第八章化工容器第一節壓力容器的結構及其分類第八章化工容器第一節壓力容器的結構1復習1、什么是壓力容器？2、什么是薄壁容器？3、工作溫度為250度的是什么容器？4、無毒的無害的低壓容器、中壓容器、高壓容器分別屬于第幾類壓力容器？5、易燃介質或毒性程度中度危害介質的低壓反應容器和儲存容器屬于第幾類壓力容器？復習1、什么是壓力容器？2四、壓力容器的主要零部件

壓力容器由殼體（筒體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視鏡等組成。

1、封頭封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個主要承壓部件。所起的作用是密封作用。

四、壓力容器的主要零部件壓力容器由殼體（筒3封頭的分類：主要有：凸形、錐形、平板形凸形封頭有：半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭、無折邊形球面型封頭錐形封頭：主要用于容器的下端，便于排放黏度較高或呈懸浮狀的物料。平板封頭：在壓力容器中一般用做人孔及手孔的盲板。封頭的分類：4封頭（1）半球形在同樣的承壓條件下應力最小，故可選用較小的壁厚，節省材料，強度高。（2）橢圓形在橢圓形封頭中，橢圓曲線是連續變化的光滑曲線，沒有形狀突變處，因此受力情況比較好，僅次于半球形封頭。

封頭（1）半球形5封頭（3）碟形制造容易，可以模壓成型。缺點是過渡部分半徑較小，封頭在該區域產生較大的附加應力，因而有可能產生周向裂紋。（4）無折邊球面形結構簡單，制造容易。常用于分隔封頭或直徑較小、壓力較低的容器。封頭（3）碟形6封頭（5）錐形主要用于不同直徑圓筒的過渡連接，以及介質中含有固體顆粒或介質黏度較高時容器的下部出料口。（6）平板形結構簡單，制造容易。受力差，厚度要大。一般用于常壓或直徑較小的高壓容器上。封頭（5）錐形7法蘭連接法蘭連接8左上一圖為連接塔節與塔節的容器法蘭

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

右下二圖為管法蘭左上一圖為連接塔節與塔節的容器法蘭

左上二圖為連接接管的管法9法蘭連接2、法蘭連接法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。（1）法蘭連接的組成一對法蘭、數個螺栓、螺母和一個墊片組成。判斷法蘭連接是否失效的準則：能否防止泄露.法蘭連接2、法蘭連接10法蘭連接2、法蘭連接法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。（2）法蘭的結構形式

法蘭盤、法蘭頸部及容器或接管三者能有效地連接成一整體的結構。法蘭盤沒有與容器或接管連成整體。整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間。任意式法蘭松式法蘭整體法蘭法蘭連接2、法蘭連接法蘭盤、法蘭頸部及容器或接管11法蘭連接（3）法蘭連接的密封

1）密封機理法蘭的主要失效形式：泄露流體在墊片處的泄露形式：滲透泄露、界面泄露。滲透泄露：流體通過墊片材料的本體毛細管的泄露，除了受介質壓力、溫度、黏度、分子結構等流體狀態性能的影響外，主要與墊片的結構和材質有關。界面泄露：是指流體從墊片與法蘭接觸面泄露，泄露量的大小主要與界面間隙尺寸有關，是法蘭連接的主要泄露形式。法蘭連接（3）法蘭連接的密封12

思考：管道的法蘭連接處發生泄漏，經檢查，發現金屬墊片受到較嚴重的腐蝕，請判斷該種泄漏為何種泄漏？思考：管道的法蘭連接處發生泄漏，經檢查，發現13法蘭連接（3）法蘭連接的密封

