化工容器基礎知識苯酐二車間孫磊前言

各種化工設備（如換熱器、精餾塔、貯罐等）的外殼叫作容器。生產中最常用的是圓筒形容器，它是由圓柱形筒體、封頭及附件等所組成的。包括法蘭、接管、支座、人孔或手孔、視鏡或液面計等，這些附件統稱為化工設備的通用零部件。

目錄13內壓圓筒容器外壓圓筒容器封頭5241法蘭人孔與手孔

根據承壓情況，可將容器分為受內壓和受外壓兩類。當容器內部物系的壓力大于外界壓力時，稱為內壓容器。反之，則稱為外壓容器。

按容器能承受工作壓力的大小，又可分為4個壓力等級。

1、內壓圓筒容器≥l00MPa10MPa~100MPa1.6MPa~10MPa0.1MPa~1.6MPa超高壓容器高壓容器中壓容器低壓容器

一般情況下，中、低壓容器大都是薄壁容器。對低壓和常壓容器，通常采用低碳鋼；對腐蝕嚴重或產品純度要求高的，可使用不銹鋼。

容器的結構尺寸和制造，在很大程度上取決于所選用的材料，不同材料的化工容器有不同的設計規定。1、內壓圓筒容器筒體的公稱直徑與制造方法有關。

一般直徑超過400mm時，常采用鋼板卷制筒體，其公稱直徑是指筒體的內徑。

采用標準鋼管作筒體時，容器的公稱直徑是指鋼管的外徑，其內徑要根據鋼管的不同壁厚算出。1、內壓圓筒容器2、外壓圓筒容器

容器外部的壓力大于容器內部的壓力時，稱為外壓容器。如減壓蒸餾、真空冷凝器等。

當外壓達到某一數值時。外壓容器的強度足夠，但會突然失去原來的形狀，發生壓癟的現象，稱為失穩現象。因此，保證外壓容器的穩定性是正常操作的必要條件，外壓容器失穩時的壓力稱為臨界壓力。

容器的操作壓力必須小于臨界壓力，要有一個安全裕量。真空圓筒體壁厚度2、外壓圓筒容器思考？我裝置區內哪些容器屬于內壓容器？哪些屬于外壓容器？

封頭又稱端蓋或頂蓋，是容器的重要組成部分。常見的形式有平板形、圓錐形、橢圓形和半球形等幾種。

3、封頭1、平板封頭由于受力狀態不好，要求的厚度大，故一般用于直徑小、壓力低的容器。2、錐形封頭用作底蓋，便于收集或卸除含固體的物料，它的錐角越大，其厚度也越大。3、封頭3、封頭

3、承壓容器以半球形和橢圓形封頭最有利，但半球形封頭的深度較深，制造較困難。

4、標準橢圓形封頭無論是幾何形狀或受力狀態都比較好，制造難度又不大，是圓筒形容器較合理的封頭形式。因此，在化工生產中得到廣泛應用。3、封頭思考？我裝置區內哪些容器使用了橢圓形封頭？4、法蘭

法蘭（Flange）又叫法蘭盤或突緣。是使管子與管子相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。法蘭分螺紋連接（絲接）法蘭和焊接法蘭。

法蘭連接有較好的強度和密封性，適用的尺寸范圍又廣，在設備和管路上都能應用。

法蘭連接由法蘭、墊片和螺栓三部分組成

在中低壓化工設備和管路中，常用的密封面有全平面（FF）、突面（RF）、凸面（M）、凹面（F）、榫面（T）、槽面（G）、環連接面（RJ）等幾種形式。一般情況下凹凸面（MF）、榫槽面（TG）、環連接面RJ都是配對使用的。

密封面選用的原則是：密封可靠，加工容易，裝配方便，成本低廉。4、法蘭4、法蘭分類平面型密封面結構簡單，加工方便，有時在平面上車制2～3條溝槽（又稱水線）上緊螺栓后，墊片易往兩邊擠，宜于壓力不高，物系無毒的場合。注：水線的通常結構是：截面呈倒直角三角形。其作用是法蘭連接時，形成迷宮密封，減少氣體或液體的泄漏量。4.1平面型法蘭平焊法蘭的剛性較差，適用于壓力小于4MPa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。4.2平焊法蘭和對焊法蘭4.3凹凸面法蘭凹凸型密封面在壓緊時，由于凹面外側有擋臺，墊片不會擠出來，故可用于壓力稍高處。4.4榫槽面法蘭

