压力容器设计－法兰与补强.ppt

,四、密封装置设计,螺栓法兰连接结构及密封设计,高压密封结构,螺栓法兰连接结构,,密封机理,泄漏形式,,螺栓法兰连接的密封条件,2、操作工况---工作密封条件操作密封比压----操作时，为保证密封，垫片单位面积上必须维持的压紧力，通常取m倍的计算压力（mPC）。,保证密封的条件,预紧时，法兰密封面上的比压不低于预紧密封比压y,工作时，法兰密封面上的比压不低于操作密封比压，即m倍的介质计算压力,,密封性设计（压紧面、垫片、螺栓）,法兰标准简介,法兰强度计算方法简介,螺栓法兰连接设计,压紧面形式,平面形、O形、波形、齿形、八角形、椭圆形等,①非金属垫片常用材料石棉橡胶板、橡胶板、聚四氟乙烯、合成纤维、石墨等。②金属垫片常用材料铜、铝、低碳钢、不锈钢、合金等。③组合式垫片包括金属包垫片；缠绕式垫片；带骨架的非金属垫片等。,垫片形状,垫片类型,垫片,垫片断面形式,,①要有全面的观念，综合考虑温度、压力、介质、压紧面形式等方面要求，其中温度和压力是影响密封的主要因素，也是选择垫片的主要依据。②在保证密封的前提下，尽量选用结构简单、价格便宜、便于安装和更换的垫片。③依据标准和规范，重视实践经验。垫片选用表（表4-10）,垫片选择原则,1、预紧工况FaπDGbyDG---垫片计算直径b---垫片有效密封宽度螺栓载荷WaFa,2、操作工况FP2πDGbmPC螺栓载荷WPFFP2πDGbmPC,螺栓载荷,螺栓设计,预紧工况操作工况取Ammax＜Aa，AP＞,螺栓直径,,,螺栓间距的限制,,,法兰类型,法兰公称直径（DN）与法兰相配的筒体、封头或管子的公称直径。法兰公称压力（PN）指定材料的法兰在指定温度下的最大工作压力。,*两个体系间不能互相配用,注意,,法兰强度计算方法简介,应力分析模型,法兰强度校核条件,,高压密封结构,特点●强制式密封●采用窄面金属垫片●主螺栓直径大适用范围t≤200CDi≤1000mm,平垫密封,缺点螺纹套筒可能锈蚀而拆卸困难。（螺纹套筒可用主螺栓代替）,适用范围大直径、高压力,卡扎里密封,双锥密封,1、全自紧式密封，压力和温度的波动不会影响密封可靠性。2、取消了主螺栓，使筒体端部尺寸减小。零件多、结构复杂。,优点,缺点,伍德密封,C形环密封,O形环密封,其它密封结构,,高压管道密封,,1、改善密封接触表面2、改进垫片结构3、采用焊接密封元件,提高高压密封性能的措施,,平垫密封,螺栓法兰密封设计计算,,螺栓载荷计算,双锥密封,1、预紧载荷分析,,（2）消除径向间隙g所需螺栓力,（1）内压对平盖的轴向力,（3）回弹力的轴向分力,,五、开孔和开孔补强设计,★强度削弱★不连续应力★局部应力★焊接缺陷和残余应力,开孔接管部位的应力集中,允许不另行补强的最大开孔直径,,,开孔最大直径的限制,有效补强范围,,,,（一）开孔削弱的面积,内压圆筒或球壳,外压圆筒或球壳,平盖（开孔直径d≤0.5Di时）,（二）补强金属面积,壳体,接管,焊缝,补强圈面积,接管方位,