第六章 高压厚壁容器
《化工设备机械基础》第六章习题解答
第六章 容器零部件二、填空题：A 组：1 法兰联接构造，一般是由〔联接〕件，〔被联接〕件和〔密封元〕件三局部组成。
2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓〔直径〕和增加螺栓〔个数〕的方法，对密封是有利的。
3 提高法兰刚度的有效途径是1〔增加法兰厚度〕 2〔减小螺栓作用力臂〕 3〔增加法兰盘外径〕。
4 制定法兰标准尺寸系列时，是以〔16MnR 〕材料，在〔200〕℃时的力学性能为根底的5 法兰公称压力确实定与法兰的最大〔操作压力〕，〔操作温度〕和〔法兰材料〕三个因素有关。
6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于〔筒体〕长度加上两端凸形封头曲面深度的〔2/3〕。
7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在〔支座〕处和〔跨距中间〕处。
8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为〔σ拉 ≤[]σt 〕 轴向压力应为〔σ压 ≤[]σt 〕和〔轴向许用压缩应力[]σac 的较小值〕 B 组：1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近局部的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤()D 0,且A 不大于〔0.2〕L2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=〔120°〕 和θ=〔150°〕两种。
3 采用补强板对开孔进展等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是〔}22,2m ax {nt n d d B δδ++=〕外侧有效补强高度是〔min {接管实际外伸高度,1nt d h δ= }〕 内侧有效补强高度是〔min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=}〕 4 根据等面积补强原那么，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接收有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。
5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过〔520〕mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过〔1000〕。
厚壁压力容器筒体的制造工艺分析
厚壁压力容器筒体的制造工艺分析发布时间：2021-04-13T11:53:12.730Z 来源：《科学与技术》2021年2期作者：孙华东[导读] 高压厚壁容器在化工行业的应用越来越广泛孙华东中国石油天然气第七建设有限公司山东胶州 266300摘要：高压厚壁容器在化工行业的应用越来越广泛，容器筒体实体的质量直接决定着化工生产的成效，制造厚壁高压容器在工艺上要求高，制造过程复杂。
本文介绍了高压厚壁压力容器筒体的下料、预弯、成形、矫圆、组对、焊接等制造工艺和质量控制措施。
关键词：厚壁；压力容器；筒体；制造工艺0引言高压厚壁压力容器向着高温、高压、厚壁、大型化发展，压力容器的工作压力达到30MPa以上，筒体壁厚达到200mm以上，直径也达到Φ12000mm。
高温、高压的大型压力容器在筒体制造上不容易控制，压力容器制造厂在厚壁筒体制造过程中容易的出现质量问题，如卷筒时不认真执行工艺要求，易发生筒体直径偏差较大、钢板折断、纵缝开裂等现象。
1.筒体的制作1.1钢板下料，根据高压厚壁压力容器施工图，主体依据容器要求尺寸进行排版，避开开孔位置在焊道上，主体板下料根据直径计算周长，要求下料时板材对角线、长度、宽度控制在1.5毫米以内。