榫槽型密封面密封性能好，但結構和制造較復雜，更換槽中墊片費事，宜于易燃、易爆和有毒物系及壓力較高的場合。

墊片的種類有：非金屬軟墊片（石棉橡膠板、聚乙烯板等）、纏繞墊片、金屬墊片。選擇何種墊片材料，應根據物系的1、腐蝕性2、工作溫度3、壓力

決定。我裝置常用的墊片有石墨復合墊、四氟墊、金屬纏繞墊等。由于石棉含有致癌物質，現已不提介倡使用，發達國家已經基本不使用。4.5、墊片的分類4.5.1、石墨復合墊

石墨墊片根據使用需要可以加工成以下幾種形式：1.基本型石墨復合墊片2.包內邊石墨復合墊片3.包外邊石墨復合墊片4.內外包邊石墨復合墊片。

4.5.1、石墨復合墊包邊石墨墊片是對純切割石墨墊片的改進，內外圈包覆金屬薄片，即保持原有墊片的各項優異性能，又便于安裝、拆卸，不易損壞，同時也可以防止介質對墊片的侵蝕，提高了耐壓。常用包邊材料為304或316不銹鋼。分析：石墨墊片為什么要包邊？注意墊片中間的紅色部分分析：石墨墊片為什么要包邊？4.5.1、石墨復合墊使用范圍石墨復合墊，可以制作成各種各樣的圓型墊片，被廣泛用于管道、閥門、泵、壓力容器、熱交換器、冷凝器、發電機、空氣壓縮機、排氣管、制冷機等。4.5.2、金屬纏繞墊

金屬纏繞墊片采用304、316（“V”形或“W”形的金屬帶）及其它合金材料與石墨、聚四氟乙烯、石棉等軟性材料相互重疊螺旋纏繞而成，在開始及末端用點焊方式將金屬帶固定。

石墨金屬纏繞墊片使用溫度-200-850℃，使用壓力：≤25MPa"V"型金屬帶4.5.2、金屬纏繞墊使用范圍金屬纏繞墊適用于負荷不均勻、接合力易松弛，溫度與壓力周期性變化、有沖擊或震動的場合。是閥門、泵、換熱器、塔、人孔、手孔等法蘭連接處的靜密封原件，應用廣泛。

石墨金屬纏繞墊片使用溫度-200~850℃，使用壓力：≤25MPa末端點焊金屬纏繞墊分四種規格，為A、B、C、D四種型號。

A型

為基本型，即不帶環，完全由金屬帶和非金屬帶纏繞起來的。

4.5.3、金屬纏繞墊分類B型

為內環型，適用于MFM面（凹凸面法蘭）

4.5.3、金屬纏繞墊分類只有內環，沒有外環C型

為外環型，適用于RF面，但是壓力低于6.3MPa4.5.3、金屬纏繞墊分類D型

為內外環型，適用于RF面4.5.3、金屬纏繞墊分類4.5.3、金屬纏繞墊選擇使用注意事項1、墊片的纏繞部分必須介于法蘭密封面之間，不可隨意加寬纏繞部分的寬度，這樣勢必影響螺栓的壓緊力，從而影響墊片的密封性能。2、安裝前仔細檢查法蘭、螺栓、螺母及墊片的質量，仔細檢查法蘭或接口安裝情況，有無偏口、錯口、張口、錯孔等缺陷。3、法蘭或密封部位表面必須清理干凈，墊片表面及螺栓、螺紋上不允許粘附機械雜質。4、金屬纏繞墊片不能裝偏，應保證受壓均勻。5、旋緊螺母時應用力均勻，螺栓要對稱地均勻地分2～3次旋緊，使金屬纏繞墊片墊片受壓均勻。

四氟墊:全稱聚四氟乙烯墊片，由聚四氟乙烯制造而成，具有耐腐蝕、抗老化和不導電等良好特性。聚四氟乙烯號稱塑料之王，具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。耐腐蝕性能極佳。4.5.4、四氟墊

四氟墊片彈性大，三維空間易成形，可以鑲嵌進微細裂紋和損害處補裂堵漏，尤其是在耐酸、耐堿、防侵蝕及非金屬設施等，可以有效的保護脆性材料的安裝連接。4.5.4、四氟墊思考：如何讀懂墊片的型號？思考：如何選擇墊片？1、酸水線可以選用何種墊片？2、苯酐線一般選用何種墊