2）影響密封的主要因素

螺栓預緊力：就是在擰螺栓過程中擰緊力矩作用下的螺栓與被聯接件之間產生的沿螺栓軸心線方向的預緊力。

墊片性能：墊片的變形能力和回彈能力。

密封面的形式和表面性能、法蘭剛度、操作條件等。法蘭連接（3）法蘭連接的密封14法蘭連接（3）法蘭連接的密封3）密封面形式。法蘭密封面又稱壓緊面。常用法蘭密封面的結構、特點及應用見8-2。P142

法蘭連接（3）法蘭連接的密封15法蘭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個突出的光滑平面，有時在平面上車出2～３條小溝槽。這種密封面結構簡單，加工方便，便于進行防腐襯里。但螺栓上緊后，墊圈材料容易往兩側伸展，不易壓緊，常用于壓力不高且介質無毒的場合。法蘭的密封面形式平面型凹凸面型（1）平面型密封面密封表面16（2）凹凸型密封面由一個凸面和一個凹面所組成，在凹面上放置墊圈，壓緊時，由于凹面外側有擋臺，墊圈不會擠出來，墊片便于對中，但寬度較大，需較大的螺栓預緊力。凹凸面型（2）凹凸型密封面由一個凸面和一個凹面所組成，在凹面上放17（3）榫槽型密封面密封面由一個榫和一個槽所組成，墊圈放在草內。這種密封面采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度16-25mm，容易獲得良好的密封效果。適用于密封易燃、易爆、有毒介質。密封面的凸面部分容易碰壞，運輸與裝拆時都應注意。結構復雜，制造不便。（4）梯形槽密封面壓緊面用于較高壓力場合。密封性能好，耐高溫、高壓，但加工困難。榫槽型密封面梯形槽（3）榫槽型密封面密封面由一個榫和一個槽所組成，墊圈放在18法蘭連接（3）法蘭連接的密封4）墊片。

非金屬墊片橡膠墊、石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊和膨脹(或柔性)石墨墊柔軟，耐腐蝕，價格便宜，但耐溫度和壓力的性能較差；多用于常溫、中溫和中、低壓容器或管道的法蘭密封.金屬墊片組合式墊片法蘭連接（3）法蘭連接的密封19法蘭連接

4）墊片。

金屬墊片

金屬墊片具有耐高溫、耐高壓、耐油、耐腐蝕等優點。常用的有金屬齒形墊、金屬平墊、金屬環形墊等。金屬墊片材料一般并不要求強度高，而是要求韌性好。常用的金屬墊材料有軟鋁、鋼、純鐵、軟鋼（08、l0號鋼）、鉻鋼（0Crl3）和不銹鋼(0Crl8Ni9、00Crl7Nil4Mo2）

