压力容器密封装置选择

一、法兰连接结构与密封原理

由于生产工艺或制造、安装、运输、检修等 的需要，常常将化工容器或管道做成可拆的 连接结构。常用的可拆连接有法兰连接、螺 纹连接和插套连接。法兰连接是最常用的连 接结构，可分为压力容器法兰和管法兰连接。
一、法兰连接结构与密封原理

法兰的密封原理：法兰在螺栓预紧力的 作用下，把处于法兰密封之间的垫片压 紧，垫片发生变形后，填满法兰面上的 不平间隙，从而阻止流体泄漏。施加于 垫片单位面积上的压力，必须达到一定 的数值，才能使垫片发生变形。
长颈对焊法兰
⑵公称直径和公称压力




公称直径和公称压力是选择法兰的主要参数。 ①公称直径 公称直径是为了设计、制造、使 用方便而规定的一种标准直径。压力容器法兰 的公称直径与压力容器的直径取同一系列数值。 常用DN表示。 DN是将容器及管子直径加以标准化以后的标准 直径。压力容器的公称直径DN是容器的内直径。 管子公称直径既不等于其内径，也不等于其外 径，而是与两者相近的某一数值，为一名义直 径。 相同公称直径的容器法兰与管法兰两者不能相 互代替。
石棉板 后在钢带的始端和末端 点焊数点而制成 而成
适 用
压力及温度 压力、温度较高而且波 都不高 动较大
压力、温度较高 而且波动较大
注意：组合式垫片和金属垫片只能用于乙型 平焊法兰与长颈对焊法兰，甲型平焊法兰因强 度与刚度不够而不能使用。
三、法兰标准及选用

1.压力容器法兰标准 ⑴压力容器法兰分类
项目四 压力容器附件
子项目1压力容器密封装置选择



【项目目标】 知识目标 掌握密封装置的密封原理；掌 握压力容器法兰的结构；掌握法兰密封面 形式；掌握法兰垫片类型。 技能目标 能为压力容器选择正确的密封 装置。
问 题
1.常用的可拆卸连接有？最常用的是？ 2.法兰的密封原理？ 3.按法兰与设备或管道的连接方式划分几种？ 4.法兰密封面又称？有几种形式？ 5.常用的垫片形式有？各适用于什么场合？ 6.压力容器法兰分类？适用于什么场合？ 7.公称直径？字母？公称压力？字母？等级有？ 8.法兰公称压力与哪三个因素有关？ 9.标准法兰的选用步骤？ 10.法兰标记有哪几部分组成？
⑵公称直径和公称压力



②公称压力 公称压力是为了设计、制 造、使用方便而规定的若干个标准压力 等级。常用PN表示。 目前我国规定的公称压力等级为： 常压、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、 6.4MPa。 法兰公称压力与法兰的最大操作压 力和操作温度以及法兰材料三个因素有 关。
适 用 范 围
结构简单，加 凹面上放垫圈， 槽面上放垫圈， 工方便，垫圈 不易挤偏 榫面易碰坏； 易挤偏，密封 垫圈坏了，不 性差 易取出 压力及温度较 介于两者之间 温度较高、压 低的设备 力较高、密封 要求严的场合
3、垫片性能
非金属垫片 组合式垫片 金属垫片
组 橡胶石棉板 将薄金属带与填充带叠 用薄金属板将石 成 或耐油橡胶 在一起绕成螺旋状，然 棉等非金属包裹
二、法兰的结构与类型

1.按法兰与设备或管道的连接方式划分
法兰
整体法兰
任意法兰
松套法兰
法兰不同类型结构图
整体法兰 松套法兰 任意法兰
（a）
(b)
(c)
(d)
（ e）
（ f）
2、法兰密封面形式
法兰密封面型式性能比较
平面型 结 构 特 点 凹凸型 密封面：平面 一个凹面、 车制沟槽 一个凸面 榫槽型 一个榫面、一 个槽面
⑷法兰标记


