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1、压力容器设计法兰与补强,1,四、密封装置设计,螺栓法兰连接结构及密封设计,高压密封结构,压力容器设计法兰与补强,2,螺栓法兰连接结构,压力容器设计法兰与补强,3,密封机理,压力容器设计法兰与补强,4,泄漏形式,压力容器设计法兰与补强,5,螺栓法兰连接的密封条件,2、操作工况-工作密封条件操作密封比压-操作时，为保证密封，垫片单位面积上必须维持的压紧力，通常取m倍的计算压力（mPC）。,压力容器设计法兰与补强,6,保证密封的条件,预紧时，法兰密封面上的比压不低于预紧密封比压y,工作时，法兰密封面上的比压不低于操作密封比压，即m倍的介质计算压力,压力容器设计法兰与补强,7,压力容器设计法兰与补强,
2、8,压力容器设计法兰与补强,9,密封性设计（压紧面、垫片、螺栓）,法兰标准简介,法兰强度计算方法简介,螺栓法兰连接设计,压力容器设计法兰与补强,10,压紧面形式,压力容器设计法兰与补强,11,压力容器设计法兰与补强,12,平面形、O形、波形、齿形、八角形、 椭圆形等, 非金属垫片 常用材料：石棉橡胶板、橡胶板、聚四氟乙烯、合成纤维、石墨等。 金属垫片 常用材料：铜、铝、低碳钢、不锈钢、合金等。 组合式垫片包括：金属包垫片；缠绕式垫片；带骨架的非金属垫片等。,垫片形状,垫片类型,垫片,压力容器设计法兰与补强,13,垫片断面形式,压力容器设计法兰与补强,14, 要有全面的观念，综合考虑温度、压力、
3、介质、压紧面形式等方面要求，其中温度和压力是影响密封的主要因素，也是选择垫片的主要依据。 在保证密封的前提下，尽量选用结构简单、价格便宜、便于安装和更换的垫片。 依据标准和规范，重视实践经验。 垫片选用表（表4-10）,垫片选择原则,压力容器设计法兰与补强,15,1、预紧工况 Fa=DGby DG-垫片计算直径 b-垫片有效密封宽度 螺栓载荷Wa=Fa,2、操作工况 FP=2DGbmPC 螺栓载荷WP=F+FP = +2DGbmPC,螺栓载荷,螺栓设计,压力容器设计法兰与补强,16,预紧工况：操作工况：取Am=maxAa，AP,螺栓直径,压力容器设计法兰与补强,17,螺栓间距的限制,压力容器设
4、计法兰与补强,18,压力容器设计法兰与补强,19,法兰类型,压力容器设计法兰与补强,20,压力容器设计法兰与补强,21,压力容器设计法兰与补强,22,法兰公称直径（DN） 与法兰相配的筒体、封头或管子的公称直径。法兰公称压力（PN） 指定材料的法兰在指定温度下的最大工作压力。,* 两个体系间不能互相配用,注意,压力容器设计法兰与补强,23,压力容器设计法兰与补强,24,压力容器设计法兰与补强,25,法兰强度计算方法简介,压力容器设计法兰与补强,26,应力分析模型,压力容器设计法兰与补强,27,法兰强度校核条件：,压力容器设计法兰与补强,28,高压密封结构,压力容器设计法兰与补强,29,特点：
5、强制式密封 采用窄面金属垫片 主螺栓直径大适用范围：t 200C Di 1000mm,平垫密封,压力容器设计法兰与补强,30,缺点：螺纹套筒可能锈蚀而拆卸困难。（螺纹套筒可用主螺栓代替）,适用范围：大直径、高压力,卡扎里密封,压力容器设计法兰与补强,31,双锥密封,压力容器设计法兰与补强,32,压力容器设计法兰与补强,33,1、全自紧式密封，压力和温度的波动不会影响密封可靠性。 2、取消了主螺栓，使筒体端部尺寸减小。 零件多、结构复杂。,优点,缺点,伍德密封,压力容器设计法兰与补强,34,C形环密封,O形环密封,压力容器设计法兰与补强,35,其它密封结构,压力容器设计法兰与补强,36,压力容器
6、设计法兰与补强,37,高压管道密封,压力容器设计法兰与补强,38,1、改善密封接触表面2、改进垫片结构3、采用焊接密封元件,提高高压密封性能的措施,压力容器设计法兰与补强,39,平垫密封,螺栓法兰密封设计计算,螺栓载荷计算,压力容器设计法兰与补强,40,双锥密封,1、预紧载荷分析,压力容器设计法兰与补强,41,（2）消除径向间隙g所需螺栓力,压力容器设计法兰与补强,42,压力容器设计法兰与补强,43,（1）内压对平盖的轴向力,（3）回弹力的轴向分力,压力容器设计法兰与补强,44,压力容器设计法兰与补强,45,压力容器设计法兰与补强,46,压力容器设计法兰与补强,47,五、开孔和开孔补强设计,压
7、力容器设计法兰与补强,48,强度削弱 不连续应力 局部应力 焊接缺陷和残余应力,开孔接管部位的应力集中,压力容器设计法兰与补强,49,压力容器设计法兰与补强,50,压力容器设计法兰与补强,51,允许不另行补强的最大开孔直径,压力容器设计法兰与补强,52,开孔最大直径的限制,压力容器设计法兰与补强,53,有效补强范围,压力容器设计法兰与补强,55,（一）开孔削弱的面积,内压圆筒或球壳,外压圆筒或球壳,平盖（开孔直径d0.5Di时）,压力容器设计法兰与补强,56,（二）补强金属面积,壳体,接管,焊缝,补强圈面积,压力容器设计法兰与补强,57,接管方位,压力容器设计法兰与补强,58,压力容器设计法兰与补强,59,