第五章 容器零部件

1、第五章 容器零部件（Container Parts）,容器的基本構(gòu)件是殼體，除此之外還有法蘭、支座、接管和人孔等零部件。為了設計制造方便，容器零部件大部分都已標準化。,5.1 法蘭連接（Flange）,考慮到生產(chǎn)工藝要求，制造、運輸、安裝和檢修方便，在筒體與筒體、筒體與封頭、管道與管道、管道與閥門之間，常用可拆卸的法蘭連接形式。,5.1.1 法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封原理 法蘭連接由一對法蘭、墊片和螺栓組成。墊片裝在兩個法蘭之

2、間，法蘭通過聯(lián)結(jié)螺栓壓緊墊片而實現(xiàn)密封。 預緊時，螺栓力通過法蘭作用到墊片上，使墊片變實而消除墊片內(nèi)部的毛細管，同時依靠墊片的彈性和塑性變形來添滿法蘭密封面上凹凸不平的間隙，阻止介質(zhì)通過墊片內(nèi)部毛細孔的滲透性泄漏和墊片與密封面間的界面泄漏。預緊時為了形成初始密封條件，作用在墊片上的最小比壓力稱為墊片的預緊密封比壓。操作時，內(nèi)壓使法蘭密封面趨于分離，作用在墊片上的壓緊力下降，此時壓緊面上仍需要有足夠的壓緊力，才能封住介質(zhì)，工作時墊

3、片上必須維持的壓緊力稱為工作密封比壓。,法蘭密封結(jié)構(gòu),5.1.2 法蘭的結(jié)構(gòu)與分類（Structure and Classification of Flange）一、按法蘭接觸面分：,窄面法蘭（Narrow Face Flange）,寬面法蘭：法蘭與墊片接觸面積位于法蘭螺栓中心圓的內(nèi)外側(cè)。,窄面法蘭：法蘭與墊片的整個接觸面積都位于螺栓孔包圍的圓周范圍內(nèi)。,寬面法蘭（Wide Face Flange）,二、按法蘭與設備或管道的連接方式

4、分為整體法蘭、松套法蘭、螺紋法蘭三類：整體法蘭 法蘭與設備或管道不可拆地固定在一起。適用于壓力和溫度較高的場合。常見的有兩種：,三、墊片性能與選擇（Gasket Performance and Selection）法蘭連接密封中，密封效果在很大程度上取決于墊片的密封性能。對于制作墊片的材料，要求耐腐蝕，不污染操作介質(zhì)，具有一定的彈性，適當?shù)臋C械強度和柔軟性，在溫度的作用下不易變質(zhì)硬化或軟化。最常用的墊片按材料成分分為三類：1

5、、非金屬墊（Non-metallic pad）（JB4704-2000） 常用材料有橡膠、石棉橡膠、聚四氟乙烯等。普通橡膠墊僅用于低壓和溫度低于100℃的水、蒸氣等無腐蝕性介質(zhì)；石棉橡膠主要用于溫度小于等于350 ℃水、油、蒸氣等場合；聚四氟乙烯主要用于腐蝕性介質(zhì)的設備上。2、金屬墊（Metal pad） 高溫高壓時，采用金屬墊，常用材料有鋁、銅、鐵、蒙耐爾合金、不銹鋼等。3、金屬-非金屬組合墊（Metal -

6、Non-metallic combination pad） 常用的組合墊片有金屬包墊片（JB4706-2000）和纏繞墊片（JB4705-2000）。金屬包墊片是石面、石棉橡膠作為芯材，外包鍍鋅鐵片或不銹鋼薄板。纏繞墊是由金屬薄帶和非金屬石棉、石墨等相間纏繞而成。法蘭密封墊片的選擇要考慮操作介質(zhì)的性質(zhì)，壓力和溫度。對于高溫高壓和高真空或深冷溫度下的情況，一般采用金屬墊片；中溫、中壓可采用金屬-非金屬組合墊；低壓情況多采用

