化工设备课件-压力容器.ppt
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- 化工设备 课件 压力容器
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1、化学工程学院化学工程学院第四章第四章 压力容器压力容器1234内压内压薄壁薄壁容器容器内压内压容器容器封头封头容器容器附件附件外压外压容器容器化学工程学院化学工程学院第二节第二节 内压容器封头内压容器封头v一、常用封头的形式一、常用封头的形式无折边锥形封头无折边锥形封头折边锥形封头折边锥形封头平板形封头平板形封头化学工程学院化学工程学院第二节第二节 内压容器封头内压容器封头化学工程学院化学工程学院v二、椭圆形封头及选用二、椭圆形封头及选用v 特点:边缘应力小特点:边缘应力小v 承压能力强承压能力强v 半椭球和高度为半椭球和高度为h h的的v 短圆筒短圆筒(通称直边通称直边)v 两部分构成两部分
2、构成v 直边:避免边缘应力直边:避免边缘应力v 与热应力叠加,与热应力叠加,v 改善受力状况改善受力状况化学工程学院化学工程学院v 对椭圆形封头来说,随着对椭圆形封头来说,随着Di/2hi值的变化,封头的形值的变化,封头的形状在改变。当状在改变。当Di/2hi=1时,就是半球形封头;当时,就是半球形封头;当Di/2hi=2时,应力分布最好,且封头壁厚与相连接的时,应力分布最好,且封头壁厚与相连接的筒体壁厚大致相等,便于焊接,经济合理,为标准椭圆筒体壁厚大致相等,便于焊接,经济合理,为标准椭圆形封头。形封头。v 其计算公式:其计算公式:v 校核公式为:校核公式为:ppDti5.02 eietKD
3、p5.02化学工程学院化学工程学院v标准椭圆形封头的直边高度下表确定标准椭圆形封头的直边高度下表确定封头封头材料材料碳素钢、普低钢、碳素钢、普低钢、复合钢板复合钢板不锈钢、耐酸钢不锈钢、耐酸钢 封头封头壁厚壁厚48 101820 39 101820 直边直边高度高度254050254050化学工程学院化学工程学院v 三、半球形封头三、半球形封头v 形状:半个球壳形状:半个球壳v 优点:受力状况好于椭圆形封头优点:受力状况好于椭圆形封头v 缺点:其深度大,当直径较小时采用整体冲压制造缺点:其深度大,当直径较小时采用整体冲压制造困难困难v 半球形封头的壁厚计算:半球形封头的壁厚计算:ppDti5.
4、02化学工程学院化学工程学院v四、碟形封头四、碟形封头 又称带折边球形封头,又称带折边球形封头,球面半径球面半径R Ri i、过渡圆、过渡圆 弧半径弧半径r r和高度为和高度为h h的的 直边。直边。(标准碟形封头(标准碟形封头RiRi=0.9Di=0.9Di,r=0.17Dir=0.17Di)v碟形封头壁厚计算公式:碟形封头壁厚计算公式:M碟形封头形状系数,可查表确定,对于Ri=0.9Di,r=0.17Di时M=1.33化学工程学院化学工程学院v五、球冠形封头五、球冠形封头 结构:将碟形封头的直边及过渡结构:将碟形封头的直边及过渡 圆弧部分去掉,只留下球圆弧部分去掉,只留下球 面部分。面部分
5、。也称无折边球形封头也称无折边球形封头厚度计算公式:厚度计算公式:Q为应力增强系数为应力增强系数 GB 150-1998化学工程学院化学工程学院v六、锥形封头六、锥形封头a30a 30-45a 45-60化学工程学院化学工程学院v 无折边锥形封头无折边锥形封头计算壁厚为:计算壁厚为:v折边锥形封头:折边锥形封头:cosppDti12 pKpDti5.02化学工程学院化学工程学院化学工程学院化学工程学院v 七、平板封头七、平板封头v 化工设备常用的一种封头,也称平盖,结构最简单,制造化工设备常用的一种封头,也称平盖,结构最简单,制造最容易的一种。最容易的一种。v 壁厚计算公式:壁厚计算公式:tc
