文档介绍：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
公称直径
公称直径(nominal diameter),又称平均外径(mean outside diameter)。 公称直径是公制mm为基准的,称 DN (metric unit) 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 (metric unit) (2) 以英制(inch)为基准,称NB(inch unit) (3) DN (nominal diameter) ;NB (nominal bore) ;OD (outside diameter)
a 压力容器的公称直径(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。
公称压力
公称压力(nominal pressure)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:、、、,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
封头
JB/T 4746-2002
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:
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)适用面广;
(4)可拆结构;
(5)经济合理。
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。
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)按法兰端面形状分类
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。
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