法蘭連接4）墊片。20

組合式墊片

增加了回彈性，提高了耐蝕性、耐熱性和密封性能，適用于較高壓力和溫度的場合。常用的組合墊片有金屬包墊片、金屬纏繞墊片和帶骨架的非金屬墊片。纏繞式墊片由金屬薄帶、石棉帶、聚四氟乙烯帶、柔性石棉帶相間纏繞而成。組合式墊片21(4)法蘭標準石油、化工上用的法蘭標準有兩類，一類是壓力容器法蘭標準一類是管法蘭標準(4)法蘭標準22壓力容器法蘭三種形式：甲型平焊法蘭壓力容器法蘭三種形式：23甲型平焊法蘭就是一個截面基本為矩形的圓環（法蘭盤），它直接與容器的筒體或封頭焊接。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，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。所以適用于壓力等級較低和筒體直徑較小的范圍。甲型平焊法蘭就是一個截面基本為矩形的圓環（法蘭盤），它直接與24乙型平焊法蘭與甲型相比是除法蘭盤外增加了一個厚度大于筒體壁厚的短節。增加整個法蘭的剛度，又可使容器器壁避免承受附加彎矩。適用于較大直徑和較高壓力的條件。長頸對焊法蘭是用根部增厚的頸取代了乙型平焊法蘭中的短節。頸的存在提高了法蘭的剛性，同時由于頸的根部厚度比筒體厚，所以降低了根部的彎曲應力。此外，法蘭與筒體（或管壁）的聯接是對接焊縫，比平焊法蘭的角焊縫強度好，故其適用于壓力、溫度較高或設備直徑較大的場合。乙型平焊法蘭與甲型相比是除法蘭盤外增加了一個厚度大于筒體壁厚25小結１、封頭的分類２、法蘭的連接１）法蘭的組成２）法蘭的結構形式３）法蘭連接的密封４）法蘭標準小結１、封頭的分類26作業思考1.法蘭墊片密封的原理是什么？影響密封的因素有哪些？2.法蘭的型式有哪些？各有什么特點？3.法蘭密封面型式有哪些？各適用什么場合？4.常用的墊片材料有哪些？作業思考1.法蘭墊片密封的原理是什么？影響密封的因素有哪些？27謝謝！！謝謝！！28演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！29第八章化工容器第一節壓力容器的結構及其分類第八章化工容器第一節壓力容器的結構30復習1、什么是壓力容器？2、什么是薄壁容器？3、工作溫度為250度的是什么容器？4、無毒的無害的低壓容器、中壓容器、高壓容器分別屬于第幾類壓力容器？5、易燃介質或毒性程度中度危害介質的低壓反應容器和儲存容器屬于第幾類壓力容器？復習1、什么是壓力容器？31四、壓力容器的主要零部件

壓力容器由殼體（筒體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視鏡等組成。

1、封頭封頭是壓力容器上的端蓋，是壓力容器的一個主要承壓部件。所起的作用是密封作用。

四、壓力容器的主要零部件壓力容器由殼體（筒32封頭的分類：主要有：凸形、錐形、平板形凸形封頭有：半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭、無折邊形球面型封頭錐形封頭：主要用于容器的下端，便于排放黏度較高或呈懸浮狀的物料。平板封頭：在壓力容器中一般用做人孔及手孔的盲板。封頭的分類：33封頭（1）半球形在同樣的承壓條件下應力最小，故可選用較小的壁厚，節省材料，強度高。（2）橢圓形在橢圓形封頭中，橢圓曲線是連續變化的光滑曲線，沒有形狀突變處，因此受力情況比較好，僅次于半球形封頭。

封頭（1）半球形34封頭（3）碟形制造容易，可以模壓成型。缺點是過渡部分半徑較小，封頭在該區域產生較大的附加應力，因而有可能產生周向裂紋。（4）無折邊球面形結構簡單，制造容易。常用于分隔封頭或直徑較小、壓力較低的容器。封頭（3）碟形35封頭（5）錐形主要用于不同直徑圓筒的過渡連接，以及介質中含有固體顆粒或介質黏度較高時容器的下部出料口。（6）平板形結構簡單，制造容易。受力差，厚度要大。一般用于常壓或直徑較小的高壓容器上。封頭（5）錐形36法蘭連接法蘭連接37左上一圖為連接塔節與塔節的容器法蘭

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

右下二圖為管法蘭左上一圖為連接塔節與塔節的容器法蘭

左上二圖為連接接管的管法38法蘭連接2、法蘭連接法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。（1）法蘭連接的組成一對法蘭、數個螺栓、螺母和一個墊片組成。判斷法蘭連接是否失效的準則：能否防止泄露.法蘭連接2、法蘭連接39法蘭連接2、法蘭連接法蘭連接和螺紋連接是常見的可拆連接結構。（2）法蘭的結構形式

法蘭盤、法蘭頸部及容器或接管三者能有效地連接成一整體的結構。法蘭盤沒有與容器或接管連成整體。整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間。任意式法蘭松式法蘭整體法蘭法蘭連接2、法蘭連接法蘭盤、法蘭頸部及容器或接管40法蘭連接（3）法蘭連接的密封

