化工设备设计基础-法兰

《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用1§13-1法兰《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用2工艺、操作、制造、安装、维修、运输的方便，设备和管道采用可拆连接法兰联接是可拆连接的一种《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用3对法兰联接的要求密封性（尤其是在高温及压力有波动、介质有腐蚀的场合）强度可靠结构简单装拆方便经济合理《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用4法兰联接的组成一对法兰数个螺栓（螺柱）、螺母一个垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用5《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用6《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用7法兰联接的特点有较好的密封强度和密封性能，应用广泛不能快速装拆，成本高《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用8法兰联接按作用原理分类自紧密封——适用于高压容器强制密封——适用于中、低压容器《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用9一、密封原理和影响密封的因素密封原理介质通过密封口的阻力大于密封口两侧介质的压力差《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用10介质在密封口的泄漏途径垫片的渗漏（渗透）取决于垫片的材质和型式密封面泄漏取决于压紧面结构，是泄漏的主要途径《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用11预紧前密封面和密封介质之间存在间隙此时无密封性能《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用12预紧时法兰密封面和垫片被压紧，当预紧力达到一定程度后，垫片填满密封面的凹凸不平形成初始密封条件时单位密封面上的压紧力——形成密封的初始条件——预紧密封比压，与材料有关《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用13操作状态在介质压力（轴向力）作用下，螺栓伸长，联结分开，预紧力下降，垫片变形回弹回弹量足够，密封性保证回弹量不足，密封失效只要预紧力不小于某一临界值，就能保证良好的密封状态《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用14影响密封的主要因素螺栓预紧力要求：大小合适、分布均匀提高预紧力可增加预紧密封比压，而且在操作条件下还可残留较大的密封比压过大的预紧力会把垫片压坏或挤出在满足紧固和拆卸螺栓所需空间的情况下，增加螺栓个数可使预紧力分布均匀，但装拆麻烦《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用15垫片性能变形能力弹性变形塑性变形回弹能力弹性变形具有回弹能力垫片性能由其材料性能确定——适应温度、压力的变化——填满密封面间凹坑《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用16密封面的型式和表面性能密封面型式减少密封面和垫片接触面积太大——预紧力大，不易压紧，分布不均太小——压坏垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用17密封面的型式和表面性能表面性能密封面平直度表面粗糙度密封面与法兰中心轴线垂直、同心《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用18法兰刚度法兰刚度取决于法兰厚度、法兰外径、螺栓力作用的力臂刚度不足——翘曲刚度太大——价格《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用19操作条件温度压力介质的物理、化学性质单独的压力、介质影响不大，与温度联合作用时影响较大《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用20二、法兰联接的密封性设计法兰联接的设计：按已知工艺条件选择法兰结构类型确定法兰尺寸进行法兰密封性设计《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用21法兰的结构类型整体法兰法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构对焊法兰长颈法兰《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用22整体法兰颈的存在提高了刚性颈根部较厚，降低了弯曲应力对接焊缝强度高，适用于温度、压力较高，直径较大《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用23松式法兰法兰和容器或接管不直接连成一体，而是把法兰松套在壳体的外面当法兰受力时，对壳体不产生附加应力由于不需焊接，法兰可以采用与设备或管道不同的材料制造一般使用在压力不高的场合《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用24任意式法兰整体性介于整体法兰和松套法兰之间《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用25法兰联接的密封性设计密封面型式垫片材质尺寸《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用261.密封面型式及适用场合平面（突面）《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用27平面结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里，应用广泛密封面与垫片接触面积较大，预紧时垫片容易向两侧伸展，不易对中压紧，密封性能较差适用于压力不能很高和介质无毒的场合密封面代号：RF《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用28凹凸面《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用29凹凸面便于对中，能防止软质垫片在预紧时被挤出，密封面比平面窄，容易造成较大密封比压加工量稍大适用于压力不平面型稍高的场合密封面代号：凹面FM，凸面M《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用30榫槽面《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用31榫槽面密封面不与介质接触，垫片不会挤入设备或管道内，密封面面积小，密封比压大拆卸比较困难，垫片被挤压在槽内不易取出适用于压力更高、密封要求严格的场合密封面代号：榫面T，槽面G《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用32梯形面（环连接面）《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用33梯形槽面与椭圆金属垫片或八角形金属垫片配用槽的锥面与垫片成线接触密封适用于温度、压力有波动，介质渗透性大的高压容器密封面代号：RJ《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用342.