6、PKpDK平盖系数,随平板形封头结构不同而不同,查阅有平盖系数,随平板形封头结构不同而不同,查阅有 关标准确定。关标准确定。化学工程学院化学工程学院思考题思考题1 1、常用封头形式有哪些种?各有什么特点?、常用封头形式有哪些种?各有什么特点?化学工程学院化学工程学院第三节第三节 容器附件容器附件v一、容器设计的标准化一、容器设计的标准化v容器标准化的基本参数是公称直径和公称压力。容器标准化的基本参数是公称直径和公称压力。v1.公称直径(公称直径(DN)v公称直径:是将容器及管子直径加以标准化以后公称直径:是将容器及管子直径加以标准化以后的标准直径。的标准直径。A压力容器压力容器(筒体、封头筒体
7、、封头)的公称直径:由钢板的公称直径:由钢板卷制的筒体,公称直径是指它的内径;当筒体的卷制的筒体,公称直径是指它的内径;当筒体的直径较小,直接采用无缝钢管制作时,容器的公直径较小,直接采用无缝钢管制作时,容器的公称直径应是指无缝钢管的外径;封头的公称直径称直径应是指无缝钢管的外径;封头的公称直径与筒体一致。见表与筒体一致。见表4-7、4-8化学工程学院化学工程学院 B管子:公称直径既不是它的内径,也不是外管子:公称直径既不是它的内径,也不是外径,而是小于管于外径的一个数值。只要管子的径,而是小于管于外径的一个数值。只要管子的公称直径一定,它的外径也就确定了,而管子的公称直径一定,它的外径也就确
8、定了,而管子的内径则根据壁厚的不同有多种尺寸,它们大都接内径则根据壁厚的不同有多种尺寸,它们大都接近于管子的公称直径。见表近于管子的公称直径。见表4-9 C其它零部件的公称直径:有些零部件的公称其它零部件的公称直径:有些零部件的公称直径,如压力容器法兰,鞍式支座等就是指与它直径,如压力容器法兰,鞍式支座等就是指与它相配的筒体与封头的公称直径。而管法兰、手孔相配的筒体与封头的公称直径。而管法兰、手孔等则是指与它相配的管子的公称直径。等则是指与它相配的管子的公称直径。化学工程学院化学工程学院v2、公称压力(、公称压力(PN)v公称压力:是将所能承受的压力范围分为若干个公称压力:是将所能承受的压力范
9、围分为若干个等级,因为公称直径相同的同类零件,只要它们等级,因为公称直径相同的同类零件,只要它们的工作压力不相同,那么它们的其他尺寸也就不的工作压力不相同,那么它们的其他尺寸也就不会一样。所以规定了若干个压力等级,这种规定会一样。所以规定了若干个压力等级,这种规定的标准压力等级就是公称压力。的标准压力等级就是公称压力。v目前我国所规定的公称压力等级为:常压、目前我国所规定的公称压力等级为:常压、0.25、v0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4(MPa)化学工程学院化学工程学院v二、法兰连接二、法兰连接v1.结构结构v 一对法兰,一个垫片,数个螺栓,螺母和垫圈一对法兰,一个垫片,数个螺
10、栓,螺母和垫圈v 分类分类v 按外廓形状一般为圆形,方形和椭圆形按外廓形状一般为圆形,方形和椭圆形v2.法兰连接的密封法兰连接的密封v (1)法兰结构)法兰结构化学工程学院化学工程学院压力容器法兰压力容器法兰 分类分类v1)平面型密封面:)平面型密封面:(a)(b););v2)凹凸型密封面:()凹凸型密封面:(c););v3)榫槽型密封面:()榫槽型密封面:(d););化学工程学院化学工程学院v平面型密封面平面型密封面v 压紧面是光滑的,压紧面是光滑的,(b)形式有三角形断)形式有三角形断面的沟槽。适用于公称面的沟槽。适用于公称压力压力P2.5Mpa,广,广泛应用于泛应用于P0.6Mpa,压紧