1.2筒体钢板周长超过15米以上，一般采用2张拼接，根据焊接工艺要求进行坡口角度切割。
2.钢板预弯卷制2.1钢板滚弧时要考虑钢板延展，钢板的厚度与筒体直径之比大于1~3%时，则考虑钢板卷制的延展量，预完后进行实际尺寸测量后切割，保证按照图纸要求的直径误差范围之内。
2.2为了不改变材料的原来热处理状态，筒节成形尽量采用冷成形，冷卷一般按中性层展开尺寸下料，钢板为防止钢板折断，要在钢板四周打磨2毫米的圆弧角，避免钢板延迟裂纹的发生。
2.3筒节预弯卷制时，由于卷板机的特性，下辊水平位移过小，在预弯时会产生直段，所以要留预弯直段，考虑1.5～2倍的板厚（根据卷板机卷制能力大小），预留100-250毫米，小直径筒体可以不留预弯量。
厚壁容器
当介质有腐蚀时，内筒可选用耐蚀钢板，而层板则用普通碳钢材料，降低成本；
筒体制造工序多、周期长、效率低、钢材利用率低（仅60%左右）； 深环焊缝对制造质量和安全有显著影响。
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5.2
厚壁容器的筒体结构型式
二、多层圆筒结构
2、多层热套式圆筒（图5-7）
特点： 与多层包扎式圆筒相比，不仅具有前者大多数优点，而且还避免了工序多、 生产周期长的缺点；
热套容器大多采用25～80mm的中厚钢板作圆筒，故抗脆性能又比单层筒体 好；
各层圆筒贴合紧密，不存在间隙，除了可以改善筒体操作时的应力状态外， 对用筒壁作传热的容器也十分有利； 热套式筒体的各层圆筒纵焊缝能进行100%探伤，因此，纵向焊缝质量易于 证； 由于热套式结构只能热套短圆筒，故筒体节连接较多，深环焊缝存在缺陷 的可能性增大， 增加了环焊缝焊接和探伤检测的工作量；热套式结构需要大型设备加工坡 口和进行整体热处理的加热炉。 常用范围：设计压力10～70MPa，设计温度-45～538°C，内直径600～ 4000mm，壁厚50～500mm，筒体长度2.4～38m。
层 板之间互相贴紧，产生一定的预紧力；
•筒节上均开有安全孔—— 排气、 报 警。
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图5-7 多层热套式厚壁圆筒
结构、制造：
内筒（厚度> 30mm）卷 焊成直径不同但可过盈配合的 筒节， 将外层筒节加热到计算 的温度进行套合，冷却收缩后 得到紧密 贴合的厚壁筒节。
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图5-9 5-10、5-11 多层绕板式筒体及卷制示意图
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5.2
厚壁容器的筒体结构型式
二、多层圆筒结构 3、多层绕板式圆筒（图5-9、5-10、5-11） 多层错开和多层绕板式都是在多层包扎式圆筒基础上发展起来的。主要目的 是为了克服多层包扎结构中焊缝多，生产周期长的缺点。 与多层包扎式圆筒相比，具有纵向焊缝少，机械化程度高，绕制快，材料利 用率高（达到90%以上）、操作简便等优点； 由于该结构的筒节长度与钢板宽度相等，因此，筒节和封头均需要用深环焊 缝进行连接，增加了焊接和检验的工作量； 钢板厚度误差累计会使圆筒圆度增大； 绕板不容易绕紧，层间存在间隙。 4、多层绕带式圆筒（图5-12、5-13） 特点：兼有绕带式和多层包扎式筒体的优点，可用轧制容易的扁平钢带代替 轧制困难的型槽钢带，钢带只需冷绕；与厚板卷焊圆筒相比，它能够提高工效一 倍，降低焊接和热处理能耗80%，减少钢材消耗20%，降低制造成本约30%～50%；
高压厚壁容器接管安装焊接反变形方法探究
高压厚壁容器接管安装焊接反变形方法探究摘要：高压厚壁容器接管安装在容器壁板上有多种形式焊接而成，所需坡口形式根据焊接位置，所切割的内外坡口也有差别，这就要求在开孔前采用放样尺寸研究坡口满足施工焊接要求，又符合焊接人员的施焊方式。
