压力容器零部件.ppt

1、第2节压力容器零件、1.2.1气缸和缸盖、1.2.4设备开口、1.2.5设备安全附件、1.2.2法兰连接、1.2.3设备支架、1.2压力容器零件、压力容器结构、零件的两个基本参数和钢板卷制容器筒体的公称直径当容器筒体直径小时，可以直接使用无缝钢管，然后容器公称直径等于钢管外径。管道的公称直径(尺寸)既不是管道的内径也不是外径，而是略小于外径的值。标称直径(DN)是零件的两个基本参数，国家标准GB1048将管道部件的标称压力分为以下十个等级：0.25兆帕、0.6兆帕、1.0兆帕、1.6兆帕、2.5兆帕、4.0兆帕、6.3兆帕、10.0兆帕、16.0兆帕和25.0兆帕.1.2.1气缸和气缸盖是压力

2、容器的两个最基本的部件，在工程中的大多数压力容器中都是圆柱形的。钢瓶通常用钢板焊接，或者直接使用无缝钢管。钢板卷焊接压力容器的公称直径是指内径；直接由无缝钢管制成的容器的公称直径是指外径。椭圆形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头、1.2.2法兰连接、法兰连接特点：1、密封可靠：能保证密封性和无泄漏；2.高强度：附加法兰不会削弱整体强度；3.适用范围广：设备和管道均可使用；4.可拆卸连接：可多次重复组装和拆卸；5.经济合理：可批量生产。法兰连接的工作原理：法兰连接的结构类型和标准，1)法兰密封面的类型，(a)平面：由软材料制成的垫片，或铸铁、搪瓷、塑料等低压法兰。凸面：压力 2.5兆帕。添加三

3、个或四个圆周槽后，密封压力可以增加。简单但不容易居中，螺栓力大。(c)公母面：便于对中，垫片不易被挤压和吹出，p6.4MPa (d)榫槽面：垫片窄，螺栓力小，安装简单，不会偏离，不易腐蚀。但是，结构复杂，更换垫片困难(有一个小技巧：安装时在垫片上涂石墨)，适用于易燃、易爆、高度或极度危险等重要场合。(e)梯形面：适用于高温和高压场合，O型圈，金属垫片-八角垫，椭圆形垫，(a)全平面，(b)凸面，(c)凹凸面，(d)榫槽面，(e)环连接面(梯形槽)，金属对金属接触，控制压缩垫片-尽管有垫片，法兰在螺栓预紧后进入金属对金属接触。主要特点是：将垫片压缩到预定厚度后，继续增加螺栓载荷，直至接触法兰。优

4、点：a .当有介质应力和温度波动时，垫片上的密封载荷不变，使接头保持在最佳的泄漏控制状态；b .同时，螺栓不承受循环载荷，降低了疲劳或松动的风险；c .减少法兰的转角；2)密封面的表面性质：(b)法兰密封面的加工线：同心圆或螺旋线较好，但很难做到，不允许有径向划痕。在维护过程中，必须注意清洁密封面上的残留物时不应有径向划痕。有一定的粗糙度，要求管道法兰密封面的粗糙度；3)法兰类型、分类方法及应用：容器法兰和管道法兰；密封面的宽度和宽度：宽法兰和窄法兰；材料：金属和非金属，前者分为钢、铸铁和有色金属；形状：圆形、长方形和椭圆形；制造：整体法兰和焊接法兰，国际标准化组织标准：ISO 7005-1:

5、 1992“金属法兰-钢法兰”，有11种法兰类型。法兰有很多种，主要是钢制圆形窄面法兰，(一)带(长)颈的焊接法兰，(二)颈平焊接法兰，(三)颈承插焊接法兰，(四)平板平焊接法兰，(五)翻边环松套法兰，(六)螺纹法兰，(七)平焊接环松套法兰，(八)法兰盖，松套法兰和螺纹法兰有两种容器法兰和管道法兰，(一)容器法兰标准，压力容器法兰JB 4700 4707-92。 JB 4700-92压力容器法兰分类及技术条件，适用范围：公称压力0.25 6.4兆帕，工作温度-20450分类：A型平焊法兰，B型平焊法兰，长颈焊法兰压力容器的公称直径DN:只要公称直径和压力确定，法兰的尺寸将确定，与材料无关。 公

