法蘭連接課件

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1、法蘭連接法蘭連接法蘭連接v法蘭聯(lián)接(flange，joint):由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成。法蘭聯(lián)接是一種可拆聯(lián)接。v原理原理：墊片放在兩法蘭密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達到一定數(shù)值后產(chǎn)生變形，并填滿密封面上凹凸不平處，使聯(lián)接嚴密不漏。 性能性能：較好的強度和密封性，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可多次重復(fù)拆卸，應(yīng)用較廣 。v失效形式失效形式:主要表現(xiàn)為泄漏,泄漏量控制在工藝和環(huán)境允許的范圍內(nèi)。 法蘭連接一、法蘭的分類v按所聯(lián)接的部件可分為容器法蘭及管法蘭。v按結(jié)構(gòu)型式分，有整體法蘭、活套法蘭和螺紋法蘭。v這里重點介紹整體法蘭，常見的整體法蘭有平焊法蘭及對焊法蘭。 法蘭連接左上

2、一圖為連接塔節(jié)與塔節(jié)的容器法蘭左上一圖為連接塔節(jié)與塔節(jié)的容器法蘭左上二圖為連接接管的管法蘭左上二圖為連接接管的管法蘭右下一圖為連接封頭與筒體、管箱與筒體的容器法蘭右下一圖為連接封頭與筒體、管箱與筒體的容器法蘭右下二圖為管法蘭右下二圖為管法蘭法蘭連接平焊法蘭：平焊法蘭：通過角焊縫直接與設(shè)備或管道焊接的一種法蘭。其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。(1)、用在容器上又分甲型平焊法蘭和乙型平焊法蘭。甲型平焊法蘭直接與容器焊接，其解焊縫尺寸較小或不開坡口焊接，不能保證法蘭與容器同時受力；乙型平焊法蘭附有一段較厚的短節(jié)，法蘭與短節(jié)的焊接質(zhì)量可靠，能保證法蘭與容器同時受力。平焊法蘭廣泛用于中、低壓容器和管道的連接。對焊

3、法蘭又稱高頸法蘭剛性較大，適用于壓力溫度較高的場合對焊法蘭又稱高頸法蘭剛性較大，適用于壓力溫度較高的場合v圖（圖（f f）為甲型平焊法蘭）為甲型平焊法蘭v圖（圖（g g）為乙型平焊法蘭）為乙型平焊法蘭v圖（圖（e e）為法蘭）為法蘭法蘭連接（2）、用在接管上又有板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭和帶頸對焊法蘭三種類型。v板式平焊法蘭板式平焊法蘭：由于法蘭直接與鋼管焊接，法蘭盤在操作時受力狀態(tài)差，易發(fā)生形變。適用于低壓場合。v帶頸平焊法蘭帶頸平焊法蘭：由于增加了一厚壁的短節(jié)法蘭頸，因此增加了法蘭的剛度，大大減小了法蘭變形。適用于中、低壓場合。v帶頸對焊法蘭帶頸對焊法蘭：其頸更長，又稱高頸法蘭，與管子之間

4、采用的是對焊連接，受焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力集中小，能承受較高的壓力。法蘭連接板式平焊鋼制法蘭法蘭連接帶頸平焊法蘭法蘭連接帶頸對焊法蘭法蘭連接左上一圖為法蘭端蓋右下一圖為管板法蘭右下二圖為平板法蘭(3) 、其它形式的法蘭連接法蘭連接法蘭連接的密封v一、密封機理一、密封機理v泄漏途徑：滲透泄漏、界面泄漏滲透泄漏滲透泄漏:通過墊片材料本體毛細管的滲透泄漏，除了受介質(zhì)壓力、溫度、粘度、分子結(jié)構(gòu)等流體狀態(tài)性質(zhì)影響外，主要與墊片的結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)有關(guān)。 v界面泄漏界面泄漏:沿著墊片與壓緊面之間的泄漏，泄漏量大小主要與界面間隙尺寸有關(guān)。加工時壓緊面上凹凸不平的間隙及壓緊力不足是造成“界面泄漏”的直接原因?！敖缑嫘孤?/p>