垫片的选择选择依据工艺条件及密封面型式选择内容类型材料尺寸同时考虑：价格低廉、制造容易、更换方便《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用35垫片的类型金属垫片非金属垫片金属与非金属组合垫片金属包垫片金属缠绕垫片带骨架的非金属垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用36非金属垫片常用的非金属垫片有橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯和膨胀（或柔性）石墨垫等非金属垫片的断面形状为矩形和o型《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用37金属垫片当压力（≥6.4MPa）、温度（≥350℃）较高时，都采用金属垫片常用的金属垫片材料有：软铝、钢、纯铁、软钢（08、10钢）、铬钢（0Cr13）和不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr17Ni14Mo2）等断面形状有矩形、波纹形、齿形、椭圆形和八角形等《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用38金属-非金属组合垫片兼容了金属与非金属两者的优点，增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能适用于较高压力和温度场合常用的组合垫片有金属包垫片、金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用39垫片的材料适宜作垫片的材料耐腐蚀不污染被密封介质一定的弹性和机械强度（并不随温度变化而改变）《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用40一般中低压场合应用的垫片材料有普通橡胶垫片石棉橡胶垫片耐酸石棉板和聚四氟乙烯高压情况多采用金属垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用41垫片尺寸参见标准《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用42垫片标准压力容器法兰垫片标准JB/T4704-2000非金属软垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用43JB/T4705-2000缠绕垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用44JB/T4706-2000金属包垫片《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用45钢制管法兰垫片标准HG20606-97《钢制管法兰用非金属平垫片（欧洲体系）》HG20607-97《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（欧洲体系）》HG20608-97《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片（欧洲体系）》HG20609-97《钢制管法兰用金属包覆垫片（欧洲体系）》HG20610-97《钢制管法兰用缠绕式垫片（欧洲体系）》HG20611-97《钢制管法兰用齿形组合垫（欧洲体系）》HG20612-97《钢制管法兰用金属环垫（欧洲体系）》《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用46钢制管法兰垫片标准HG20627-97《钢制管法兰用非金属平垫片（美洲体系）》HG20628-97《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（美洲体系）》HG20629-97《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片（美洲体系）》HG20630-97《钢制管法兰用金属包覆垫片（美洲体系）》HG20631-97《钢制管法兰用缠绕式垫片（美洲体系）》HG20632-97《钢制管法兰用齿形组合垫（美洲体系）》HG20633-97《钢制管法兰用金属环垫（美洲体系）》《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用47三、压力容器法兰标准JB/T4700-2000《压力容器法兰分类与技术条件》JB/T4701-2000《甲型平焊法兰》JB/T4702-2000《乙型平焊法兰》JB/T4703-2000《长颈对焊法兰》JB/T4704-2000《非金属软垫片》JB/T4705-2000《缠绕垫片》JB/T4706-2000《金属包垫片》JB/T4707-2000《等长双头螺柱》《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用48JB/T4700-2000本标准规定了压力容器法兰的分类、规格、法兰、螺柱、螺母的材料及与垫片的匹配，各级温度下的最大允许工作压力，技术要求以及标记本标准适用于公称压力0.25～6.40MPa，工作温度-70～450℃的碳钢、低合金钢制压力容器法兰《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用49《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用50p456《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用51《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用52《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用53《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用54P453～455《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用55P453～455《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用56P453～455《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用57《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用58《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用59《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用60《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用61JB/T4701-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用62JB/T4701-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用63JB/T4701-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用64JB/T4701-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用65JB/T4702-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用66JB/T4702-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用67JB/T4702-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选用68JB/T4702-2000《化工设备设计基础》——第十三章容器零部件标准的选