法兰支座等介绍

（安装）
鞍座与筒体端部距离A确定： 当L/D较大，且无加强圈，应尽量利用封头对 支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D； 当筒体的L/D较小，d/D较大，或有加强圈时， 取A≤0.2L。
㈡ 圈座
采用圈座的情况：

对于大直径薄壁容器和真空容器，因其自身重 量可能造成严重挠曲； 多于两个支承的长容器。除常温常压下操作的 容器外，至少应有一个圈座是滑动支承的。
垫片材料的选择：
四、法兰标准及选用
石油、化工上用的法兰标准有两类，
一类是压力容器法兰标准 一类是管法兰标准
㈠ 压力容器法兰标准
1．平焊法兰：
2．对焊法兰
长颈对焊法兰有厚度更大的颈，刚性大。 更高压力范围(PN 0.6MPa～6.4MPa)和 直径范围(DN300mm～2000mm)，适用 温度范围为-20℃～450℃。 乙型平焊法兰中DN 2000mm以下规格包括在长 颈对焊法兰的规定范围之内。两者联接尺寸和法 兰厚度一样。DN2000mm以下的乙型平焊法兰 可用轧制长颈对焊法兰代替，以降低成本。


柔软
耐温度和压力性能较金属垫片差。 法兰密封。
只适用于常、中温和中、低压设备和管道的
金属与非金属混合 制垫片：
金属包垫片及缠绕垫片等。
金属包垫片用薄金属板（镀锌薄钢板、
0Cr18Ni9等）将非金属包起来；
金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石
棉带一起绕制而成。不带定位圈和带定位圈。
金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有
开孔的形状：
峰值应力通常较高，达到甚至超过材料屈
服极限。
局部应力较大，加之材质和制造缺陷等,
为降低峰值应力，需要对结构开孔部位进
行补强，以保证容器安全运行。 应力集中和开孔形状有关，圆孔的应力集 中程度最低。
㈠ 开孔补强的设计与补强结构
1．整体补强
在开孔附近区域增加补强金属，提高器壁强度，
满足强度设计要求。
容器开孔补强的形式分为整体补强和补强圈补强 增加整个壳体的厚度，或用全焊透将厚壁接管 或整体补强锻件与壳体相焊，降低开孔附近的 应力。应力集中的局部性，除非制造或结构需 要，一般不把整个容器壁加厚。
2．补强圈补强
开孔周围贴焊一圈钢板，即补强圈。 补强圈与器壁搭接，材料相同，补强圈尺寸 参照标准确定，或等面积补强。 为方便焊接，外面单面补强。 检验紧密性，M10螺孔通入压缩空气。
材料改为Q235-A，机械性能比16MnR差，公 称压力PN0.6MPa的法兰，200℃操作，最大
允许操作压力也低于公称压力。
材料由16MnR改为15MnVR，机械性能优于 16MnR，公称压力PN0.6MPa的法兰，在 200℃操作时，最大允许操作压力将高于它的
公称压力。只要法兰的公称直径、公称压力
较好的性能，适应的温度与压力范围较高一
金属垫片：
材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。 常用是软铝、紫铜、铁(软钢)、蒙耐尔合 金(含Ni67％，Cu30％，Cr4～5％)钢等。 主要用于中、高温和中、高压法兰联接密 封。 根据温度、压力以及介质腐蚀决定，同时考 虑密封面形式、螺栓力的大小以及装卸要求 等。
耳式支座选用的方法：
（1）估算设备总重，算每个支座（按2个计算） 的负荷Q值； （2）确定支座型式，从表11-5或表11-6按允许负 荷Q允大于实际负荷Q，选支座。
小型设备耳式支座，可支承在管子或型钢制的立
柱上。
大型设备的支座往往搁在钢梁或混凝土制的基础
上。
㈡ 支承式支座
用钢管、角钢、 槽钢制作，或 用数块钢板焊
法兰连接
法兰联接(flange，joint):由一对法 兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组 成。法兰联接是一种可拆联接。 原理：垫片放在两法兰密封面之间， 拧紧螺母后，垫片表面上的比压达 到一定数值后产生变形，并填满密 封面上凹凸不平处，使联接严密不 漏。 性能：较好的强度和密封性，结构 简单，成本低廉，可多次重复拆卸， 应用较广 。 失效形式:主要表现为泄漏,泄漏量控 制在工艺和环境允许的范围内。
4.常用的垫片材料有哪些？
作业 ：P224
1 、2 、座：支承容器重量、固定容器位置 并使容器在操作中保持稳定。
结构型式由容器自身的型式决定，分：
卧式容器支座 立式容器支座 球形容器支座
一、卧式容器的支座
卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座、支腿 ㈠ 鞍式支座
应用最广泛的卧式容器支座。已有标准JB/T471292 《鞍式支座》，根据容器公称直径和重量选 用。 由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而 成。在与设备连接处，有带加强垫板和不带加 强垫板两种结构。
根据操作温度、设计压力和所用材料，应按公称压力为0.6MPa 查选尺寸。
压力不高，直径不大，表11-2用甲型平焊法兰、平面密封面，
垫片用石棉橡胶板。 法兰的各部尺寸从附录表9中查， 联接螺栓材料Q235-A，M20共36个。
思考题：
1.法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的 因素有哪些？ 2.法兰的型式有哪些？各有什么特点？ 3.法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？
㈠ 耳式支座
简称耳座：垫板、筋板和支脚板。
广泛用在反应釜及立式换热器等直立设备上。
简单、轻便，但局部应力较大。 当设备较大或器壁较薄应加垫板。 不锈钢制设备，用碳钢作支座，防止合金元素流 失，也需加一个不锈钢垫板。
已标准化JB/T 4725-92 《耳式支座》。 该标准分A型（短臂）和B型（长臂）（有保 温层或直接放在楼板上） 每类又分带垫板与不带垫板两种结构
法兰、铸铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。
管法兰标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。
GB9119.7-88外，常用标准还有：化工部标准 HG20592～HG20602-97；中石化标准SH3406-96 等。其中化工部标准中分为欧洲体系、美洲体系等，
我国常用的为欧洲体系。
例11-1：塔身与封头的法兰。塔内径1000mm，操作温度 280℃，设计压力0.2MPa。Q235-A。
确定了，法兰的尺寸也就确定了。
最大允许工作压力的确定：
课堂作业：
为操作温度300℃，设计压力0.6MPa的容器选配
法兰。材料15MnVR按公称压力0.6MPa查取。
材料20R按公称压力1.0MPa查取尺寸。
㈡ 管法兰标准
同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相
同，不能互相代用。
管法兰的型式除平焊、对焊法兰外，还有铸钢
平焊法兰：通过角焊缝直接与设备或管道焊接的一种法兰。其 结构简单，加工方便。 (1)、用在容器上又分甲型平焊法兰和乙型平焊法兰。甲型平焊 法兰直接与容器焊接，其解焊缝尺寸较小或不开坡口焊接，不 能保证法兰与容器同时受力；乙型平焊法兰附有一段较厚的短 节，法兰与短节的焊接质量可靠，能保证法兰与容器同时受力。 平焊法兰广泛用于中、低压容器和管道的连接。 对焊法兰又称高颈法兰刚性较大，适用于压力温度较高的场合