关键词：厚壁；压力容器；接管；焊接0引言高压厚壁容器制造的难点就是接管开孔、安装、焊接，接管焊接采用全熔透形式，需要进行RT、UT探伤，接管安装尺寸要求更加严格，特别是液位计双法兰连接位置，接管跟筒体倾斜角度大，焊接困难，焊接应力大，容易变形。
1.法兰接管与筒体垂直相交焊接而成，坡口形式采用外单面坡口，此接管根据图纸技术要求安装后，采用坡口周圈均匀焊接，外侧焊接完后进行内壁清根，只要焊接方法合适，可以法兰处不用打支撑固定。
接管法兰固定2.法兰接管与筒体斜交焊接而成。
2.1坡口形式采用双坡口形式，在斜切部分难以试焊位置坡口要求小，因为坡口形式差别很大，斜插管双面焊坡口，外侧坡口包括外坡口根部，外坡口根部为接管与壳体内壁相贯线，既在壳体的内表面上，又在接管的外表面上。
2.2内侧坡口包括内侧坡口根部，内侧坡口根部为接管与壳体外壁的相贯线，既在壳体的外表面上，又在接管外表面上，外坡口根部和内坡口根部之间具有坡口过渡线，沿接管倾斜角度方向贯穿壳体壁厚，外侧坡口和内侧坡口内侧具有坡口过渡区。
2.3无论焊接是否均匀，存在很多焊接应力变形，接管对称焊接也存在焊接变形，所以要进行接管焊接防变形措施，高压厚壁容器接管材质特殊，焊接时需要加热100度以上施工，接管与产品壳体成一角度，夹角处空间小，操作不便，不利于焊接和观察，普通单面坡口会在锐角处去除很多母材，导致焊接工作量增加，熔敷金属量大效率相对较低，并且产生较大的焊接应力。
采用双坡口形式减少焊接填充量，提高生产效率。
焊接时所采用的对焊接加固件的选用非常重要，法兰外部数控加固圈，内圈比法兰外皮大1.5毫米，外圈半径大30毫米，两个圆盘环连接后，进行与筒体三角形交接，增加稳固性，焊接完后拆除，外连接是一种非常好的形式，考虑到焊接带来的变形，收缩量的确定也是非常关键重要环节。
厚壁容器ppt课件
c）纵向或环向深厚焊缝中缺陷检测与消除的可
能性。
由于以上因素而使以上五种结构的厚壁容
器使用受到限制，从而相继出现了许多组合式
的高压厚壁容器。
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过 程 设 备 设 计
2、组合式厚壁容器（即多层式）
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（1）多层包扎式
1、结构： 深环焊缝 内层——12～25mm 筒体 筒节 外层——4～12mm
为避免裂纹沿壁厚 方向扩展，各层板 之间的纵焊缝应相 互错开75°。 筒节的长度视钢板的 宽度而定，层数则随 所需的厚度而定。
纹向厚度方向扩展的能力；
减少了脆性破坏的可能性； 包扎预应力改善筒体的应力分布； 对介质适应性强，可选择合适的内筒材料。
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过 程 设 备 设 计
4、缺点：
筒体制造工序多、周期长、效率低、钢材 利用率低（仅60%左右）； 深环焊缝对制造质量和安全有显著影响。 ①无损检测困难，环焊缝的两侧均有层板， 无法用超声检测，只能射线检测； ②焊缝部位存在很大的焊接残余应力，且 焊缝晶粒易变得粗大而韧性下降； ③环焊缝的坡口切削工作量大，且焊接复 杂。 15
23
(1)型槽绕带式
(2)用特制的型槽钢带螺旋缠绕在特制的内筒上，端
(3)面形状见图4-4（a），内筒外表面上预先加工有
(4)与钢带相啮合的螺旋状凹槽。
缠绕时，钢带先经电加热，再进行螺旋缠绕，绕 制后依次用空气和水进行冷却，使其收缩产生预 紧力，可保证每层钢带贴紧；各层钢带之间靠凹 槽和凸肩相互啮合，缠绕层能承受一部分由内压 引起的轴向力。
过 程 设 备 设 计
二、高压容器的结构特点
1、结构细长 2、采用平盖或球形封头 3、密封结构特殊多样
4、高压筒体（身）限制开孔
化工设备书后习题
