第六章容器零部件设计
主要内容:
法兰联接结构与密封原理;法兰标准及选用。
容器支座的类型和其它附件的结构与应用。
开孔补强的原理与方法。
第一节法兰联接
生产工艺要求,或为制造、运输、安装、检修方便,常采用可拆卸的联接结构。
常见的可拆卸结构有:
法兰联接
螺纹联接
承插式联接。
可拆卸联接应确保接口密封的可靠性。
法兰联接强度较好和紧密性,适用尺寸范围宽,设备和管道应用最普遍。
法兰联接不能很快装配与拆卸,制造成本较高。
设备法兰与管法兰均已制定出标准。根据公称直径和公称压力,可以从标准中查到,少量超出标准规定范围法兰,才需进行设计。
一、法兰联接结构与密封原理
组合件
联接件强度破坏很少见,多是密封不好而泄漏。设计中要防止介质泄漏。
法兰密封的原理
预紧力压紧垫片。
压紧应力(垫片密封比压力)到一定数值使垫片变形,密封面上微隙被填满,形成初始密封条件。
密封比压力主要决定于垫片材质。
垫片材质确定后,垫片越宽,为保证比压力,预紧力越大,螺栓和法兰尺寸也越大,所以垫片不应过宽,更不应该把整个法兰面都铺满垫片。
工作状态内压轴向力拉伸,降低了压紧应力。垫片有足够回弹,补偿变形,预紧密封比压值不小于某一值(工作密封比压),保持良好密封。反之,回弹不足,则此密封失效。
密封元件在操作压力作用下,仍然保持一定的残余压紧力。螺栓和法兰须有足够大的强度和刚度,不发生过大的变形。
二、法兰的分类
(一)整体法兰
,制造容易,应用广泛,但刚性较差。
法兰附近筒壁的截面上,将产生附加的弯曲应力。所以平焊法兰适用的压力范围较低(PN<)。
平焊法兰的适用范围:
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