7、非金屬墊片。墊片的幾何尺寸包括厚度和寬度。內(nèi)壓較高時，宜選較厚、較窄的墊片。,二、管法蘭標準（Pipe Flange）管法蘭是壓力容器和設備與管道連接的標準件和通用件。1、管法蘭標準目前國際上管法蘭標準主要有兩大體系，即歐洲體系（以DIN標準為代表）和美洲體系（以美國ASME標準為代表）。凡同一體系內(nèi)，管法蘭標準的連接尺寸和密封面尺寸可以匹配。我國同時采用這兩種體系，分別為HG20592~20614-97（歐洲體系）標準和HG

8、20615~20635-97（美洲體系）標準。,2、管法蘭類型和類型代號,5.2 容器支座（Container Bearing）,容器的支座用來支撐容器的重量，并將其固定在需要的位置上。在某些情況下，支座還要承受操作時設備的振動、地震力及風載荷等。支座按容器自身的型式分為臥式容器支座和立式容器支座。,一、臥式容器支座（Horizontal Container Bearing）臥式容器支座型式有鞍座、圈座和支腿式支座。鞍式支座：由

9、腹板、筋板、底板和墊板組成。鞍式支座應用最為廣泛，常見的臥式容器和大型貯槽、熱交換器等多采用鞍座。圈座：增加了筒體的剛度，適用于大型薄壁容器及真空容器。支腿式支座：適用于重量不大的小型臥式容器。,臥式容器支座,鞍座標記方法：,標記例：JB/T4712-92 鞍座A2600-S表示公稱直徑為2600mm的輕型滑動鞍座,2、支承式支座通常作為高度不大的直立設備的支撐，支座焊在設備的下部封頭上。典型的支承式支座由筋板、底板和墊板組

10、成，有時也可用鋼管制成。支承式支座的標準號為JB/T4724-92，可根據(jù)設備的公稱直徑DN選取標準支座。,支承式支座,3、腿式支座由支柱、墊板、蓋板和底板組成，支柱采用角鋼或鋼管制作，支座與容器的連接位于筒體的下側(cè)。這種支座適用于小型直立設備的支承。標準號為JB/T4713-92，可根據(jù)設備的公稱直徑DN選取標準支座。,腿式支座,5.4 容器的開孔補強（Container Opening and Reinforcement）,壓

11、力容器由于開孔，在孔邊附近的局部區(qū)域，應力會達到很大的數(shù)值。這種局部的應力增長現(xiàn)象，叫做“應力集中”。由于應力集中，殼體局部的強度受到削弱，因此在設計時必須考慮采取適當?shù)难a強措施，即開孔補強。一、允許不另行補強的最大開孔直徑容器的開孔并不是都要補強。當殼體開孔滿足下述全部要求時，可不另行補強：（1）設計壓力p≤2.5 MPa；（2）兩相鄰開孔中心距（對曲面間距以弧長計算）應不小于兩孔直徑之和的兩倍；（3）接管外徑≤89mm；

12、（4）接管最小厚度滿足下列要求。,接管最小厚度 （mm）,（2）局部補強面積的計算：應使有效補強區(qū)內(nèi)的補強金屬截面積等于或大于開孔削弱的金屬截面積A。對于內(nèi)壓容器的圓筒、球殼和橢圓形、碟形等封頭對于外壓容器式中d為開孔直徑，mm；S為殼體開孔處的計算厚度，mm；Set為接管有效厚度，mm；fr為強度削弱系數(shù)，等于設計溫度下接管與殼體材料許用應力之比，當該比值大于1時，取1。在有效補強區(qū)域范圍內(nèi)，可作為有效補強的金屬面積有以下

13、幾部分：1）筒體或封頭承壓所需計算厚度之外的多余面積2）接管承壓所需計算厚度之外的多余面積3）在補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3若 ，則開孔不需另加補強。若 ，則需另加補強，所需補強面積為：,HW（4/12）名詞解釋：寬面法蘭、窄面法蘭、整體法蘭、松套法蘭、螺紋法蘭、平焊法蘭、對焊法蘭、法蘭密封原理、預