5、”是密封失效的主要途徑。 法蘭連接二、法蘭密封面的形式 v法蘭的密封面主要根據(jù)工藝條件、密封口徑以及墊片等進行選擇。v v（1）、容器法蘭的形式有：平面型、凹凸面、榫槽面等其中以凹凸面、榫槽面最為常用。v（2）、管法蘭的形式有：全平面、突面、凹凸面、榫槽面和連環(huán)接面五種。前四種為常用的密封面。v法蘭連接v平面型密封面：平面型密封面：是在平面上加工出幾道淺槽，其結(jié)構(gòu)簡單但墊圈沒有固定，不易壓緊。適用于壓力不高、介質(zhì)無毒的場合；v凹凸密封面：凹凸密封面：是相配合的凹形和凸形密封面。安裝時便于對中，還能防止墊片被擠出。但墊片寬度較大，須較大壓緊力。適用于壓力稍高的場合 法蘭連接榫槽密封面榫槽密封面：

6、是具有相配合的榫面和槽面的密封面，墊片較窄，放在槽內(nèi)，由于受槽的阻擋，不會被擠出。很少受介質(zhì)的沖刷和腐蝕。安裝時易對中。墊片受力均勻，故密封可靠。適用于易燃、易爆、有毒介質(zhì)及壓力較高的重要密封。但更換墊片困難，法蘭造價較高。法蘭連接法蘭連接非金屬墊非金屬墊片：片：橡膠石棉板、聚四氟乙烯等。橡膠石棉板、聚四氟乙烯等。柔軟柔軟耐溫度和壓力性能較金屬墊片差。耐溫度和壓力性能較金屬墊片差。只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的法蘭密封。法蘭密封。法蘭連接金屬與非金屬混合金屬與非金屬混合制墊片：制墊片：金屬包墊片金屬包墊片及及纏繞墊片纏繞墊片等。等。金屬包墊片用薄金

7、屬板（鍍鋅薄鋼板、金屬包墊片用薄金屬板（鍍鋅薄鋼板、0Cr18Ni90Cr18Ni9等）將非金屬包起來；等）將非金屬包起來；金屬纏繞墊片是薄低碳鋼帶金屬纏繞墊片是薄低碳鋼帶( (或合金鋼帶或合金鋼帶) )與與石棉帶一起繞制而成。不帶定位圈和帶定位石棉帶一起繞制而成。不帶定位圈和帶定位圈。圈。金屬包墊片及纏繞墊片較單純的金屬墊片有金屬包墊片及纏繞墊片較單純的金屬墊片有較好的性能，適應(yīng)的溫度與壓力范圍較高一較好的性能，適應(yīng)的溫度與壓力范圍較高一些。些。 法蘭連接金屬墊片：金屬墊片：材料一般并不要求強度高，而是要求軟韌。材料一般并不要求強度高，而是要求軟韌。常用是軟鋁、紫銅、鐵常用是軟鋁、紫銅、鐵(

8、 (軟鋼軟鋼) )、蒙耐爾合、蒙耐爾合金金( (含含Ni67Ni67，Cu30Cu30，Cr4Cr45 5) )鋼等。鋼等。主要用于中、高溫和中、高壓法蘭聯(lián)接密主要用于中、高溫和中、高壓法蘭聯(lián)接密封。封。墊片材料的選擇：墊片材料的選擇：根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)腐蝕決定，同時考根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)腐蝕決定，同時考慮密封面形式、螺栓力的大小以及裝卸要求慮密封面形式、螺栓力的大小以及裝卸要求等。等。查表查表10-1510-15法蘭連接法蘭連接 壓力容器法蘭標準壓力容器法蘭標準 四、法蘭標準及選用四、法蘭標準及選用石油、化工上用的法蘭標準有兩類，石油、化工上用的法蘭標準有兩類， 一類是壓力容器法蘭標準

9、一類是壓力容器法蘭標準一類是管法蘭標準一類是管法蘭標準法蘭連接1 1平焊法蘭：平焊法蘭：法蘭連接法蘭連接2 2對焊法蘭對焊法蘭 長頸對焊法蘭有厚度更大的頸，剛性大。長頸對焊法蘭有厚度更大的頸，剛性大。更高壓力范圍更高壓力范圍( (PN PN 0.6MPa0.6MPa6.4MPa)6.4MPa)和直和直徑范圍徑范圍( (DNDN300mm300mm2000mm)2000mm)，適用溫度，適用溫度范圍為范圍為-20-20450450。乙型平焊法蘭中乙型平焊法蘭中DN DN 2000mm2000mm以下規(guī)格包括以下規(guī)格包括在長頸對焊法蘭的規(guī)定范圍之內(nèi)。兩者聯(lián)接在長頸對焊法蘭的規(guī)定范圍之內(nèi)。兩者聯(lián)接尺

