 第四节 高压容器的密封结构与设计计算 一、高压密封的结构形式 由于高压管道在现场安装，对连接的尺寸精度不可能过高，常出现强制连接的情况，带来很大的附加弯矩或剪力。高压管道的连接结构设计应给予特殊的考虑。 (九) 高压管道密封 采用球面金属垫，形成球面与锥面之间的线接触密封。能自动适应两连接管道不直的情况，即自位性好，线接触处可得到较高密封比压，密封可靠。如图所示，将管端加工成B＝20o的锥面作为密封面，垫圈则为带有两个球面的透镜式垫圈，用软钢制成，或用原管道材料车削而成。 管道与法兰不用焊接，螺纹连接，法兰对管道的附加弯曲应力很小，当安装管道不同心不直时法兰对管道的附加弯矩大为减小。 * 一、厚壁筒的弹塑性应力分析 二、超高压容器的自增强处理 三、超高压容器的材料 第五节 超高压容器 * 超高压容器是什么： 在化学工业、石油化学工业、粉末冶金和新型食品杀菌等领域超过100MPa压力称为“超高压”，而把100MPa以上承载的压力容器称为超高压容器，现代工业和食品行业用超高压容器大多在100MPa—1000MPa。 * 超高压容器分类： 单体式超高压容器： 单层整锻式超高压容器在厚壁容器中采用最早、应用最为广泛。单体式超高压容器整体锻造出的筒体质量较好，特别适合焊接性能较差的高强钢所制造的超高压容器。 热套式超高压容器： 热套式超高压容器筒体结构可利用套合预应力，改善筒体内应力的分布不均匀性，提高材料利用率。这种结构还可以抑制裂纹在层间的扩展，一定程度上保障设备的安全。 缠绕式超高压容器： 绕丝式超高压容器的筒体是一种组合筒体，它可以通过控制缠绕的拉力而实现器壁中的应力均匀化，这比热套筒体中控制过盈量更方便，也比热套筒体容易制作，同时，绕丝筒体还具有选材容易、重量轻、安全可靠等优点。 管式超高压容器： 超高压管式反应器采用的是直径为25 ～ 50mm、长度为210～1000 mm 的细长管子，以前自增强处理在超高压容器方面用得较多的也是管式反应器。 * 第五节 超高压容器 超高压容器所受压力极高，应力水平很高，轴对称结构的受力情况较好，为便于制造，采用圆筒形结构。所用钢材的强度级别较高，不适合焊接，多采用锻造式结构。常见的超高压筒体的结构有如下几种： 单层式厚壁容器。有整体锻造筒体和单层自增强筒体。 多层缩套容器(有过盈配合的)。有双层缩套、多层缩套以及缩套加自增强处理的筒体。 绕丝式筒体(利用筒外多层绕丝增厚的)。有绕丝式筒体体和绕丝式框架。 剖分式筒体。在内外筒之间夹有剖分式的扇形块以分离主应力，外筒是缩套在扇形块上的。 压力夹套式容器。系在同心的内外筒之间的夹套环隙内注入压力可控的液体，可使内筒的应力得到夹套压力的平衡而提高内筒的操作压力。 * 第五节 超高压容器 一、超高压容器的自增强处理 (一)自增强原理 自增强是将厚壁筒在使用前进行大于工作压力的超压处理，形成预应力使工作时壁内应力趋于均匀。 超压时形成塑性层和弹性层。卸压后，塑性层有残余应变，弹性层受到残余应变的阻挡也恢复不到原来的位置，两层之间形成相互作用力。塑性层中形成残余压应力，弹性层中形成残余拉应力，在筒壁中形成了预应力。 厚壁筒自增强处理的一种方法是液压法，采用超高压的液压泵对已密闭的厚壁筒进行加压使内层筒壁发生塑性变形。 另一种是机械式挤压法。用冲头或