1、第第6章章 容器零部件容器零部件第一節、法蘭連接第一節、法蘭連接第二節、容器支座第二節、容器支座第三節、容器的開孔補強第三節、容器的開孔補強第四節、容器附件第四節、容器附件在石油、化工設備和管道中，由于生產工藝的要求，或者為制造、在石油、化工設備和管道中，由于生產工藝的要求，或者為制造、運輸、安裝、檢修方便，常采用運輸、安裝、檢修方便，常采用可拆卸的可拆卸的聯接結構。常見的可拆卸聯接結構。常見的可拆卸結構有結構有法蘭聯接、螺紋聯接和承插式聯接法蘭聯接、螺紋聯接和承插式聯接。采用可拆卸聯接之后，。采用可拆卸聯接之后，確保接口密封的可靠性，是保證化工裝置正常運行的必要條件。由確保接口密封的可靠性，

2、是保證化工裝置正常運行的必要條件。由于法蘭聯接有較好的強度和緊密性，適用的尺寸范圍寬，在設備和于法蘭聯接有較好的強度和緊密性，適用的尺寸范圍寬，在設備和管道上都能應用，所以應用最普遍。但法蘭聯接時，不能很快地裝管道上都能應用，所以應用最普遍。但法蘭聯接時，不能很快地裝配與拆卸，制造成本較高。配與拆卸，制造成本較高。設備法蘭與管法蘭均已制定出標準。在很大的公稱直徑和公稱壓力設備法蘭與管法蘭均已制定出標準。在很大的公稱直徑和公稱壓力范圍內，法蘭規格尺寸都可以從標準中查到，只有少量超出標準規范圍內，法蘭規格尺寸都可以從標準中查到，只有少量超出標準規定范圍的法蘭，才需進行設計計算。定范圍的法蘭，才需進

3、行設計計算。第一節、法蘭連接第一節、法蘭連接法蘭聯接結構是組合件，是由一對法蘭、若干螺栓、螺母和一個墊片所組成。法蘭聯接結構是組合件，是由一對法蘭、若干螺栓、螺母和一個墊片所組成。在實際應用中，壓力容器由于聯接件或被聯接件的強度破壞所引起法蘭密封失在實際應用中，壓力容器由于聯接件或被聯接件的強度破壞所引起法蘭密封失效是很少見的，較多的是因為密封不好而泄漏。故效是很少見的，較多的是因為密封不好而泄漏。故法蘭聯接的設計中主要解決法蘭聯接的設計中主要解決的問題是防止介質泄漏的問題是防止介質泄漏。1. 1. 法蘭連接結構與密封原理法蘭連接結構與密封原理 1). 法蘭在螺栓預緊力的作用下，把處于密封面之

4、間的墊片法蘭在螺栓預緊力的作用下，把處于密封面之間的墊片壓緊。施加于單位面積上的壓力（壓緊應力）必須達到一定的數壓緊。施加于單位面積上的壓力（壓緊應力）必須達到一定的數值才能使墊片變形而被壓實，密封面上由機械加工形成的微隙被值才能使墊片變形而被壓實，密封面上由機械加工形成的微隙被填滿，形成填滿，形成初始密封條件初始密封條件。所需的這個壓緊應力叫墊片密封比壓。所需的這個壓緊應力叫墊片密封比壓力，單位為力，單位為MPa。密封比壓力主要決定于墊片材質。密封比壓力主要決定于墊片材質。法蘭密封原理 2). 當設備或管道在工作狀態時，介質內壓形成的軸向力使當設備或管道在工作狀態時，介質內壓形成的軸向力使螺

5、栓被拉伸，法蘭密封面沿著彼此分離的方向移動，降低了密封螺栓被拉伸，法蘭密封面沿著彼此分離的方向移動，降低了密封面與墊片之間的壓緊應力。如果墊片具有足夠的回彈能力，使壓面與墊片之間的壓緊應力。如果墊片具有足夠的回彈能力，使壓縮變形的回復能補償螺栓和密封面的變形，而使預緊密封比壓值縮變形的回復能補償螺栓和密封面的變形，而使預緊密封比壓值至少降到不小于某一值至少降到不小于某一值(這個比壓值稱為工作密封比壓這個比壓值稱為工作密封比壓)，則法蘭，則法蘭密封面之間能夠保持良好的密封狀態。反之，墊片的回彈力不足，密封面之間能夠保持良好的密封狀態。反之，墊片的回彈力不足，預緊密封比壓下降到工作密封比壓以下，甚