10、寸和法蘭厚度一樣。尺寸和法蘭厚度一樣。DNDN2000mm2000mm以下的乙以下的乙型平焊法蘭可用軋制長頸對焊法蘭代替，以型平焊法蘭可用軋制長頸對焊法蘭代替，以降低成本。降低成本。法蘭連接平焊與對焊法蘭都有帶平焊與對焊法蘭都有帶襯環(huán)的與不帶襯環(huán)的兩襯環(huán)的與不帶襯環(huán)的兩種。種。當(dāng)設(shè)備是由不銹鋼制作當(dāng)設(shè)備是由不銹鋼制作時，采用碳鋼法蘭加不時，采用碳鋼法蘭加不銹鋼襯環(huán)，可以節(jié)省不銹鋼襯環(huán)，可以節(jié)省不銹鋼。銹鋼。法蘭連接3 3、公稱直徑與公稱壓力、公稱直徑與公稱壓力根據(jù)公稱直徑與公稱壓力由法蘭標準確定法根據(jù)公稱直徑與公稱壓力由法蘭標準確定法蘭尺寸蘭尺寸壓力容器法蘭公稱直徑同壓力容器壓力容器法蘭公稱直

11、徑同壓力容器例如例如DN DN 1000mm1000mm的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用DN DN 1000mm1000mm的壓力容器法蘭。的壓力容器法蘭。 法蘭連接法蘭公稱壓力：法蘭公稱壓力：與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關(guān)。與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關(guān)。定義：定義：以以16MnR16MnR在在200200時的機械性能為基準確定法蘭尺時的機械性能為基準確定法蘭尺寸，在寸，在200200時，它的最大允許操作壓力就認為是具有該時，它的最大允許操作壓力就認為是具有該尺寸法蘭的尺寸法蘭的公稱壓力公稱壓力。公稱壓力公稱壓力PNPNO.6MPaO.6MPa法蘭，用法蘭，用16MnR1

12、6MnR制造的，在制造的，在200200時，時，最大允許操作壓力最大允許操作壓力0.6MPa0.6MPa。高于高于200200的最大操作壓力將低于它的公稱壓力的最大操作壓力將低于它的公稱壓力0.6MPa0.6MPa。低于低于200200仍按仍按200200確定其最高工作壓力。確定其最高工作壓力。法蘭連接材料改為材料改為Q235-AQ235-A，機械性能比，機械性能比16MnR16MnR差，公稱壓力差，公稱壓力PNPN0.6MPa0.6MPa的法蘭，的法蘭，200200操作，最大允許操作壓力也低于操作，最大允許操作壓力也低于公稱壓力。公稱壓力。材料由材料由16MnR16MnR改為改為15MnVR

13、15MnVR，機械性能優(yōu)于，機械性能優(yōu)于16MnR16MnR，公稱壓，公稱壓力力PNPN0.6MPa0.6MPa的法蘭，在的法蘭，在200200操作時，最大允許操作壓力操作時，最大允許操作壓力將高于它的公稱壓力。將高于它的公稱壓力。只要法蘭的公稱直徑、公稱壓力確定了，法蘭的尺寸也就確只要法蘭的公稱直徑、公稱壓力確定了，法蘭的尺寸也就確定了。定了。法蘭連接最大允許工作壓力的確定：最大允許工作壓力的確定：法蘭連接為操作溫度為操作溫度300300，設(shè)計壓力，設(shè)計壓力0.6MPa0.6MPa的容器選配法蘭。的容器選配法蘭。材料材料15MnVR15MnVR按公稱壓力按公稱壓力0.6MPa0.6MPa查取

