化工设备基础-容器附件教案--王绍良

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1、住。容器附件第一节法兰联接一、法兰联接结构与密封原理1、密封组成:被连接件对法兰；连接件——若干螺栓、螺母；密封元件——垫片2、工作原理：1）防止介质泄漏的基木出发点是在连接口处增加流体流动的阻力，当压力介质通过密封口的阻力降人于密封口两侧的介质压力降图6・1螺栓法兰连接结构时，介质就被密封1•螺栓;2•垫片；3•法兰过紧固螺栓压紧垫2）泄漏途径：法兰密封是法兰通片实现的。密封工作时其泄漏可能产生在界面（即垫片与法兰的间隙），另外就是建片木身材料的空隙中渗漏，所以分别称为“压紧而泄漏”和“渗透泄漏”，其中以第一种为主。3）密封原理:

2、a、密封：预紧吋：螺栓预紧力通过法兰压紧面作用到垫片上，使垫片发生弹性或塑性变形，以填满法兰面上的不平间隙，从而阻止流体泄漏。操作时：要使得密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定残余压紧力，这时候密封比压值至少不少于工作密封比压值。二、法兰的结构与分类：（一）、按法兰接触面分：窄面法兰.整个接触面在螺栓孔内，如樺槽面宽面法兰--—法兰接触面在中心圆的内外两侧，螺栓从热片中穿过，用于中低压或垫片较软的场合，如平而、凹凸而。丄牛图6・40面法兰与丸面袪兰(二)、按法兰与设备或管道的联接方式划分：1、整体法兰将法兰与壳体锻或铸成一体或全焊

3、透，典型的整体法兰有一个锥形的颈脖，故又称高(长)颈法兰。法兰受力后会使容器产生附加弯曲应力。图6-5整体広兰2、松套法兰法兰不肓接同定在壳体上或虽然固定而不能保证法兰打壳体作为一个整体承受螺栓载荷的结构。(a)套在翻边上(b)奪在焊环上(c)＜环的结构图&7活套法兰图6・8嫖纹法兰3、螺纹法兰法兰和管壁通过螺纹进行连接，法兰对管壁产生的附加应力较小。常用于高压管道。三、影响法兰密封的因索：1、螺栓预紧力：A、预紧力不能过人，也不能过小。（过人：使垫片压坏或挤出；过小：达不到垫片压紧并实现初始密封条件。）B、适当捉髙预紧力，可以增加

4、垫片的密封能力。（因为：使渗透性垫片材料的毛细管孔隙减小）C、使预紧力均匀作用于垫片——可以采取减小螺栓直径以及增加螺栓个数的办法2、压紧面（密封面）型式a、平曲型压紧面压紧而的表面为平而或帶沟槽的平面。优点：结构简单，加工方便。缺点：是接触面积大，需要的预紧比压大，螺栓承载大，故法兰等零件要求高、笨重，垫片易挤出，密封性能较差。使用圧力PW2.5Mpa,有毒、易燃、易爆介质屮不能使用。<3)(b)（c）b、凹凸型由一个凹血'和一个凸而配合组成。垫片放凹而屮。优点：便于对中，能防垫片挤出。可用在PW6.4Mpa,DN^800mmc、

5、樺槽型一樺一槽密封面组成，优点是对中性好，密封预紧压力小，垫片不易挤出，也不受介质冲刷，用于易燃易爆密封要求高处。缺点是更换较闲难，桦易损坏。d、锥形压紧面通常用于髙压密封，其缺点是需要的尺寸粕度和表而粗糙度要求高。须与透镜垫片配合，常用于高压管路。06-11惟形压衆面图6-12梯形柚压紧面e、梯形槽压紧而槽底不起密封作用，是槽的内外锥而与垫片接触而梯形形成密封的，与椭圆或八角形截面的金属垫圈配合。3、垫片性能：主要考虑变形能力和回弹能力，回弹能力人的，适应范围广，密封性能好,注意回弹能力仅取决于弹性变形，与幫性变形无关。按材料分常

6、用垫片冇三种。A、非金属垫片橡胶、石棉橡胶、聚四氟乙烯和膨胀石墨，断面形状一般为平面或O型，柔软，耐腐蚀,但使用压力较低，耐温度和压力的性能较金属垫片差。B、金属垫片P26.4Mpa,G350°C时，-•般都采川金属垫片或垫圈，材料有软铝、钢、铁、珞钢和不锈钢等。断面形状有平面性、波纹性、齿型、椭圆型和八角型等，一般耍求软韧，并不要求强度高，対压紧血的加工质量和精度要求较高。C、金属一一非金属组合垫片增加了金属的回弹性，提高了耐蚀、耐热、密封性能，适用于较高压力和温度。操作压力和温度是影响密封的主要因素，也是选用垫片的主要依据。(叮

7、非金厲软垫片(b)金碣包垫片(c)不带定位圈钓缠绕垫片(d)带定位圏的缠绕公片图6・13垫片驕西形状(c)八饰金箱垫片(0透镜金握煥片4、法兰刚度：刚度不足，导致过人的翘曲变形，往往是导致密封失效的原因。刚性人的，法兰变形小，并可以使分散分布的螺栓力均匀地传给热片，故町以捉高密封性能法弋刚度的提高措施：增加法弋讯度;减小螺栓力作用的力愕(即缩小中心圆直径);壇大法兰盘外径。5、操作条件：操作条件指压力、温度、介质。单纯的压力或介质因素对泄漏的影响并不是主要的，但当压力、介质和温度联合作用时，问题会显得严重。四、法兰标准及选用(一)、

8、压力容器法兰标准压力容器法兰分为平焊法兰和对焊法兰。其中平焊法兰又分甲、乙两种形式。图形•标准号如下：1.平焊法兰图6J5印型平焊拄兰(JB4701—92＞图6・1665>16件S乙型平牌法兰0B4702-92)1)乙型法兰带冇一个短