第八章 化工容器,第一节 压力容器的结构 及其分类,复习,1、什么是压力容器？ 2、什么是薄壁容器？ 3、工作温度为250度的是什么容器？ 4、无毒的无害的低压容器、中压容器、高压容器分别属于第几类压力容器？ 5、易燃介质或毒性程度中度危害介质的低压反应容器和储存容器属于第几类压力容器？,四、压力容器的主要零部件,压力容器由壳体（筒体）、封头（又称端盖）、法兰、支座、接口管及人孔、手孔、视镜等组成。 1、封头 封头是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件。所起的作用是密封作用。,封头的分类： 主要有：凸形、锥形、平板形 凸形封头有：半球形封头、椭圆形封头、蝶形封头、无折边形球面型封头 锥形封头：主要用于容器的下端，便于排放黏度较高或呈悬浮状的物料。 平板封头：在压力容器中一般用做人孔及手孔的盲板。,封头,（1）半球形 在同样的承压条件下应力最小，故可选用较小的壁厚，节省材料，强度高。 （2）椭圆形 在椭圆形封头中，椭圆曲线是连续变化的光滑曲线，没有形状突变处，因此受力情况比较好，仅次于半球形封头。,封头,（3）碟形 制造容易，可以模压成型。缺点是过渡部分半径较小，封头在该区域产生较大的附加应力，因而有可能产生周向裂纹。 （4）无折边球面形 结构简单，制造容易。常用于分隔封头或直径较小、压力较低的容器。,封头,（5）锥形 主要用于不同直径圆筒的过渡连接，以及介质中含有固体颗粒或介质黏度较高时容器的下部出料口。 （6）平板形 结构简单，制造容易。受力差，厚度要大。 一般用于常压或直径较小的高压容器上。,法兰连接,左上一图为连接塔节与塔节的容器法兰左上二图为连接接管的管法兰右下一图为连接封头与筒体、管箱与筒体的容器法兰右下二图为管法兰,法兰连接,2、法兰连接 法兰连接和螺纹连接是常见的可拆连接结构。 （1）法兰连接的组成 一对法兰、数个螺栓、螺母和一个垫片组成。 判断法兰连接是否失效的准则： 能否防止泄露.,法兰连接,2、法兰连接 法兰连接和螺纹连接是常见的可拆连接结构。 （2）法兰的结构形式,法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体的结构。,法兰盘没有与容器或接管连成整体。,整体性介于整体法兰和松式法兰之间。,任意式法兰,松式法兰,整体法兰,法兰连接,（3）法兰连接的密封 1）密封机理 法兰的主要失效形式：泄露 流体在垫片处的泄露形式：渗透泄露、界面泄露。 渗透泄露：流体通过垫片材料的本体毛细管的泄露，除了受介质压力、温度、黏度、分子结构等流体状态性能的影响外，主要与垫片的结构和材质有关。 界面泄露：是指流体从垫片与法兰接触面泄露，泄露量的大小主要与界面间隙尺寸有关，是法兰连接的主要泄露形式。,思考：管道的法兰连接处发生泄漏，经检查，发现金属垫片受到较严重的腐蚀，请判断该种泄漏为何种泄漏？,法兰连接,（3）法兰连接的密封 2）影响密封的主要因素 螺栓预紧力：就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。 垫片性能：垫片的变形能力和回弹能力。 密封面的形式和表面性能、法兰刚度、操作条件等。,法兰连接,（3）法兰连接的密封 3）密封面形式 。 法兰密封面又称压紧面。 常用法兰密封面的结构、特点及应用见8-2。 P142,法兰的密封面形式,平面型,凹凸面型,（1）平面型密封面 密封表面是一个突出的光滑平面，有时在平面上车出2条小沟槽。这种密封面结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里。但螺栓上紧后，垫圈材料容易往两侧伸展，不易压紧，常用于压力不高且介质无毒的场合。,（2）凹凸型密封面 由一个凸面和一个凹面所组成，在凹面上放置垫圈，压紧时，由于凹面外侧有挡台，垫圈不会挤出来，垫片便于对中，但宽度较大，需较大的螺栓预紧力。,凹凸面型,（3）榫槽型密封面 密封面由一个榫和一个槽所组成，垫圈放在槽内。这种密封面采用缠绕式或金属包垫圈，垫圈宽度16-25mm，容易获得良好的密封效果。适用于密封易燃、易爆、有毒介质。密封面的凸面部分容易碰坏，运输与装拆时都应注意。结构复杂，制造不便。 （4）梯形槽密封面压紧面用于较高压力场合。密封性能好，耐高温、高压，但加工困难。,法兰连接,（3）法兰连接的密封 4）垫片 。 非金属垫片 橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫和膨胀 (或柔性)石墨垫、耐酸石棉垫 普通橡胶垫片：用于低压和温度低于100C的水、蒸汽等无腐蚀的介质； 合成橡胶垫：适用温度可达220260C； 石棉橡胶垫片：使用最广泛，主要用于温度低于350C、压力低于4.0MPa的水、油、蒸汽等介质。 聚四氟乙烯垫、耐酸石棉垫：处理腐蚀性介质。,法兰连接,4）垫片 。 金属垫片 金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油、耐腐蚀等优点。常用的有金属齿形垫、金属平垫、金属环形垫等。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求韧性好。常用的金属垫材料有软铝、钢、纯铁、软钢（08、l0号钢）、铬钢（0Crl3）和不锈钢(0Crl8Ni9、00Crl7Nil4Mo2）,组合式垫片 增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能，适用于较高压力和温度的场合。常用的组合垫片有金属包垫片、金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片。缠绕式垫片由金属薄带、石棉带、聚四氟乙烯带、柔性石棉带相间缠绕而成。,(4)法兰标准 石油、化工上用的法兰标准有两类， 一类是压力容器法兰标准 一类是管法兰标准,压力容器法兰三种形式： 甲型平焊法兰,甲型平焊法兰就是一个截面基本为矩形的圆环（法兰盘），它直接与容器的筒体或封头焊接。 制造容易，应用广泛，但刚性较差。法兰受力后，法兰盘的矩形截面发生微小转动，与法兰相联的筒壁或管壁随着发生弯曲变形。于是在法兰附近筒壁的截面上，将产生附加的弯曲应力。所以适用于压力等级较低和筒体直径较小的范围。,乙型平焊法兰与甲型相比是除法兰盘外增加了一个厚度大于筒体壁厚的短节。 增加整个法兰的刚度，又可使容器器壁避免承受附加弯矩。适用于较大直径和较高压力的条件。 长颈对焊法兰是用根部增厚的颈取代了乙型平焊法兰中的短节。 颈的存在提高了法兰的刚性，同时由于颈的根部厚度比筒体厚，所以降低了根部的弯曲应力。此外，法兰与筒体（或管壁）的联接是对接焊缝，比平焊法兰的角焊缝强度好，故其适用于压力、温度较高或设备直径较大的场合。,小结,、封头的分类 、法兰的连接 ）法兰的组成 ）法兰的结构形式 ）法兰连接的密封 ）法兰标准,作业思考,1.法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的因素有哪些？ 2.法兰的型式有哪些？各有什么特点？ 3.法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？ 4.常用的垫片材料有哪些？,谢谢！,