14、。查取。材料材料20R20R按公稱壓力按公稱壓力1.0MPa1.0MPa查取尺寸。查取尺寸。課堂作業(yè)：課堂作業(yè)：法蘭連接 管法蘭標準管法蘭標準v同樣公稱直徑的容器法蘭和管法蘭的尺寸不相同，不能互同樣公稱直徑的容器法蘭和管法蘭的尺寸不相同，不能互相代用。相代用。v管法蘭的型式除平焊、對焊法蘭外，還有鑄鋼法蘭、鑄鐵管法蘭的型式除平焊、對焊法蘭外，還有鑄鋼法蘭、鑄鐵法蘭、活套法蘭、螺紋法蘭等。法蘭、活套法蘭、螺紋法蘭等。v管法蘭標準查選方法、步驟與壓力容器法蘭同。管法蘭標準查選方法、步驟與壓力容器法蘭同。 GB9119.7-88GB9119.7-88外，常用標準還有：化工部標準外，常用標準還有：化工

15、部標準HG20592HG20592HG20602-97HG20602-97；中石化標準；中石化標準SH3406-96SH3406-96等。其中化工部標準等。其中化工部標準中分為歐洲體系、美洲體系等，我國常用的為歐洲體系。中分為歐洲體系、美洲體系等，我國常用的為歐洲體系。 法蘭連接例例11-111-1：塔身與封頭的法蘭。塔內(nèi)徑：塔身與封頭的法蘭。塔內(nèi)徑1000mm1000mm，操作溫度，操作溫度280280，設(shè)計壓力，設(shè)計壓力0.2MPa0.2MPa。Q235-AQ235-A。 根據(jù)操作溫度、設(shè)計壓力和所用材料，應(yīng)按公稱壓力為根據(jù)操作溫度、設(shè)計壓力和所用材料，應(yīng)按公稱壓力為0.6MPa0.6MP

16、a查選尺寸。查選尺寸。壓力不高，直徑不大，表壓力不高，直徑不大，表11-211-2用甲型平焊法蘭、平面密封面，用甲型平焊法蘭、平面密封面，墊片用石棉橡膠板。墊片用石棉橡膠板。法蘭的各部尺寸從附錄表法蘭的各部尺寸從附錄表9 9中查，中查， 聯(lián)接螺栓材料聯(lián)接螺栓材料Q235-AQ235-A，M20M20共共3636個。個。法蘭連接思考題：思考題：1. 1.法蘭墊片密封的原理是什么？影響密封的法蘭墊片密封的原理是什么？影響密封的因素有哪些？因素有哪些？2.2.法蘭的型式有哪些？各有什么特點？法蘭的型式有哪些？各有什么特點？3.3.法蘭密封面型式有哪些？各適用什么場合？法蘭密封面型式有哪些？各適用什么

17、場合？4.4.常用的墊片材料有哪些？常用的墊片材料有哪些？法蘭連接概述概述：容器支座：容器支座：支承容器重量、固定容器位置并使容支承容器重量、固定容器位置并使容器在操作中保持穩(wěn)定。器在操作中保持穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)型式由容器自身的型式?jīng)Q定，分：結(jié)構(gòu)型式由容器自身的型式?jīng)Q定，分：臥式容器支座臥式容器支座立式容器支座立式容器支座球形容器支座球形容器支座第二節(jié)第二節(jié) 容器支座容器支座法蘭連接 鞍式支座鞍式支座 應(yīng)用最廣泛的臥式容器支座。應(yīng)用最廣泛的臥式容器支座。已有標準已有標準JB/T4712-92 JB/T4712-92 鞍式支座鞍式支座，根據(jù)容器公稱，根據(jù)容器公稱直徑和重量選用。直徑和重量選用。 由橫向筋

18、板、若干軸向筋板和底板焊接而成。在與設(shè)由橫向筋板、若干軸向筋板和底板焊接而成。在與設(shè)備連接處，有帶加強墊板和不帶加強墊板兩種結(jié)構(gòu)。備連接處，有帶加強墊板和不帶加強墊板兩種結(jié)構(gòu)。一、臥式容器的支座一、臥式容器的支座臥式容器的支座有三種：臥式容器的支座有三種：鞍座、圈座、支腿鞍座、圈座、支腿法蘭連接鞍座包角鞍座包角120120或或150150，安放穩(wěn)定。，安放穩(wěn)定。高度高度200200、300300、400400和和500mm500mm。寬度寬度b b根據(jù)容器公稱直徑查出。根據(jù)容器公稱直徑查出。法蘭連接每種型式鞍座又分為固定式支座（代號每種型式鞍座又分為固定式支座（代號F)F)：底板上開圓形螺：底