6、至密封處重新出現縫預緊密封比壓下降到工作密封比壓以下，甚至密封處重新出現縫隙，則此密封失效。隙，則此密封失效。法蘭密封原理 3). 因此，為了實現法蘭聯接處的密封，必須使密封組合件因此，為了實現法蘭聯接處的密封，必須使密封組合件各部分的變形與操作條件下的密封條件相適應，即使密封元件在各部分的變形與操作條件下的密封條件相適應，即使密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。為此，螺栓和法操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。為此，螺栓和法蘭都必須具有足夠大的強度和剛度，使螺栓在容器內壓形成的軸蘭都必須具有足夠大的強度和剛度，使螺栓在容器內壓形成的軸向力作用下不發生過大的變形。向力作用

7、下不發生過大的變形。法蘭密封原理預緊密封比壓預緊密封比壓：形成初始密封條件時在墊片單位面積上受到的壓緊力；工作密封比壓工作密封比壓：一個已經形成初始密封條件的法蘭連接，在通入介質后為了不使介質泄漏，在密封面與墊圈之間所必須保留下來的最低比壓。2. 2. 法蘭的結構與分類法蘭的結構與分類按接觸面分類：窄面法蘭寬面法蘭 平焊法蘭（圖平焊法蘭（圖(a)、(b)） 法蘭盤焊接在設備筒體或管道上，制造容易，應法蘭盤焊接在設備筒體或管道上，制造容易，應用廣泛，但剛性較差。法蘭受力后，法蘭盤的矩形截面發生微小轉動，見用廣泛，但剛性較差。法蘭受力后，法蘭盤的矩形截面發生微小轉動，見下圖，與法蘭相聯的筒壁或管壁

8、隨著發生彎曲變形。于是在法蘭附近筒壁下圖，與法蘭相聯的筒壁或管壁隨著發生彎曲變形。于是在法蘭附近筒壁的截面上，將產生附加的彎曲應力。所以平焊法蘭適用的壓力范圍較低的截面上，將產生附加的彎曲應力。所以平焊法蘭適用的壓力范圍較低（PN1500mm，開孔最大直徑dDi/3，且d1000mm; 凸形封頭或球殼開孔的最大直徑dDi/2； 錐殼或錐形封頭開孔的最大直徑dDi/3，Di為開孔中心處的錐體內徑； 在橢圓形或蝶形封頭過渡部分開孔時，其孔的中心線宜垂直于封頭表面。 4.1 4.1 適用的開孔范圍適用的開孔范圍當采用局部補強時，筒體及封頭上開孔的最大直徑不得超過以下數值：當采用局部補強時，筒體及封頭

9、上開孔的最大直徑不得超過以下數值：d：開孔直徑；S：圓筒或球殼開孔處的計算壁厚；Set：接管有效厚度；fr：強度削弱系數，等于設計溫度下接管材料與殼體材料許用應力之比，若大于1，按fr=1計算；4.2 4.2 容器殼體開孔補強的要求容器殼體開孔補強的要求AretfSSdSA124.3 4.3 開孔有效補強范圍開孔有效補強范圍有效寬度：有效寬度：ntnSSdBdB222取二者較大值有效高度：有效高度：接管實際外伸高度11hdShnt取二者較小值外側高度：外側高度：內側高度：內側高度：接管實際內伸高度11hdShnt取二者較小值 A1的計算的計算4.4 4.4 補強面積的計算補強面積的計算reet