6、称压力pN:在一定温度和材料下法兰的最高工作压力。容器法兰的标称压力基于200时16Mn的最大工作压力。当材料和使用温度不同时，最大允许工作压力会降低或增加。例如，pN4.0的标准长颈法兰使用16Mn，pmax为200以下4.00MPa，3.08MPa400时；在20钢的情况下，pmax在200以下为2.90兆帕，在2.01兆帕；在400时。15毫摩尔，200以下最大压力为4.27兆帕，400时为4.00兆帕。法兰分类和系列参数，A型和B型平焊法兰的最大允许工作压力，法兰、垫片、螺柱和螺母材料的匹配表，长颈焊接法兰的最大允许工作压力，长颈焊接法兰的最大允许工作压力，垫片，JB 4704-92非

7、金属软垫片，JB 4706-92金属涂层垫片，JB 4772螺柱，JB 4707-92等长螺柱，(2)管道法兰标准。 我国化工生产中最早使用的管道法兰标准是：HG 5006 5026-58，其他国家标准如JB 74 90-59于1988年颁布，钢制管法兰 GB 9112 9131-88，新标准HGJ 44 76-91钢制管法兰、垫片、紧固件于1991年由化学工业部颁布。 本标准与58年标准和国家标准不兼容，因此在1997年石油化工标准sh3401 3407-96中对HG 20592 20635-进行了重新修订，注：管道法兰标准规定了法兰的压力-温度等级，也规定了不同公称压力下法兰的最大允许工作

8、压力。与容器法兰不同，无论材料如何，最大允许工作压力都低于标称压力。1.2.3设备轴承，1)悬挂轴承，通常由两个肋板和一个底板焊接而成，如a型，无垫板，3号耳轴承。轴承材料为Q235A。f标记为JB/T4725-92，耳座AN3，Q235A。JB/T4724标准规定了耳朵。(2)圆柱长度l与公称直径DN之比l/DN5；(3)集装箱总高度h5000毫米。支腿式支架标注为：例如：集装箱公称直径为DN800，角钢立柱支腿无垫板，材质为Q235-A.F，支撑高度为H=800mm毫米。标记为：JB/T 4713-92，支撑腿AN3-800，3)，支撑支架，(1)公称直径DN800 4000；(2)圆柱长

9、度l与公称直径DN之比l/DN5；(3)集装箱总高度h10m。支撑轴承标记为：裙座结构、4)裙座轴承和5)鞍座轴承，通常用于水平设备。鞍座由底板、垂直板和几个肋焊接而成。水平设备一般采用双支架，一个型，一个型。其中，型螺栓孔为圆孔，型螺栓孔为长圆孔。鞍形轴承的布置应符合ARi/2和A L/2的要求。1.2.4设备开孔，1)设备开孔装置，设备管口和法兰，人孔，手孔和检查孔，1。加固结构，加固结构，局部加固和整体加固，1.2.3设备开口，(1)加固环加固，结构：加固环焊接到壳体上，并且优点：结构简单，制造方便，使用经验丰富；图4-37 (a)，缺点：1)它不能完全附着在金属外壳上，传热效果差。当在

10、中等温度以上使用时，存在很大的热膨胀差异，这在钢筋的局部区域产生很大的热应力；2)由于与壳体搭接，很难与壳体形成一个整体，抗疲劳性能差。1.2.3设备开孔是中低压容器中使用最广泛的补强结构，一般用于静载荷、常温、中低压，材料标准抗拉强度低于540兆帕，补强圈厚度小于等于1.5n，壳体公称厚度n不大于38毫米。应用：HG21506-92 补强圈，JB/T4736-95 补强圈，标准：1.2.3设备开口，(2)厚壁喷嘴的加强，结构：在开口处焊接一个厚壁喷嘴，如图(b)所示。特点：钢筋位于最大应力区，能更有效地降低应力集中系数。喷嘴加强结构简单，焊缝少，焊接质量易于检验，加强效果好。如图4-37 (