19、板上開圓形螺栓孔和滑動式支座（栓孔和滑動式支座（S) S) ：底座開長圓形螺栓孔（安裝）：底座開長圓形螺栓孔（安裝）鞍座的種類與安裝：鞍座的種類與安裝：鞍座分為鞍座分為A A型（輕型）和型（輕型）和B B型（重型），重型又分為型（重型），重型又分為BBBB五種型號。五種型號。A A型和型和B B型的筋板和底板、墊板等尺寸不同或型的筋板和底板、墊板等尺寸不同或數(shù)量不同。數(shù)量不同。法蘭連接鞍座與筒體端部距離鞍座與筒體端部距離A A確定：確定： 當(dāng)當(dāng)L L/ /D D較大，且無加強圈，應(yīng)盡量利用封頭對支座較大，且無加強圈，應(yīng)盡量利用封頭對支座處筒體的加強作用，取處筒體的加強作用，取A0.25A0.2

20、5D D；當(dāng)筒體的當(dāng)筒體的L L/ /D D較小，較小，d d/ /D D較大，或有加強圈時，取較大，或有加強圈時，取A0.2A0.2L L。法蘭連接 圈座圈座 采用圈座的情況：采用圈座的情況：對于大直徑薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成嚴對于大直徑薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成嚴重撓曲；重撓曲；多于兩個支承的長容器。多于兩個支承的長容器。除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個圈座是滑動支承的。除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個圈座是滑動支承的。 法蘭連接 腿式支座腿式支座 簡稱簡稱支腿支腿連接處造成嚴重的局部應(yīng)力，只適用于小型設(shè)連接處造成嚴重的局部應(yīng)力，只適用于小型設(shè)備（

21、備（DNDN16001600、L L5m5m）。）。腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參數(shù)等參見標準腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參數(shù)等參見標準JB/T 4714-92 JB/T 4714-92 腿式支座腿式支座。 法蘭連接二、立式容器的支座二、立式容器的支座立式容器的支座主要有：立式容器的支座主要有：耳式支座耳式支座 支承式支座支承式支座裙式支座裙式支座中、小型直立容器常采用前二種，中、小型直立容器常采用前二種，高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。法蘭連接 耳式支座耳式支座 簡稱簡稱耳座耳座：墊板、筋板和支腳板。：墊板、筋板和支腳板。廣泛用在反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上。廣泛用

22、在反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上。簡單、輕便，但局部應(yīng)力較大。簡單、輕便，但局部應(yīng)力較大。當(dāng)設(shè)備較大或器壁較薄應(yīng)加墊板。當(dāng)設(shè)備較大或器壁較薄應(yīng)加墊板。不銹鋼制設(shè)備，用碳鋼作支座，防止合金元素流失，不銹鋼制設(shè)備，用碳鋼作支座，防止合金元素流失，也需加一個不銹鋼墊板。也需加一個不銹鋼墊板。法蘭連接已標準化已標準化JB/T 4725-92 JB/T 4725-92 耳式支座耳式支座。該標準分該標準分A A型（短臂）和型（短臂）和B B型（長臂）（有保溫層型（長臂）（有保溫層或直接放在樓板上）或直接放在樓板上）每類又分帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)每類又分帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)法蘭連接耳式支座選用的方法：

23、耳式支座選用的方法：（1 1）估算設(shè)備總重，算每個支座（按）估算設(shè)備總重，算每個支座（按2 2個計算）的個計算）的負荷負荷QQ值；值；（2 2）確定支座型式，從表）確定支座型式，從表11-511-5或表或表11-611-6按允許負荷按允許負荷QQ允允大于實際負荷大于實際負荷QQ，選支座。，選支座。 v小型設(shè)備耳式支座，可支承在管子或型鋼制的小型設(shè)備耳式支座，可支承在管子或型鋼制的立柱上。立柱上。v大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土制的基大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土制的基礎(chǔ)上。礎(chǔ)上。 法蘭連接 支承式支座支承式支座用鋼管、角鋼、用鋼管、角鋼、槽鋼制作，或槽鋼制作，或用數(shù)塊鋼板焊用數(shù)塊鋼板焊