㈢ 腿式支座
简称支腿 连接处造成严重的局部应力，只适用于小型 设备（DN≤1600、L≤5m）。 腿式支座的结构型式、系列参数等参见标准 JB/T 4714-92 《腿式支座》。
二、立式容器的支座
立式容器的支座主要有：
耳式支座 支承式支座 裙式支座 中、小型直立容器常采用前二种，
高大的塔设备则广泛采用裙式支座。
㈢ 裙式支座
塔设备最常用裙式支座。 目前还没有标准。 各部分尺寸均需通过计算或实践经验确定。
思考题：
1、卧式容器和立式容器的支座有哪几种？ 2、双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确 定？
第三节 容器的开孔与附件
一、容器的开孔与补强
容器为什么要开孔？
工艺、安装、检修的要求。
开孔后，为什么要补强？ 削弱器壁的强度，出现不连续，形成高应 力集中区。
补强圈搭焊结构的使用范围：
GB150用补强圈结构补强时，规定： ① 钢材的标准抗拉强度下限值sb≤540MPa；

一、法兰的分类
按所联接的部件可分为 容器法兰及管法兰。 按结构型式分，有整体 法兰、活套法兰和螺纹 法兰。 这里重点介绍整体法兰， 常见的整体法兰有平焊 法兰及对焊法兰。

左上一图为连接塔节与塔节的容器法兰 左上二图为连接接管的管法兰 右下一图为连接封头与筒体、管箱与筒体的容器法兰 右下二图为管法兰

榫槽密封面：是具有相 配合的榫面和槽面的密 封面，垫片较窄，放在 槽内，由于受槽的阻挡， 不会被挤出。很少受介 质的冲刷和腐蚀。安装 时易对中。垫片受力均 匀，故密封可靠。适用 于易燃、易爆、有毒介 质及压力较高的重要密 封。但更换垫片困难， 法兰造价较高。
非金属垫 片：
橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。
与最大操作压力、操作温度以及材料有关。
定义：以16MnR在200℃时的机械性能为基准确 定法兰尺寸，在200℃时，它的最大允许操作压 力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力。
公称压力PNO.6MPa法兰，用16MnR制造的，在
200℃时，最大允许操作压力0.6MPa。 高于200℃的最大操作压力将低于它的公称压力 0.6MPa。低于200℃仍按200℃确定其最高工作

板式平焊钢制法兰
带颈平焊法兰
带颈对焊法兰
(3) 、其它形式的法兰连接
左上一图为法兰端盖 右下一图为管板法兰 右下二图为平板法兰


一、密封机理 泄漏途径：渗透泄漏、界面泄漏 渗透泄漏:通过垫片材料本体毛细管的渗透泄漏，除了受 介质压力、温度、粘度、分子结构等流体状态性质影响外， 主要与垫片的结构与材料性质有关。 界面泄漏:沿着垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小主 要与界面间隙尺寸有关。加工时压紧面上凹凸不平的间隙 及压紧力不足是造成“界面泄漏”的直接原因。“界面泄 漏”是密封失效的主要途径。