第5章 高压容器

1、第五章高压容器5.1 高压容器的总体结构与选材要求第5章 高压容器5.1.1 高压容器的总体结构及特点 高压容器是由圆筒体、筒体端部、平盖或半球形封头、密封元件以及一些附件组成。总体结构如图5-1所示。 高压容器的形状多为轴对称 高压容器筒体的结构复杂。 高压容器的开孔直径小 高压容器的密封结构形式多，要求高 高压容器广泛采用高强度钢制造 第5章 高压容器5.1.1 高压容器的总体结构及特点5.1 高压容器的总体结构与选材要求特点 5.1 高压容器的总体结构与选材要求第5章 高压容器5.1.2 高压容器的选材要求选择具有较高屈服极限的材料来制作筒体1材料选择时必须考虑使用温度的影响2要求材料的

2、冲击韧性较高3高温、高压下的氢脆、应力腐蚀和硫化氢等介质腐蚀4要求钢材具有良好的塑性和韧性5适合厚壁容器使用的低合金高强度钢65.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.1 单层整体式（1）整体锻造式圆筒整体锻造式是高压容器制造中最早采用的一种结构形式，其制造方法是：先铸钢锭，切去钢锭两头品质不良的部分，将钢锭锻造成圆柱形，再加热，用心轴锻造内壁，使内壁大致达到需要尺寸，退火消除内应力并降低硬度，然后内外壁进行切削加工，使其成形。如图5-3所示5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.1 单层整体式（2）单层卷焊式圆筒 这种结构与中低容器的制造方法基本相同，是将厚

3、钢钣（厚度达120mm）加热至700900后，在大型卷板机上卷成圆筒，然后焊接纵缝即得筒节。再通过焊接环缝将筒节组对成需要长度的筒体。5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.1 单层整体式（3）锻焊式圆筒这种结构的圆筒是在整体锻造式基础上发展起来的。如图5-4所示。5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.1 单层整体式（4）无缝钢管式圆筒 用厚壁无缝钢管也可制造单层的厚壁圆筒，但厚壁无缝钢管的最大直径不超过500mm ，所以不能用来制造大直径的厚壁圆筒。以上这些单层厚壁容器有一个共同的缺点，即应力沿壁厚不是均匀分布的，故材料没有得到充分的利用。随着壁厚的增加

4、，制造也显得越来越困难，使得单层厚壁容器的制造与使用受到限制。5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（1）多层包扎式圆筒多层包扎式圆筒是由内筒和多层钢板包扎成的层板组成。如图5-5、图5-6所示。 5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（2）多层热套式圆筒5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（3）多层焊缝错开式圆筒5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（4）多层绕板式圆筒5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（4）多层绕板式

5、圆筒图5-11和图5-12所示是多层绕板式圆筒筒节制作过程和卷制过程。 5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（5）多层绕带式圆筒 钢带的起始端与内筒的端部焊牢，每层钢带按多头螺纹绕制，且每层钢带互相为左右螺旋错开，并使带层为偶数，避免筒壁产生附加扭矩，如图5-13所示。带层既受环向力又受轴向力。缠绕过程如图5-14示意。5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（6）螺旋绕板式圆筒 这种圆筒与扁平钢带式圆筒在结构上无实质区别，只是缠绕在内筒外的钢板比扁平钢带式的要宽许多。5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.

6、2 多层组合式（6）螺旋绕板式圆筒各种结构的高压圆筒特点比较，见表5-1。5.2 高压容器筒体的主要结构形式第5章 高压容器5.2.2 多层组合式（6）螺旋绕板式圆筒续表5.3 高压容器的零部件第5章 高压容器5.3.1 高压容器的封头 高压容器封头使用较广泛的有平盖和半球形封头两种形式。不可拆平盖与筒体焊接，结构有锻制平盖和锻制紧缩口封头，如图5-16和图5-17所示。5.3 高压容器的零部件第5章 高压容器5.3.1 高压容器的封头 可拆卸平盖与筒体一般采取螺栓和螺母连接，平盖也兼作法兰盖与筒体端部连接，高压容器多将开孔设置在平盖上，结构如图5-18所示。5.3 高压容器的零部件第5章 高

7、压容器5.3.2 高压容器的筒体端部筒体端部结构如图5-19所示5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.1 高压容器的密封原理及类型（1）高压容器的密封原理高压容器在连接处不仅要保证连接强度，还要保证连接结构密封不泄漏。如图5-20所示，高压容器的密封原理与中、低压容器的密封原理基本相似，防止流体在密封面处泄漏的基本途径是在密封处增加流体流动的阻力。5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.1 高压容器的密封原理及类型（2）高压容器密封结构的类型强制式密封1自紧式密封2半自紧式密封35.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.2 高压容器常用的密封结构5.4.2.1 强

8、制式密封结构（1）平垫密封只适用于温度不高的中小型高压容器。5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.2 高压容器常用的密封结构5.4.2.1 强制式密封结构（2）卡扎里密封 卡扎里密封有三种形式：外螺纹卡扎里密封，内螺纹卡扎里密封，改良卡扎里密封，如图5-22所示。5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.2 高压容器常用的密封结构5.4.2.2 自闭式密封结构（1）伍德密封 如图5-23所示，拧紧牵制螺栓使顶盖（堵头）与压垫、压垫与筒体端部间产生密封预紧力。5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.2 高压容器常用的密封结构5.4.2.2 自闭式密封结构（2）楔形密封此密封属于塑性垫轴向自紧密封，结构见图5-24。5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.2 高压容器常用的密封结构5.4.2.2 自闭式密封结构（3）C形环密封C形环密封属轴向自紧密封，如图5-25所示。5.4 高压容器的密封结构第5章 高压容器5.4.2 高压容器常用的密封结构5.4.2.2 自闭式密封结构（4）金属O形