化工设备机械基础9-容器零部

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1、化工设备通用零部件1、概述2、筒体和封头3、法兰联接4、设备支座5、设备的开孔和附件1概述1.1公称直径公称直径(nominaldiameter)，又称平均外径(meanoutsidediameter)。公称直径是公制mm为基准的，称DN(metricunit)单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼：（1）以公制(mm)为基准，称DN(metricunit)（2）以英制(inch)为基准，称NB(inchunit)（3）DN(nominaldiameter)；NB(nominalbore)；OD(outsidediameter)a压

2、力容器的公称直径（DN）钢板卷制的筒体和成形封头，公称直径是指内径筒体直径较小时，可采用无缝钢管，公称直径等于钢管外径b管子的公称直径管子的公称通径既不是内径也不是外径，而是一个略小于外径的值；法兰的公称直径是指与它相配的筒体或管子的公称直径。1.2公称压力公称压力（nominalpressure）是压力容器或管道的标准化压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数值。主要是指标准件如法兰、阀门等规定了一系列标准以便于在实际过程中进行选用，而不需要每次都要进行计算。如法兰公称压力：0.25

3、、0.6、1.0、1.6等等，公称直径：10、15、20等等。当然选用时过程中要注意应力、温度和材料影响。公称压力不是设计压力，一般来讲，公称压力要比设计压力大。2筒体与封头2.2封头JB/T4746-2002椭圆形封头：DN=Di，曲面高度＝Di/4，直边高度可有多个数值，主要由封头的公称直径和厚度同时决定。蝶形封头：折边锥形封头：球冠型封头：2.1筒体筒体一般由钢板卷制而成，其公称直径等于内径；直径较小时可选用无缝钢管。设计时筒体的公称直径必须符合国家标准，否则就没有标准的封头与之相配。3法兰联接法兰联接的特点（1）密封可靠；（2）强度足够；（3）适用

4、面广；（4）可拆结构；（5）经济合理。3.1法兰的工作原理（1）密封原理法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫圈压紧，使垫圈变形，把法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样就达到了密封的要求。当设备或管道工作时，螺栓受到拉力的作用，使法兰密封面沿着彼此分离的方向移动，并降低了密封面与垫片间的压紧力，当这一压紧力降低到某一临界值以下时，介质将会泄漏，密封会失效。（2）法兰受力分析（b）工作时法兰上所受的外力多了一个由容器内压形成的轴向力Q。这时的螺栓力T2正好用来平衡轴向力Q和垫片反力N2，此时作用在法兰上的外力矩可以用一个由T2和Q+N2组成的力偶

5、来代替。增加法兰的厚度及与法兰盘联接处器壁的壁厚，减小螺栓力作用的力臂（即缩小螺栓中心圆直径），都能提高法兰的抗弯刚度；对带颈的法兰来说，增加颈的厚度对提高法兰强度，会有比增加法兰盘厚度有更好的效果。（a）预紧时法兰在螺栓预紧力T1和垫片反作用力N1的作用下处于平衡，但T1和N1构成力偶作用在法兰上。3.2法兰的结构与种类（1）按与设备的联结方式焊接法兰松套法兰螺纹法兰（2）按法兰的密封面形式平面型——压力不高、介质无毒；凹凸面型——压力稍高、介质易燃、易爆和有毒；榫槽型——压力较高、介质剧毒；环密封面——用于温度和压力波动、介质渗透大的场合。（3）按法兰

6、端面形状分类3.3影响法兰密封的因素（1）螺栓预紧力预紧力必须使垫片压紧并实现初始密封条件；同时预紧力也不能太大，否则将会使垫片被压坏或挤出。提高螺栓预紧力，可以增加垫片的密封能力。采取减小螺栓直径，增加螺栓个数的办法对密封是有利的。（2）压紧面（密封面）压紧面直接与垫片接触，它既传递螺栓力使垫片变形，同时也是垫片变形的表面约束。（3）垫片性能垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹能力是形成密封的必要条件。适合制作垫片的材料一般应耐腐蚀、不污染操作介质；具有良好的变形能力和回弹能力；要有一定的机械强度和适当的柔软性；在工作温度下不易变质硬化或软化。

7、法兰密封垫片的选择要有全面观点，要考虑操作介质的性质、操作压力和温度，以及需要密封的程度；亦要考虑垫片的性能、压紧面的形式、螺栓力的大小以及装卸要求等。最常用的垫片可分为非金属、金属以及非金属与金属混合制的垫片。非金属的垫片材料有石棉板、橡胶板、石棉－胶板及合成树脂（塑料），这些材料优点是柔软和耐腐蚀。耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只普遍用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。金属－非金属混合制垫片有金属包垫片和缠绕垫片等，前者是用石棉橡胶垫片外包以金属薄片；后者是薄低碳钢带与石棉一起绕制而成。它们较单纯的非金属垫片有较好的性能，适用的温度和压力

8、范围较高一些。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用的