化工设备书后习题第一章化工设备概述习题：1-1什么是化工设备和压力容器？它们有何特点？1-2为什么要对压力容器进行分类？其中，按《容规》分类有何意义？共分为几类？1-310m3的液氨储罐属于那一类容器？1-4什么是薄壁容器、高压容器、反应压力容器和换热压力容器？1-5对化工设备有何基本要求？怎样才能使其安全可靠的运行？1-6压力容器用材有哪些基本要求选材时应遵循什么原则？1-7有普通碳素钢做压力容器用材，应有那些限制条件？为什么？1-8中国GB150-1998《钢制压力容器》和JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》两个标准有何不同？其中，GB150-1998包括那些主要内容？第二章化工设备强度计算基础习题：2-1如习题2-1图所示带折边的锥形封头，是确定其上A、B、C各点处的第一和第二曲率半径，以及相应的曲率中心。
2-2设一圆筒形壳体承受气体内压p，圆筒壳体中间面直径为D，厚度为δ，失球圆筒形壳体中的应力。
若壳体材料有20R（σb=400MPa，σ=245MPa）改为16MnR（σb=510MPa，σ=345MPa）时，圆筒形壳体中的应力姜如何变化？为什么？2-3试分析椭圆行封头长短轴之比分别为2、2、3的受力特点，并求出该封头在这三种情况下出现最大和最小环向应力、经向应力的位置。
2-4如习题2-4图所示，对一标准椭圆形风头进行应力测定。
该封头中间面的长轴D=1000mm，厚度δ=10mm，现测得E点（某=0）处的环向应力为50MPa.cihi压力表A表示为1MPa，压力表B指示为2MPa，试问哪一只压力表不准确，为什么？2-5有一密闭平底平盖圆筒形容器，垂直放置在基础上。
内径Di、厚度为δ、高度为H，内装有密度为ρ的液体，页面高度为0.6H，现测得的液面上的压力为p0。
试求圆筒体1/2深度处器壁上的环向应力和经向应力。
2-6举例说明连接边缘及边缘应力的概念。
2-7边缘应力有何特点？在那些情况下应注意边缘盈利的影响？2-8单层厚壁圆筒应力状况与薄壁通体有何不同？其延壁厚方向的应力分布有什么特征？2-9单层厚壁圆筒同时承受内压pi和外压po作用时，能否用Δp=pi-po带入仅受内压或外压的应力计算式来计算厚壁圆筒的应力，为什么？2-10一单层厚壁圆筒，内径为3100mm，壁厚为165mm，承受的内压力为150MPa，试求该圆筒体内壁和外壁上的三向应力值，并根据计算结果绘制三向应力沿壁厚的分布图。
压力容器基础知识
压力容器课件第一节压力容器定义在石油化工领域，容器是指储存设备和其它各种设备的外壳。
按容器所承受压力的高低又可分为常压容器和压力容器两大类，但两者之间的压力分界是人为规定的，因此在不同规范中其数值可能略有差异。
一般压力容器是指同时具备下列三个条件的容器：1.最高工作压力≥0.1MPa（不含液体静压力，下同）；2.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）≥0.15m，且容积≥0.025m3；3.盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
第二节压力容器分类按压力容器的设计压力分为：低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下：（1）低压 0.1MPa≤P＜1.6MPa，代号为“L”（2）中压 1.6MPa≤P＜10MPa，代号为“M”（3）高压 10MPa≤P＜100MPa，代号为“H”（4）超高压 P≥100Mpa，代号为“U”按压力容器的压力等级、品种、介质毒性程度和易燃介质的划分，压力容器划分为三类：1.下列情况之一的，为第三类压力容器：（1）高压容器；（2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于10MPa•m3）；（4）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于0.5MPa•m3）；（5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPa•m3）；（6）高压、中压管壳式余热锅炉；（7）中压搪玻璃压力容器；（8）使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540 Mpa）的材料制造的压力容器；（9）移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车和罐式集装箱等；（10）球形储罐（容积大于等于50 m3）；（11）低温液体储存容器（容积大于等于5 m3）。