11、面的宽度:压力容压紧面的宽度:压力容器法兰:器法兰:2060mm,管法兰:管法兰:1020mm。化学工程学院化学工程学院v凹凸型密封面凹凸型密封面v 在凹型面内放置垫在凹型面内放置垫片,其优点是便于对片,其优点是便于对中,能够防止软质垫中,能够防止软质垫片的挤出,而且比平片的挤出,而且比平行面窄,容易压紧。行面窄,容易压紧。最大最大DN=3000mm,PN6.4 Mpa化学工程学院化学工程学院 榫槽法兰由一个榫面和榫槽法兰由一个榫面和一个槽面组成,垫片放一个槽面组成,垫片放在槽内,由于压紧面积在槽内,由于压紧面积小,垫片又受到槽的阻小,垫片又受到槽的阻挡,不会从周边挤出,挡,不会从周边挤出,容
12、易获得较好的密封效容易获得较好的密封效果。果。v主要用于:主要用于:易燃,易爆,易燃,易爆,有毒介质的场合,当有毒介质的场合,当PN=20Mpa,可用到可用到DN=800 mm化学工程学院化学工程学院管法兰分类管法兰分类化学工程学院化学工程学院v(2)垫片)垫片v作用:封住两法兰密封面的间隙,防止流体泄露。作用:封住两法兰密封面的间隙,防止流体泄露。v垫片的类型有:垫片的类型有:v1)非金属垫片)非金属垫片 用石棉、橡胶、合成树脂、聚四用石棉、橡胶、合成树脂、聚四氟乙烯等非金属制成的垫片。氟乙烯等非金属制成的垫片。v2)半金属垫片)半金属垫片 用金属和非金属材料制成的垫片用金属和非金属材料制成
13、的垫片v3)金属垫片)金属垫片 用钢、铝、铜、镍或用钢、铝、铜、镍或蒙乃尔合金蒙乃尔合金等等金属制成的垫片。(金属镍为基体添加铜、铁、金属制成的垫片。(金属镍为基体添加铜、铁、锰等其它元素而成的合金)锰等其它元素而成的合金)化学工程学院化学工程学院v选用垫片的原则:选用垫片的原则:(1)耐腐蚀,不污染介质;(耐腐蚀,不污染介质;(2)具有良好的变形能力和回弹能力;(具有良好的变形能力和回弹能力;(3)有一定)有一定的机械强度和适当的柔软性;(的机械强度和适当的柔软性;(4)在工作温度)在工作温度下不变形和软化。下不变形和软化。v常用垫片的断面形状常用垫片的断面形状化学工程学院化学工程学院v3、
14、压力容器法兰的标准及选用、压力容器法兰的标准及选用v我国实施的法兰标准有两个:我国实施的法兰标准有两个:v 压力容器法兰标准压力容器法兰标准JB4701-2000-JB4707-2000v 钢制管法兰、垫片、紧固件标准钢制管法兰、垫片、紧固件标准HG20592-1997HG20635-1997化学工程学院化学工程学院v(1)压力容器法兰的分类)压力容器法兰的分类v压力容器法兰分为平焊法兰和对焊法兰两类,平压力容器法兰分为平焊法兰和对焊法兰两类,平焊法兰又分为甲型和乙型两种。焊法兰又分为甲型和乙型两种。v(2)公称直径和公称压力)公称直径和公称压力v法兰的公称直径法兰的公称直径DN就是与其相配的
15、筒体,封头就是与其相配的筒体,封头或管子的公称直径。对于压力容器法兰,公称直或管子的公称直径。对于压力容器法兰,公称直径径DN就是与其相匹配的筒体或封头的公称直径,就是与其相匹配的筒体或封头的公称直径,也就是筒体或封头的内径。也就是筒体或封头的内径。v例如公称直径例如公称直径DN1000的筒体,应当选用公称直的筒体,应当选用公称直径径DN1000的压力容器法兰的压力容器法兰化学工程学院化学工程学院v公称压力公称压力PN表示法兰连接的承载能力。我国在表示法兰连接的承载能力。我国在制定压力容器法兰标准的时候,将法兰材质为制定压力容器法兰标准的时候,将法兰材质为16MnR或或16Mn在操作温度为在操
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