24、成，成，型式、結(jié)構(gòu)、型式、結(jié)構(gòu)、尺寸及材料尺寸及材料JB/T 4724-92 JB/T 4724-92 支承式支支承式支座座。 法蘭連接適用范圍和結(jié)構(gòu)：適用范圍和結(jié)構(gòu)：支承式支座分支承式支座分A A型和型和B B型。型。形式形式支座號支座號適用的公稱直徑（適用的公稱直徑（mmmm）結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征A A1 16 6DN800DN8003000 3000 鋼板焊制，鋼板焊制，帶墊板帶墊板B B1 18 8 DN800DN80040004000鋼管焊制，鋼管焊制，帶墊板帶墊板法蘭連接支承式支座的選用：支承式支座的選用：選用見標準規(guī)定，尺寸按表選用見標準規(guī)定，尺寸按表10-810-8查。查。簡單輕便

25、簡單輕便局部應(yīng)力較大，當(dāng)殼體剛度較小、殼體和局部應(yīng)力較大，當(dāng)殼體剛度較小、殼體和支座材料差異或溫度差異較大時，或殼體支座材料差異或溫度差異較大時，或殼體需焊后熱處理，應(yīng)設(shè)置加強板。需焊后熱處理，應(yīng)設(shè)置加強板。加強板的材料應(yīng)和殼體材料相同或相似。加強板的材料應(yīng)和殼體材料相同或相似。法蘭連接 裙式支座裙式支座塔設(shè)備最常用裙式支座。塔設(shè)備最常用裙式支座。目前還沒有標準。目前還沒有標準。各部分尺寸均需通過計算或?qū)嵺`經(jīng)驗確定。各部分尺寸均需通過計算或?qū)嵺`經(jīng)驗確定。法蘭連接思考題：思考題：1 1、臥式容器和立式容器的支座有哪幾種？、臥式容器和立式容器的支座有哪幾種？2 2、雙鞍座臥式容器支座位置按哪些原則

26、確、雙鞍座臥式容器支座位置按哪些原則確定？定？法蘭連接一、容器的開孔與補強一、容器的開孔與補強容器為什么要開孔？容器為什么要開孔？工藝、安裝、檢修的要求。工藝、安裝、檢修的要求。開孔后，為什么要補強？開孔后，為什么要補強？削弱器壁的強度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成高削弱器壁的強度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成高應(yīng)力集中區(qū)。應(yīng)力集中區(qū)。第三節(jié)第三節(jié) 容器的開孔與附件容器的開孔與附件法蘭連接峰值應(yīng)力通常較高，達到甚至超過材料屈服極限。峰值應(yīng)力通常較高，達到甚至超過材料屈服極限。局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等, ,為降低峰值應(yīng)力，需要對結(jié)構(gòu)開孔部位進行補強，為降低峰值應(yīng)力，需要對結(jié)構(gòu)

27、開孔部位進行補強，以保證容器安全運行。以保證容器安全運行。開孔的形狀開孔的形狀：應(yīng)力集中和開孔形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度應(yīng)力集中和開孔形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度最低。最低。法蘭連接 開孔補強的設(shè)計與補強結(jié)構(gòu)開孔補強的設(shè)計與補強結(jié)構(gòu)在開孔附近區(qū)域增加補強金屬，提高器壁強在開孔附近區(qū)域增加補強金屬，提高器壁強度，滿足強度設(shè)計要求。度，滿足強度設(shè)計要求。容器開孔補強的形式分為容器開孔補強的形式分為整體補強整體補強和和補強圈補強圈補強補強 1 1整體補強整體補強 增加整個殼體的厚度，或用全焊透將厚壁接管或增加整個殼體的厚度，或用全焊透將厚壁接管或整體補強鍛件與殼體相焊，降低開孔附近的應(yīng)力。整體補強

28、鍛件與殼體相焊，降低開孔附近的應(yīng)力。 應(yīng)力集中的局部性，除非制造或結(jié)構(gòu)需要，一般應(yīng)力集中的局部性，除非制造或結(jié)構(gòu)需要，一般不把整個容器壁加厚。不把整個容器壁加厚。法蘭連接2 2補強圈補強補強圈補強 開孔周圍貼焊一圈鋼板，即補強圈。開孔周圍貼焊一圈鋼板，即補強圈。補強圈與器壁搭接，材料相同，補強圈尺寸參照標準補強圈與器壁搭接，材料相同，補強圈尺寸參照標準確定，或等面積補強。確定，或等面積補強。為方便焊接，外面單面補強。為方便焊接，外面單面補強。檢驗緊密性，檢驗緊密性，M10M10螺孔通入壓縮空氣。螺孔通入壓縮空氣。 法蘭連接補強圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍：補強圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍：GB150GB150