2.下列情况之一的，为第二类压力容器：（1）中压容器；（2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）低压反应容器和低压存储容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；（4）低压管壳式余热锅炉；（5）低压搪玻璃压力容器。
6.2压力容器设计技术进展-II压力容器设计准则的发展讲解
Treaca屈服条件或 Mises屈服条件
6.2近代化工容器设计技术进展概述-Ⅱ压力容器设计准则的发展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
二、化工容器的设计准则发展
(3) 爆破失效设计准则 非理想塑性材料在屈服后尚有增强的能力，对于容器(主要是厚壁的)在整
体屈服后仍有继续增强的承载能力，直到容器达到爆破时的载荷才为最大 载荷。 若以容器爆破作为失效状态，以爆破压力作为设计的依据并加以限制，以 防止发生爆破，这就是容器的爆破失效设计准则。高压容器章所介绍的 Faupel公式就是这一准则的体现。
6.2近代化工容器设计技术进展概述-Ⅱ压力容器设计准则的发展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
二、化工容器的设计准则发展
(6) 断裂失效设计准则 实际难于避免裂纹，包括制造裂纹(焊接裂纹)和使用中产生或扩展的裂纹
(疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹)，为防止缺陷导致低应力脆断，可按断裂力学 限制缺陷的尺寸或对材料提出必须达到的韧性指标，这是防脆断设计。 防脆断设计并不意味着允许新制造的容器可以存在裂纹，而是对容器使用 若干年后的一种安全性估计。 新制造的容器，设计时是假定容器内产生了可以检测到的裂纹，通过断裂 力学方法对材料的韧性(主要是指断裂韧性)提出必须保证达到的要求以使 容器不会发生低应力脆断。 在役容器检测出裂纹，可用断裂力学评价是否安全，即压力容器的缺陷评 定。这是基于断裂失效设计准则(或称防脆断失效设计准则)的方法。
得超过允许的泄漏率。 由于介质的泄漏率与结构设计、密封材料的性能和紧固件所施加的载荷密
切有关，非常复杂，所以泄漏失效设计准则很难建立。 大多数国家的设计规范中尚未采用。但欧盟承压设备规范中已在大量研究
与试验的基础上建立了泄漏失效的设计准则与方法。
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第六章高压厚壁容器第一节厚壁容器设计理论及结构【学习目标】掌握高压容器设计理论及壁厚计算公式，了解多层包扎压力容器、热套压力容器等多层厚壁圆筒结构。
一、厚壁容器设计理论高压容器（10MPa≤P＜100MPa）又称为厚壁容器，δ/D＞0.1或K=D0/D i＞1.2。
厚壁容器由于径向应力较大，不能忽略，因此筒壁处于三向应力状态。
在三向应力中，除经向应力仍可视为沿壁厚均匀分布外，径向应力和环向应力并不沿壁厚均匀分布，最大当量应力发生在容器的内壁上。
1、厚壁容器的失效准则（1）弹性失效准则这种观点认为，器壁上应力最大处（内壁）的应力达到屈服极限后，容器便失去正常的工作能力，亦即失效，这种失效称之为弹性失效。
厚壁容器内壁屈服后，可能会在局部应力较大处出现微裂纹，并且在各种因素作用之下，可能会使裂纹进一步扩展，最终导致破坏。
弹性失效准则被许多国家采用，我国的GB150《压力容器》标准也是依据了这一准则。
（2）塑性失效准则这种观点认为，器壁上应力最大处的材料进入屈服阶段，并不导致整个容器的破坏，因为容器都是用具有一定塑性及韧性的材料制成的，内壁处的材料虽然屈服了，但在它外面的材料仍处于弹性状态，故屈服了的材料想进一步发生塑性变形，便要受到仍处于弹性状态的外层材料的约束。
