第12章法兰容器零部件2014-6-11案例.ppt

第十二章 容器零部件 §12.1 法兰连接 §12.2 容器支座 §12.3 容器的开孔补强 §12.4 容器附件 §12.1法兰连接 可拆连接必须满足的基本要求 （1）有足够的刚度 （2）有足够的强度 （3）能耐腐蚀 （4）成本低廉 （5）拆卸安装便捷 使用角度分类 压力容器法兰：筒体与封头、筒体与筒体或封头与管板之间连接的法兰。 管法兰：管道与管道之间的连接法兰。 左上一图为连接塔节与塔节的容器法兰左上二图为连接接管的管法兰右图为管法兰 法兰的用途 法兰密封原理 预紧密封比压： 螺栓预紧，密封面之间的垫片压紧。密封面上由机械加工形成的微隙被填满，形成初始密封条件。这个压紧应力叫垫片密封比压力（MPa）。密封比压力主要决定于垫片材质。 垫片越宽，为保证应有的比压力，垫片所需的预紧力就越大，从而螺栓和法兰的尺寸也要求越大，垫片不应过宽，更不应该把整个法兰面都铺满垫片。 工作密封比压： 当设备或管道在工作状态时，介质内压形成的轴向力使螺栓被拉伸，法兰密封面彼此分离，密封面与垫片之间的压紧应力降低。垫片回弹，补偿螺栓和密封面的变形，而使预紧密封比压值至少降到不小于某一值(这个比压值称为工作密封比压)，则法兰密封面之间能够保持良好的密封状态。 反之，垫片的回弹力不足，预紧密封比压下降到工作密封比压以下，甚至密封处重新出现缝隙，则此密封失效。因此，为了实现法兰联接处的密封，必须使密封组合件各部分的变形与操作条件下的密封条件相适应，即使密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定的残余压紧力。 二、法兰的结构与分类 3、压力容器法兰的标记 带颈平焊法兰 带颈对焊法兰  支座是承受容器和固定容器不可缺少的部件，在某些场合下还要承受操作时的振动，地震载荷，以及户外的还要承受风载荷。 支座一般分为两大类：卧式容器支座和立式容器支座。 卧式容器支座：分为三种：鞍座、圈座和支腿 鞍座：应用最泛，卧式贮槽和热交换器上应用较广； 圈座：大直径薄壁容器和真空操作的容器，或支承数多于两个时，采用圈座比鞍座受力好； 支腿：小型卧式容器，为使结构简化采用支腿。 双鞍式支座 1．受力 最大剪力：鞍座处 最大弯矩：筒体中心处 所以，危险截面出现在两支座中心处和鞍座处。 2．鞍座的最佳位置—A≤0.2L且尽可能使A≤0.5Ri 3．标准 A——轻型，都是120°包角，都有垫板 B——重型，有120°和150°两种包角，有带垫板的，也有不带垫板的。 具体标记方法如下 二、立式容器支座 中小型直立容器：耳式支座、腿式支座、支承式支座 高大的塔设备：裙式支座 （一）耳式支座 特点：由筋板和支脚板组成，广泛用于中、小型立式设备，一般这些容器的高径比不大于5，总高度不大于10m; 优点：简单轻便；缺点：对器壁产生较大局部应力。 分类：分A型（短臂）和B型（长臂），都可带垫板或不带垫板（AN、BN）；B型支座有较宽安装尺寸，故当设备外面有保温层或者将设备直接放在楼板上时，用B型。 标记： 第三节 容器的开孔补强 一、设备开孔的装置 设备的管口 设备与管道的联接，设备上测量、控制仪表这安装，都需要开孔，也是接管的接口； 在设备上焊好接管后，需要考虑它的长度（150~200mm），便于安装、拆卸等。 人孔、手孔: 属于一个部件，由公称压力、公称直径确定形状。有椭圆形、长圆形、圆形（常用） 二、开孔应力集中现象及原因 1、开孔应力集中现象：容器开孔后在孔边附件的局部地区，应力会达到很大的数值，这种局部的应力增长现象，叫做应力集中。在应力集中区域的最大应力值，称为应力峰值。 2、产生原因： 开孔削弱了器壁材料，破坏了原有应力分布并引起应力集中； 壳体与接管连接处形成结构不连续应力； 壳体与接管的拐角处因不等截面过渡面引起应力集中。 这样会引起附加弯曲应力，导致的应力集中是原有基本应力的数倍，加上其它载荷作用，开孔接管结构在制造过程中又不可避免产生缺陷和残余应力， 使开孔和接管的根部成为压力容器出疲劳破坏和脆性裂口的薄弱部位，因此需要采取一定的补强措施。 三、开孔补强设计的原则与补强结构： (一)补强设计原则： 1.等面积补强法的设计原则 2.塑性失效补强原则 (二)补强形式： 内加强平齐接管 外加强平齐接管 对称加强凸出接管 密集补强 (三)补强结构 1，补强圈补强结构： 优点：制造方便、造价低，使用经验成熟，常用于中、低压容器。 缺点：会有应力集中，温差应力，抗疲劳能力差。 (三)补强结构 2，补强元件补强： 图b~e将接管或壳体开孔附近需要加强的部分，做成加强元件，然后再与接管和壳体焊在引起。 (三)补强结构 3，整体补强结构： 图f，g 增加壳