29、用補強圈結(jié)構(gòu)補強時，規(guī)定：用補強圈結(jié)構(gòu)補強時，規(guī)定： 鋼材的標準抗拉強度下限值鋼材的標準抗拉強度下限值s sb b540MPa540MPa； 補強圈厚度小于或等于補強圈厚度小于或等于1.51.5d dn n； 殼體名義厚度殼體名義厚度d dn n38mm38mm。 法蘭連接 允許開孔的范圍允許開孔的范圍 筒體及封頭開孔最大直徑不允許超過：筒體及封頭開孔最大直徑不允許超過： （1 1） 圓筒圓筒D Di i1500mm1500mm，開孔最大直徑，開孔最大直徑d d1/21/2D Di i，且，且d d520mm520mm；圓筒；圓筒D Di i1500mm1500mm時，開孔最大直徑時，開孔最大

30、直徑d d1/31/3D Di i，且，且d d1000mm1000mm； （2 2） 凸形封頭或球殼的開孔最大直徑凸形封頭或球殼的開孔最大直徑d d1/21/2D Di i。 （3 3） 錐殼開孔最大直徑錐殼開孔最大直徑d d1/31/3D Di i，D Di i為開孔為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。中心處的錐殼內(nèi)直徑。法蘭連接 不需補強的最大開孔直徑不需補強的最大開孔直徑計算壁厚考慮了焊縫系數(shù)，鋼板規(guī)格，殼體計算壁厚考慮了焊縫系數(shù)，鋼板規(guī)格，殼體壁厚超過實際強度，最大應(yīng)力值降低，相當(dāng)壁厚超過實際強度，最大應(yīng)力值降低，相當(dāng)于容器已被整體加強。于容器已被整體加強。且容器開孔總有接管相連，其接管多于實

31、際且容器開孔總有接管相連，其接管多于實際需要的壁厚也起補強作用。需要的壁厚也起補強作用。容器材料有一定塑性儲備，允許承受不是十容器材料有一定塑性儲備，允許承受不是十分過大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過一定分過大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過一定數(shù)值時，可不進行補強。數(shù)值時，可不進行補強。 法蘭連接殼體開孔滿足全部條件，可不另行補強：殼體開孔滿足全部條件，可不另行補強：(1) (1) 設(shè)計壓力小于或等于設(shè)計壓力小于或等于2.5MPa2.5MPa；(2) (2) 兩相鄰開孔中心的間距兩相鄰開孔中心的間距( (對曲面間距以弧長計算對曲面間距以弧長計算) )應(yīng)不小應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；于兩孔直徑之和

32、的兩倍； (3) (3) 殼體名義壁厚大于殼體名義壁厚大于12mm12mm，接管公稱外徑小于或等于，接管公稱外徑小于或等于80mm80mm；殼體名義壁厚小于或等于；殼體名義壁厚小于或等于12mm 12mm ，接管公稱外，接管公稱外徑小于或等于徑小于或等于50mm50mm(4) (4) 接管最小壁厚滿足表接管最小壁厚滿足表11-911-9的要求。的要求。 接管公稱外徑接管公稱外徑253238454857657689最小壁厚最小壁厚3.54.05.06.0540MPa，全焊透，接管腐蝕裕量，全焊透，接管腐蝕裕量1mm。 法蘭連接二、容器的接口管與凸緣二、容器的接口管與凸緣用于裝置測量、控制儀表，或

33、連接其他設(shè)備和用于裝置測量、控制儀表，或連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。介質(zhì)的輸送管道。 接口管接口管 焊接設(shè)備的接口管長度焊接設(shè)備的接口管長度法蘭連接鑄造設(shè)備接管可與筒體一并鑄出。鑄造設(shè)備接管可與筒體一并鑄出。螺紋管主要用來接溫度計、壓力表或液面螺紋管主要用來接溫度計、壓力表或液面計等，陰螺紋或陽螺紋。計等，陰螺紋或陽螺紋。 法蘭連接 凸緣凸緣接管長度必須很接管長度必須很短時可用凸緣代短時可用凸緣代替替( (又叫又叫突出接突出接口口) )凸緣本身有加強作用，不需另外補強。凸緣本身有加強作用，不需另外補強。當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中，取出較困難。當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中，取出較困難。凸緣與管道法蘭配用，聯(lián)