只有当压力逐渐增加，塑性区不断扩展，直至容器的整个截面从里到外都达到屈服，才失去正常的工作能力。
这种失效称之为塑性失效。
（3）爆破失效准则这种观点认为，厚壁容器的壁很厚，材料的塑性又较好，它不会一达到整体屈服就发生破坏，它有明显的应变硬化现象，只有当容器承受的压力继续增大时，器壁中的应力和应变才会继续增加，直至压力增大到爆破压力，容器发生爆破，才能算真正失效。
2、厚壁容器弹性设计理论弹性设计理论下厚壁容器三向应力计算公式见表6-1。
在材料力学中，三个主应力按一定的顺序排列，即σ1＞σ2＞σ3，对应厚壁圆筒的三向应力为σt＞σx＞σr。
在弹性失效准则下，有四个不同的弹性强度理论，见表6-2。
通过实验证明，K=D0/D i＜1.5时，应用四个不同的弹性强度理论，其计算结果和实验值都比较接近，尤其是当K=D0/D i＜1.2时，各公式的计算结果颇为接近。
当K=D0/D i≥1.5时，各公式的计算结果差异较大，而且K越大，计算结果差异也越大，但第三强度理论和第四强度理论与实验数据相近，尤其是第四强度理论尤为相近。
3、中径公式采用第一强度理论的中径公式见表6-3。
表6-3① 中径公式以圆筒内径为基准时，将设计压力p 换成计算压力p c ,考虑焊接接头系数φ：()()()[]φσδδδt D p D D D D p K K pi c i i c ≤+=-+=-+=42212100导出δ得到筒壁厚度计算公式：[]ctic p D p -=φσδ2 （6-1）② 中径公式以圆筒外径为基准时，将设计压力p 换成计算压力p c ,考虑焊接接头系数φ：()()()[]φσδδδt D p D D D D p K K pc i i c ≤-=-+=-+=422121000导出δ得到筒壁厚度计算公式：[]ctc p D p +=φσδ20（6-2）按GB 150规定，中径公式的适用范围为：[]φσtc p 4.0≤。
GB 150-2011《压力容器》标准适用于设计压力不大于35MPa 的压力容器，因此设计压力10MPa ≤P ≤35MPa 的高压容器仍采用与薄壁容器相同的中径公式来计算最大主应力，并以第一强度理论来设计容器的壁厚。
二、厚壁圆筒结构1、单层厚壁圆筒单层厚壁圆筒与中、低压薄壁圆筒一样，由卷板机卷制而成，制造技术要求也与中、低压薄壁圆筒基本相同。
2、多层压力容器圆筒由两层以上（含两层）板材或带材、层间以非焊接方法组合构成的压力容器，不包括衬里容器。
① 多层包扎压力容器在内筒上逐层包扎层板形成多层压力容器。
② 钢带错绕压力容器在整体内筒上沿一定缠绕角度，逐层交错缠绕钢带形成的多层压力容器。
③ 套合压力容器由数层具有一定过盈量的筒节，经加热逐层套合，并经热处理消除其套合预应力形成套合筒节，再通过环向焊接接头组焊后形成的压力容器。
三、多层容器制造GB150.4第12章“多层容器”。
第二节密封结构及零部件【学习目标】学习GB1500.3附录C“密封结构”，了解高压容器金属平垫密封、双锥密封等密封结构及相关零部件。
一、金属平垫密封1、适用范围平垫密封的适用范围见表6-4,其结构见图6-1。
表6-4 适用范围1-主螺母 2-垫圈 3-平盖 4-主螺栓 5-筒体端部 6-平垫片图6-1 金属平垫密封结构2、平垫片材料和尺寸①平垫片材料a) 退火铝（硬度为15HBW10/250～30 HBW10/250）；b) 退火紫铜（硬度为30HBW10/500～50 HBW10/500）；c) 10钢。
②平垫片的宽度b和厚度δ按表6-5、表6-6选取。
3、密封面密封面尺寸按表6-7确定。
平盖和筒体端部的密封面上应各有2条深1mm 的三角形沟 槽。
密封面配合公差见图6-2。
图6-2 平盖 图6-3 密封面配合公差 4、筒体端部筒体端部和主螺栓、主螺母的设计按GB 150.3第7章7.7的规定。
5、平盖平盖的结构见图6-2。
密封面配合公差见图6-3。
平盖厚度按式（6-4）：[]φσδtccp Kp D = （6-4）6、释义金属平垫密封属于强制式密封，密封初始压紧力依靠螺栓的预紧力，在高压工作状态下，螺栓产生微量弹性伸长，降低了作用在垫片上的压紧力，因此需要金属垫片有较好的弹性回弹变形能力，以保证密封的紧密性。
