过程设备机械设计基础：8.2零部件

8.2过程设备通用零部件8.2.1概述8.2.2筒体与封头8.2.3法兰联接8.2.4设备支座8.2.5设备的开孔8.2.6设备的附件8.2.1概述设计时如果选用标准零部件须将工艺条件确定的直径和最高操作压力（或设计压力）调整到符合规定的公称直径和公称压力，然后以公称直径和公称压力为参数，根据标准选用零部件的尺寸。容器零部件标准化的基本参数是公称直径和公称压力。钢板卷制的筒体，公称直径等于内径。无缝钢管制作的筒体，公称直径为钢管外径。封头的公称直径与筒体一致。指标准化以后的标准直径，用符号DN表示，单位为mm。如内径为1000mm的容器公称直径标记为DN1000。1.公称直径DN：1）压力容器的公称直径：

表8-1压力容器的公称直径DN

注：红色的公称直径尽量不采用。封头的公称直径应与筒体保持一致。筒体由钢板卷制而成30035040045050055060065070080090010001100120013001400150016001700180019002000210022002300240026002800300032003400360038004000

筒体由无缝钢管制作159219273325377426

是管子的名义直径，既不是内径，也不是外径，每一公称直径对应一外径，其内径随厚度不同而不同，可以用mm表示，也可以用in表示。见表8-22）管子的公称直径3）其它零部件的公称直径

法兰:与它相配的筒体或管子的公称直径

支座:与它相配的容器的公称直径

其它一些零部件:结构中的某一重要尺

寸，如视镜的视孔直径，填料箱的轴径等指标准化以后的容器和管道的操作压力。以PN表示，单位为MPa要使零部件标准化，仅有公称直径一个参数是不够的，因为工作压力不同，公称直径相同的零部件尺寸是不同的，所以要将容器的零部件所承受的压力分成若干个标准压力等级，这种规定的标准压力等级就是公称压力。2公称压力PN公称压力（PN)：常用的压力等级为0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.0，10MPa等。8.2.2筒体和封头1筒体2封头分类：凸形封头（半球形、椭圆形、碟形）锥形封头（带折边的、无折边的）平板封头筒体通常由钢板卷焊而成或直接采用无缝钢管。查阅筒体的有关标准数据：直径、容积、面积、厚度、重量等。——本体两个基本元件半球形封头常与筒体取相同的厚度，用于大直径半球形封头椭圆形封头标记：椭圆形封头DN1000×10—Q235-AJB/T4737碟形封头碟形封头常用于低压压力容器锥形封头封头标准为J/T4746-2002，标记为：类型代号公称直径×名义厚度—材料牌号标准号平板封头8.2.3法兰联接由一对法兰，若干个螺栓、螺母、一个垫片组成。一结构及工作原理法兰联接的画法法兰联接的画法法兰联接的特点：1、密封可靠：能保证紧密不漏；2、强度高：附加法兰不削弱整体强度；3、适用面广：设备和管道均可适用；4、可拆联接：可多次重复装拆；5、经济合理：可批量生产。法兰联接的工作原理法兰联接的影响因素：螺栓预紧力法兰密封面特征垫片性能法兰刚度操作条件根据法兰与设备或管道连接的整体程度可分为：二、法兰联接的分类焊接法兰活套法兰螺纹法兰平焊法兰对焊法兰活套法兰螺纹法兰三、密封面形式光滑面凹凸面榫槽面梯形槽密封面表8-5用于剧毒介质和压力较高的场合。1）光滑密封面：密封面是一个光滑平面，或在光滑平面上有几条同心圆的V型沟槽。用于介质无毒、压力低、尺寸较小的场合2）凹凸密封面：法兰密封面一个凹面，一个凸面。用于压力较高，介质易燃、易爆、有毒的场合3）榫槽密封面：密封面由一个榫面和一个槽面组成。环密封面：法兰密封面上各有一梯形槽，安装椭圆形或八角金属垫片。用于温度、压力有波动，介质渗透性大的场合。1）金属垫2）非金属垫3）金属－非金属组合垫四、垫片选择垫片的选用直接关系到法兰联接的密封性，选用依据：介质的腐蚀性、温度、压力等。表8-5垫片分类：1）压力容器法兰标准：选用法兰尺寸公称直径公称压力最大操作压力操作温度法兰材料见表9－9真空系统容器法兰选用的公称压力一般应不小于0.6Mpa平焊法兰（图8-5）对焊法兰（图8-5）甲型平焊法兰乙型平焊法兰五、法兰标准：分压力容器标准和管法兰标准。压力容器法兰标准JB4701－92甲型平焊法兰对焊法兰乙型平焊法兰法兰DN为1000mm由于操作压力不高，直径不大，可采用甲型平焊法兰（见表9-10）根据表9－9，PN0.6MPa螺栓材料用Q235-A，螺母用Q235-A(表9-7)根据PN、DN可查表9-10得到法兰尺寸例：为精馏塔配一对连接塔身与封头的法兰，塔内径为1m，操作温度280℃，设计压力0.2MPa，材料Q235-A。解：法兰的公称压力须视法兰的材料和工作温度而定。真空容器，真空度低于88kPg时，公称压力不低于0.6Mpa真空度为88~101kPg时，公称压力不低于1.0Mpa易燃或有毒介质公称压力不低于1.0Mpa,剧毒或强渗透介质，公称压力不低于1.6Mpa2）管法兰标准：HG20592~20635《钢制管法兰、垫片、紧固件》（表9-11）公称压力：HG法兰的标记