34、接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用的管法蘭來確凸緣與管道法蘭配用，聯(lián)接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用的管法蘭來確定。定。法蘭連接三、手孔與人孔三、手孔與人孔檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)件。件。 手孔直徑手孔直徑150mm150mm250mm250mm，標準手孔公，標準手孔公稱直徑有稱直徑有DNDN150150和和DNDN250250兩種。兩種。手孔結(jié)構(gòu)：容器上接一短管，其上蓋一盲手孔結(jié)構(gòu)：容器上接一短管，其上蓋一盲板。板。法蘭連接人孔：人孔：設(shè)備直徑超過設(shè)備直徑超過900mm900mm，有手孔也設(shè)人孔。，有手孔也設(shè)人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓形。人孔的形狀有圓形和橢圓形。橢圓形人

35、孔短軸與筒身軸線平行。橢圓形人孔短軸與筒身軸線平行。圓形人孔直徑圓形人孔直徑400mm400mm600mm600mm，容器壓力，容器壓力不高或有特殊需要時，直徑可以大一些。不高或有特殊需要時，直徑可以大一些。橢圓形人孔橢圓形人孔( (或稱長圓形人孔或稱長圓形人孔) )的最小尺寸為的最小尺寸為400mm400mm300mm300mm。法蘭連接人孔：筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄。人孔：筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄。使用中常打開，可用快開式結(jié)構(gòu)人使用中常打開，可用快開式結(jié)構(gòu)人孔。孔。法蘭連接手孔（手孔（HG21515HG2151521527-9521527-95）和人孔）和人孔（HG21528HG2152821

36、535-9521535-95）已有標準，）已有標準，設(shè)計時根據(jù)設(shè)備的公稱壓力，工作溫度設(shè)計時根據(jù)設(shè)備的公稱壓力，工作溫度以及所用材料等按標準直接選用。以及所用材料等按標準直接選用。 法蘭連接四、視鏡與液面計四、視鏡與液面計 視鏡視鏡 觀察內(nèi)部，也可用作物料液面指示鏡。觀察內(nèi)部，也可用作物料液面指示鏡。分為不帶頸視鏡和帶頸視鏡。分為不帶頸視鏡和帶頸視鏡。法蘭連接不帶頸視鏡不帶頸視鏡凸緣構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，凸緣構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，不易結(jié)料，有比較寬闊的視察范圍。不易結(jié)料，有比較寬闊的視察范圍。法蘭連接當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時，則需當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時，則需采用帶頸視鏡。采用帶頸視鏡。視鏡已

37、經(jīng)標準化，化工生產(chǎn)中常用的還有壓力容視鏡已經(jīng)標準化，化工生產(chǎn)中常用的還有壓力容器視鏡、帶燈視鏡、帶燈有沖洗孔的視鏡、組合器視鏡、帶燈視鏡、帶燈有沖洗孔的視鏡、組合視鏡等。視鏡等。法蘭連接 液面計液面計 公稱壓力不超過公稱壓力不超過0.7MPa0.7MPa，開長條孔，矩形凸緣或法蘭把玻，開長條孔，矩形凸緣或法蘭把玻璃固定在設(shè)備上。璃固定在設(shè)備上。承壓容器，一般都是將液面計通過法蘭、活接頭或螺紋接承壓容器，一般都是將液面計通過法蘭、活接頭或螺紋接頭與設(shè)備聯(lián)接在一起。頭與設(shè)備聯(lián)接在一起。法蘭連接設(shè)備直徑大，可同時用幾組液面計接管。設(shè)備直徑大，可同時用幾組液面計接管。現(xiàn)有標準中有反射式玻璃板液面計、反射式防霜液面計、現(xiàn)有標準中有反射式玻璃板液面計、反射式防霜液面計、透光式板式液面計和磁性液面計。透光式板式液面計和磁性液面計。法蘭連接思考題：思考題：1 1、為什么壓力容器殼體上開孔尺寸較小時、為什么壓力容器殼體上開孔尺寸較小時可不另行補強？可不另行補強？2 2、GB150-1998GB150-1998對壓力容器開孔的最大直徑對壓力容器開孔的最大直徑是如何規(guī)定的？是如何規(guī)定的？