这种密封的缺点是需要较大直径的主螺栓，适用的筒体内径较小（≤1000mm ），温度不能过高（≤200℃）。
二、双锥密封1、适用范围双锥密封的适用范围见表6-8,其结构见图6-4。
表6-8 适用范围设计温度/℃ 设计压力/MPa 内直径D i /mm 0～4006.4～35400～32002、结构① 双锥密封结构见图6-4。
② 双锥环用托环、螺栓固定在平盖上。
双锥环的内圆柱面与平盖的圆柱支承面之间的单侧径向间隙〔g =(D 1—D T )/2〕应控制在双锥环内圆柱面直径的0.075%～0.125%。
③ 平盖的圆柱支承面上开有几条纵向的半圆形沟槽。
④ 密封面之间的软金属垫片厚度约为1mm ，密封特性参数按表GB 150.3表7-2。
非金属垫片厚度约0.5mm ～1mm ，软金属丝直径d s 为2mm ～5mm ，其密封特性参数和摩擦角按经验确定。
⑤ 图6-4（b ）所示双锥环的两个密封面上应各开2条半径为1mm ～1.5mm ，深1mm 的半圆形沟槽或深1mm 左右的三角形沟槽，沟槽槽口圆角半径约0.5mm ；图6-4（c ）所示双锥环的两个密封面上应各开1条或2条半圆形沟槽，沟槽直径为d s +0.1mm 。
⑥ 双锥环密封面锥角及公差0'1530-=α，粗糙度R a 为3.2μm ～1.6μm 。
平盖及筒体端部密封面锥角及公差'15030+=α，粗糙度R a 为3.2μm ～1.6μm 。
（a ） （b ）软垫片 （c ）软金属丝1-主螺母 2-垫圈 3-主螺栓 4-平盖 5-双锥环 6-软垫片或金属丝 7-筒体端部 8-螺栓 9-托环图6-4 双锥密封结构3、双锥环、软垫片和软金属丝材料① 双锥环应选用35、16Mn 、20MnMo 、15CrMo 、S30408和S32168等的Ⅲ级或Ⅳ级压力容器用锻件。
② 软垫片和软金属丝材料按表6-9选用。
4、双锥环结构尺寸双锥环结构尺寸按式（6-5）～（6-7）确定。
i D A 7.2= （6-5） A C )6.0~5.0(=（6-6） mcp CA B σ75.02+=（6-7）5、筒体端部筒体端部、主螺栓和主螺母的设计按GB 150.3第7章7.7的规定。
）6、平盖平盖结构见图6-5。
平盖厚度按式（6-4）计算，式中D c 以D G 代入。
图6-57、释义双锥密封属于半自紧式密封，初始密封压紧力依靠主螺栓预紧力。
在高压工作条件下，介质进入双锥环与平盖之间的环形间隙，使双锥环向外扩张，增加了密封压力，从而达到径向自紧作用。
三、其他密封结构GB 1500.3附录C “密封结构”规定了高压容器各种密封结构型式和设计方法。
除上述金属平垫密封、双锥密封结构外，GB 150.3附录C “密封结构”还有伍德密封（自紧式密封）、卡扎里密封（强制式密封）、八角垫和椭圆垫密封（自紧式密封）、卡箍紧固结构等，此内容参考GB150.3附录C“密封结构”。
表6-10 适用范围四、筒体端部筒体端部和主螺栓、主螺母的设计按GB150.3第7章7.7的规定。
3、筒体端部①端部厚度端部厚度δn（见图6-6），不得小于按内压确定的圆筒的名义厚度。
②端部结构③应力校核④释义高压容器密封结构完全不同于中、低压容器，它需要一个较大尺寸的筒体端部，筒体端部的一端与厚壁圆筒对焊连接，另一端与平盖连接，筒体端部实际上起到了法兰的作用，因此在GB150标准中，筒体端部的设计是与法兰编入同一章中（GB150.3第7章“法兰”）。
五、锻制紧缩口封头锻制紧缩口封头结构形式和强度校核按GB150.3第5章5.10的规定。
1、锻制紧缩口封头①范围及一般要求紧缩口封头的结构形式见图6-7，直边段的厚度按式GB150.3（3-1）计算，但其有效厚度不得小于与之对接的圆筒有效厚度；直边段长度l一般应小于50mm。
其余尺寸可按结构要求确定。
此形式封头可按图6-8所示范围及内容进行强度校核。
图6-7 带直边的紧缩口封头图6-8 不带直边的紧缩口封头六、焊接结构GB150.3附录D（D.14）规定了多层容器的焊接结构，。