1）密封機理法蘭的主要失效形式：泄露流體在墊片處的泄露形式：滲透泄露、界面泄露。滲透泄露：流體通過墊片材料的本體毛細管的泄露，除了受介質壓力、溫度、黏度、分子結構等流體狀態性能的影響外，主要與墊片的結構和材質有關。界面泄露：是指流體從墊片與法蘭接觸面泄露，泄露量的大小主要與界面間隙尺寸有關，是法蘭連接的主要泄露形式。法蘭連接（3）法蘭連接的密封41

思考：管道的法蘭連接處發生泄漏，經檢查，發現金屬墊片受到較嚴重的腐蝕，請判斷該種泄漏為何種泄漏？思考：管道的法蘭連接處發生泄漏，經檢查，發現42法蘭連接（3）法蘭連接的密封

2）影響密封的主要因素

螺栓預緊力：就是在擰螺栓過程中擰緊力矩作用下的螺栓與被聯接件之間產生的沿螺栓軸心線方向的預緊力。

墊片性能：墊片的變形能力和回彈能力。

密封面的形式和表面性能、法蘭剛度、操作條件等。法蘭連接（3）法蘭連接的密封43法蘭連接（3）法蘭連接的密封3）密封面形式。法蘭密封面又稱壓緊面。常用法蘭密封面的結構、特點及應用見8-2。P142

法蘭連接（3）法蘭連接的密封44法蘭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個突出的光滑平面，有時在平面上車出2～３條小溝槽。這種密封面結構簡單，加工方便，便于進行防腐襯里。但螺栓上緊后，墊圈材料容易往兩側伸展，不易壓緊，常用于壓力不高且介質無毒的場合。法蘭的密封面形式平面型凹凸面型（1）平面型密封面密封表面45（2）凹凸型密封面由一個凸面和一個凹面所組成，在凹面上放置墊圈，壓緊時，由于凹面外側有擋臺，墊圈不會擠出來，墊片便于對中，但寬度較大，需較大的螺栓預緊力。凹凸面型（2）凹凸型密封面由一個凸面和一個凹面所組成，在凹面上放46（3）榫槽型密封面密封面由一個榫和一個槽所組成，墊圈放在草內。這種密封面采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度16-25mm，容易獲得良好的密封效果。適用于密封易燃、易爆、有毒介質。密封面的凸面部分容易碰壞，運輸與裝拆時都應注意。結構復雜，制造不便。（4）梯形槽密封面壓緊面用于較高壓力場合。密封性能好，耐高溫、高壓，但加工困難。榫槽型密封面梯形槽（3）榫槽型密封面密封面由一個榫和一個槽所組成，墊圈放在47法蘭連接（3）法蘭連接的密封4）墊片。

非金屬墊片橡膠墊、石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊和膨脹(或柔性)石墨墊柔軟，耐腐蝕，價格便宜，但耐溫度和壓力的性能較差；多用于常溫、中溫和中、低壓容器或管道的法蘭密封.金屬墊片組合式墊片法蘭連接（3）法蘭連接的密封48法蘭連接

4）墊片。

金屬墊片

金屬墊片具有耐高溫、耐高壓、耐油、耐腐蝕等優點。常用的有金屬齒形墊、金屬平墊、金屬環形墊等。金屬墊片材料一般并不要求強度高，而是要求韌性好。常用的金屬墊材料有軟鋁、鋼、純鐵、軟鋼（08、l0號鋼）、鉻鋼（0Crl3）和不銹鋼(0Crl8Ni9、00Crl7Nil4Mo2）

法蘭連接4）墊片。49

組合式墊片

增加了回彈性，提高了耐蝕性、耐熱性和密封性能，適用于較高壓力和溫度的場合。常用的組合墊片有金屬包墊片、金屬纏繞墊片和帶骨架的非金屬墊片。纏繞式墊片由金屬薄帶、石棉帶、聚四氟乙烯帶、柔性石棉帶相間纏繞而成。組合式墊片5