10、efSSSSSdBA121 A2的計算的計算retrtetfCShfSShA221222 A3：一般遠遠小于：一般遠遠小于A1與與A21)1)補強材料一般需與殼體材料相同，若補強材料許用應力小于殼補強材料一般需與殼體材料相同，若補強材料許用應力小于殼體材料許用應力，則補強面積應按殼體材料與補強材料許用應體材料許用應力，則補強面積應按殼體材料與補強材料許用應力之比而增加；若補強材料許用應力大于殼體材料許用應力，力之比而增加；若補強材料許用應力大于殼體材料許用應力，則所需補強面積也不得減少；則所需補強面積也不得減少；2)2)當相鄰兩孔中心距小于該兩孔平均直徑的兩倍時，其補強面積當相鄰兩孔中心距小于

11、該兩孔平均直徑的兩倍時，其補強面積不應小于各孔單孔補強所需面積，而且必須將總補強面積中不不應小于各孔單孔補強所需面積，而且必須將總補強面積中不少于少于50%50%的面積置于兩孔之間，在計算各孔單獨補強所需面積的面積置于兩孔之間，在計算各孔單獨補強所需面積時，補強范圍區內重疊的多余面積，如果作為補強金屬計入時，時，補強范圍區內重疊的多余面積，如果作為補強金屬計入時，不得重復計算；不得重復計算；4.5 4.5 關于補強的幾個小點：關于補強的幾個小點：1)1)1 12)2)1 13)3)當多個開孔集中在一起時，且其中任意兩孔中心距均小于該兩當多個開孔集中在一起時，且其中任意兩孔中心距均小于該兩孔平均

12、直徑的孔平均直徑的1.331.33倍時，可以按一個假想孔對待，這個假象孔倍時，可以按一個假想孔對待，這個假象孔將該處幾個小孔都包括在內。將該處幾個小孔都包括在內。第四節、容器附件第四節、容器附件1. 1. 接口管接口管 設備上的接口管與凸緣，既可用于裝置測量、控制儀表，也可用于連接其他設備和介質的輸送管道。公稱直徑公稱直徑DN不保溫接管長不保溫接管長保溫設備接管長保溫設備接管長 適用公稱壓力適用公稱壓力PN（MPa）15801304.020501001501.670350150 2001.6705001.0接管長度及其應用范圍2. 2. 凸緣凸緣 當接管長度必須很短時，可用凸緣(又叫突出接口)

13、來代替接管，如圖所示。凸緣本身具有加強開孔的作用，不需再另外補強。缺點是當螺柱折斷在螺栓孔中時，取出較困難。由于凸緣與管道法蘭配用，因此它的聯接尺寸應根據所選用的管法蘭來確定。壓力容器開設手孔和人孔是為了檢查設備的內部空間以及安裝和拆卸設備的內部構件。手孔直徑一般為150mm250mm，標準手孔公稱直徑有DN150和DN250兩種。手孔的結構一般是在容器上接一短管，并在其上蓋一盲板。當設備的直徑超過900mm時，不僅開有手孔，必要時還應開設人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。橢圓形人孔的短軸應與受壓容器的筒身軸線平行。圓形人孔的直徑一般為400mm600mm，容器壓力不高或有特殊需要時，直徑可

14、以大一些。橢圓形人孔(或稱長圓形人孔)的最小尺寸為400mm300mm。手孔（HG2151521527-95）和人孔（HG2152821535-95）已制有標準，設計時可根據設備的公稱壓力，工作溫度以及所用材料等按標準直接選用。3. 3. 手孔與人孔手孔與人孔回轉蓋快開人孔 視鏡除了用來觀察設備內部情況外，也可用作物料液面指示鏡。 視鏡玻璃容易因沖擊、震動或高溫劇變而可能發生事故時，可選用雙層玻璃安全視鏡或帶罩視鏡； 視鏡分為兩種：4. 4. 視鏡視鏡不帶頸視鏡：不帶頸視鏡：用凸緣構成的視鏡，其結構簡單，不易結料，有比較寬闊的視察范圍。帶頸視鏡：帶頸視鏡：當視鏡需要斜裝或設備直徑較小時，則采用帶頸視鏡。在現有標準中，有反射式玻璃板液面計、反射式防霜液面計、透在現有標準中，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。光式板式液面計和磁性液面計。液面計種類很多。公稱壓力不超過液面計種類很多。公稱壓力不超過0.7