a法兰（法兰盖）b－cdefgh

a标准号：按HG标准统一号HG20592b法兰类型代号：按表9－12c法兰公称通径DN(mm)与适用钢管外径系列d法兰公称压力PN，MPae密封面型式代号按表9－13，突面法兰如车制密纹水线，则标记为RF（A）f应由用户提供的钢管壁厚g材料牌号h其它（如表面粗糙度）HG20592法兰PL1200－0.6RFQ235-AHG法兰按下列规定标记：8.2.4设备的支座一、立式容器的支座悬挂式支座支承式支座裙座支座二、卧式容器的支座：鞍座支腿式支座1、悬挂式支座：已有系列标准（JB/T4725）悬挂式支座通常由两块筋板和一块底板焊接而成A、B型带垫板AN、BN型不带垫板标准JB/T4725—19921）根据设备质量算出每个支座需要承担的负荷Q（按两个计算）2）确定支座形式后从表9-15或表9-16按照支座允许负荷大于实际负荷的原则，选出合适的支座选用步骤：标记：JB/T4725-92，耳座AN3，Q235A.F支座号型号A、AN、B、BN

JB/T4725－92，耳座××如：A型、不带垫板，3号耳式支座，支座材料为Q235A.F标记为：JB/T4725-92，耳座AN3，Q235A.F

JB/T4724标准规定了耳式支座的标记：2、支腿式支座（1）公称直径DN400～1600；（2）圆筒长度L与公称直径DN

之比L/DN≤5；（3）容器的总高H≤5000mm。

A、AN型:角钢B、BN型:管钢标准为JB/T4713型号A、B支座号JB/TB4713－92，支座××支腿式支座的标记为：

如容器公称直径DN800，角钢支柱支腿，不带垫板，材料为Q235-A.F，支承高度H=800mm。标记为：JB/T4713－92，支腿AN3－8003、支承式支座（1）公称直径DN800～4000；（2）圆筒长度L与公称直径DN之比L/DN≤5；（3）容器的总高H≤10m。型号A、B支座号

JB/TB4724－92，支座××支承式支座的标记为A型钢板焊制B型钢管制作4裙座圆筒或锥形筒制成5、鞍式支座鞍式支座常用于卧式设备。鞍座由一块底板、一块竖板和若干块肋板焊接而成。已有标准系列（JB/T4712-92）每一公称直径都有A型（轻型）和B型（重型）A型和B型又可分为F型（固定支座）和S型（活动支座）两种。每个容器用两个支座，F型和S型各一个 卧式设备一般采用双支座，一个Ⅰ型，一个Ⅱ型。其中Ⅰ型的螺栓孔为园孔，Ⅱ型的螺栓孔为长园孔。AF 鞍式支座的位置布置应符合A≤Ri/2和A≤L/2。AL8.2.5设备的开孔1）设备的管口与凸缘： 接管插入容器内壁的长度大于或等于1.5δn不小于6mm

管口伸出长度见表8-62）人孔、手孔、检查孔：见表8-73）视镜1.设备开孔的装置8.2.6安全附件安全阀爆破片压力表、液面计、测温仪表1、安全阀作用：当压力超过正常工作压力，能自动打开，介迅速排放，使设备内的压力保持在最高许用压力范围内，保证其处于安全状态。2、爆破片使用场合①容器内的介质易于结晶或聚合，或带有较多的粘性物质，容易堵塞安全阀，或使安全阀的阀芯和阀座粘在一起；②容器的内压由化学反应或其他原因会迅速上升，安全阀难以及时排出所产生的大量气体，且无法及时降压。但不适用于压力剧增，反应速度达到爆轰时的压力容器；③容器内的介质为剧毒或极为昂贵的气体，使用安全阀难以达到防漏要求。3、压力表、液面计和测温仪表压力表选用要求①所选压力表必须与压力容器内的介质相适应；②低压容器使用的压力精度不低于2.5级；中、高压容器使用的压力表精度不应低于1.5级；③压力表盘刻度极限值为最高工作压力的1.5~3.0倍，最好选用2倍，表盘直径不应小于100mm。压力表安装要求①安装位置应便于操作人员观察和清洗，且应避免受到辐射热、冻结或震动的不利影响；②压力表与压力容器之间，应装设三通旋塞或针形阀，三通旋塞或针形阀上应有开启标记和锁紧装置，压力表和压力容器之间不得连接其他用途的任何配件或接管；③用于水蒸汽介质的压力表，在压力表与压力容器之间应装有存水弯管；④用于具有腐蚀性或高粘度介质的压力表，在压力表与压力容器之间应装设能隔离介质的缓冲装置。液位计选用要求①应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度选用；②在安装使用前，低、中压容器用的液面计，应进行1.5倍液面计公称压力的水压试验，高压容器用的液面计，应进行1.25倍液面计公称压力的水压试验；③盛装0℃以下介质的压力容器，应选用防霜液面计；④寒冷地区室外使用的液面计，应选用夹套型或保温型结构的液面计；⑤易燃、毒性程度为极度、高度危害介质的液化气体压力容器，应采用板式或自动液面指示计，并应有防止泄漏的保护装置；⑥要求液面指示平稳时不应采用浮子式液面计。安全