压力容器法兰标记在编制材料表时非常有用， 其标记由五部分组成。。 ①法兰类型代号；②密封面型式代号；③公称 直径；④公称压力；⑤标准号。 法兰类型 一般法兰 衬环法兰 代号 法兰 法兰C
⑷法兰标记
密封面 平面 凹面 形式 代号 P A 凸面 T 榫面 S 槽面 C
例：乙型平焊法兰，内径2000mm，采用凹 凸型密封面，公称压力PN=2.5MPa。 法兰-A2000-2.5JB/T4702-2000 法兰-T2000-2.5JB/T4702-2000
⑶压力容器法兰的选用步骤



③确定密封面形式 由工作介质特性， 确定密封面形式。 ④确定法兰的材料 由介质特性、设计 温度， 结合容器材料对照标准中规定的 法兰常用材料确定法兰的材料。 ⑤确定允许的最大工作压力 由法兰类 型、材料、工作温度和初定的公称压力 查表3-7，得其允许的最大工作压力。
⑶压力容器法兰的选用步骤
⑶压力容器法兰来自百度文库选用步骤


①确定公称压力 由法兰标准中的公称压力 等级和容器设计压力，按设计压力小于等 于公称压力的原则，就近靠一公称压力， 若设计压力非常接近这一公称压力且设计 温度高于200°C时，则可就近提高一个公 称压力等级，这样初步确定一公称压力。 ②初步确定法兰的类型 由公称直径、设 计温度和以上初定的公称压力查表3-5，并 考虑不同类型法兰的适用温度，初步确定 法兰的类型。
【项目练习】

1.说明法兰连接密封的工作原理。 2. 法兰连接的密封面有哪几种形式？各有什么 特点？ 3. 法兰连接的密封垫片有哪几种形式？各有什 么特点？ 4. 法兰标准化的参数有哪些？管子的公称直径 与内径是否相等？ 5.已知某反应器内径900mm，最高操作压力 0.25MPa，最高操作温度250℃ ，筒体材料 Q235-A，试为该反应器设计筒体与封头的法兰， 并写出法兰标记。
【项目实训】




为一精馏塔设计塔节与封头的连接法兰，并写出法兰标记。已 知条件：塔体内径800mm，设计压力0.6MPa，设计温度300℃， 介质有轻微腐蚀，但无毒非易燃，塔体材料16MnR。 分析：①确定公称压力 设计压力0.6MPa，就近靠一个压力， 公称压力为0.6MPa，因为温度已超过200℃，所以应提高一个等 级，暂定公称压力PN=1.0MPa； 容器的内径即压力容器的公称直径，所以DN=800mm； 经查表3-6，得法兰类型为甲型平焊法兰； 由于介质有轻微腐蚀，但无毒非易燃，所以选用平面型密封面； 根据塔体材料，确定法兰材料也为16MnR，从而查表得300℃下， 最大允许工作压力为0.86MPa； 比较0.86MPa＞0.6MPa，即法兰最大允许工作压力大于设计压 力，所以公称压力PN=1.0MPa合适； 查相关标准，确定法兰类型，螺柱、螺母材料及法兰尺寸； 法兰标记 法兰-P800-1.0JB/T4701-2000。
甲型平焊法兰 乙型平焊法兰
结 直接与筒体或 带有一个厚度 构 封头焊接 12-16mm的短筒 体 特 刚度小 点
对焊法兰
厚度较大的颈 代替了短节
短节厚度大，增 更有效增大了 加了法兰的刚度 法兰的刚度
适 压力较低、筒 较大直径和较高 压力更高、直 用 体直径较小 压力 径更大
甲型平焊法兰
乙型平焊法兰

⑥比较 若所得最大允许工作压力大于等于设计 压力，则原初定的公称压力就是所选法兰的公称 压力；若所得最大允许工作压力小于设计压力， 则调换优质材料或提高公称压力等级，使得最大 允许工作压力大于等于设计压力， 从而最后确 定出法兰的公称压力和类型； ⑦确定垫片、螺栓、螺母材料 由法兰的类型及 工作温度，确定垫片、螺栓、螺母材料； ⑧确定法兰的具体尺寸 由法兰类型、公称直径、 公称压力查阅JB/T4701 -4703—2000，确定法兰 的具体尺寸。