11、b)所示，由高强度低合金钢制成的压力容器一般采用这种结构，因为材料缺口的敏感性很高，但必须保证焊缝的完全熔透。用途：1.2.3设备开孔，1.2.3设备开孔，补强金属集中在开孔的最大应力部分，最能有效降低应力集中系数；可采用对接焊缝，焊缝及其热影响区远离最大应力点，抗疲劳性能好，疲劳寿命仅降低10 15%。重要压力容器，如核容器、屈服点大于500兆帕的开口容器、低温、高温和疲劳载荷下的大直径开口容器等。结构：将连接管、部分壳体和加强件制成整体锻件，然后与壳体和连接管焊接，如图(c)所示。优点：缺点：锻件供应困难，制造成本高。应用：1.2.3设备的开启；2.开孔补强设计准则，即通过适当增加壳体或接

12、管的厚度，将应力集中系数降低到一定的允许值。开孔补强设计：开孔补强设计标准，1.2.3设备开孔，(1)等面积补强，定义：开孔削弱的壳体承载面积必须在距孔边一定距离内用补强材料补偿。原理：它是基于无限平板在双向拉伸时有小孔时孔边的应力集中，即只考虑壳体中的拉伸膜应力，以加强壳体的主应力强度为设计准则。因此，小直径开口是安全可靠的。问题：没有考虑开口处应力集中的影响，也没有考虑容器直径变化的影响。加固后，不同的接管会得到不同的应力集中系数，即安全裕度不同，有时显得偏高，有时显得不足。优点：长期实践经验，简单易行。当开口较大时，通过限制开口的尺寸和形状，可以保证在一般压力容器使用条件下的安全性。因此

13、，这种方法主要在许多国家的船舶设计规范中采用，如美国机械工程师协会第八章-1和英国标准150。1.2.3设备开孔，1.2.3设备开孔，焊接接头系数小于1但开孔位置不在焊缝上等。3。无加强件时的最大开口直径、强度余量、喷嘴和壳体的实际厚度均大于强度要求，并且在喷嘴根部存在角焊缝，这相当于壳体的局部加强，减小了膜应力，从而减小了开口处的最大应力。因此，满足特定条件的穿孔喷嘴可能不会得到加强。1.2.3设备的开孔、1.2.3设备的开孔和加强材料一般应与壳体材料相同。如果补强材料的许用应力小于壳体材料的许用应力，则补强面积将根据壳体材料与补强材料的许用应力之比而增加。如果容许应力为2)、爆破片，使用场

14、合容器中的介质容易结晶或聚合，或含有较多的粘性物质，容易堵塞安全阀或使安全阀的阀芯和阀座粘在一起；由于化学反应或其他原因，容器内部压力会迅速上升，安全阀很难及时排出大量气体，不可能及时降低压力。然而，当压力急剧增加且反应速度达到爆轰时，它不适用于压力容器；容器中的介质是剧毒或昂贵的气体，使用安全阀很难达到防漏要求。3)、压力表、液位计和测温仪表、压力表的选择要求所选压力表必须适应压力容器中的介质；(2)低压容器的压力精度不得低于2.5级；中高压容器用压力表的精度不应低于1.5；压力刻度盘的极限值为最大工作压力的1.53.0倍，最好为2倍，刻度盘直径不应小于100毫米，压力表安装要求安装位置应便于操作人员观察和清洗，并应避免辐射热、冻结或振动的不利影响；(2)压力表与压力容器之间应安装三通旋塞或针形阀，三通旋塞或针形阀应带有开启标记和锁定装置，压力表与压力容器之间不得连接其他用途的配件或喷嘴；(3)对于水蒸汽介质压力表，压力表和压力容器之间应安装一根疏水阀；对于有腐蚀性或高粘度介质的压力表，应在压力表和压