化工设备机械讲义基础9容器零部件
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化工设备机械基础9容器零部件.
a 压力容器的公称直径 （DN）
钢板卷制的筒体和成形封头，公称直径是指内径 筒体直径较小时，可采用无缝钢管，公称直径等于钢管外径
b 管子的公称直径
管子的公称通径既不是内径也不是外径，而是一个略小于外径的 值；法兰的公称直径是指与它相配的筒体或管子的公称直径。
1.2 公称压力
公称压力（nominal pressure）是压力容器或管道的标准化 压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。 指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数 值。
3 法兰联接
法兰联接的特点
（1）密封可靠； （2）强度足够； （3）适用面广； （4）可拆结构； （5）经济合理。
3.1 法兰的工作原理
（1） 密封原理
法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫圈 压紧，使垫圈变形，把法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样 就达到了密封的要求。
当设备或管道工作时，螺栓受到拉力的作用，使法兰密封面 沿着彼此分离的方向移动，并降低了密封面与垫片间的压紧力， 当这一压紧力降低到某一临界值以下时，介质将会泄漏，密封会 失效。
法兰密封垫片的选择要有全面观点，要考虑操作介质的性质、操作压力和温 度，以及需要密封的程度；亦要考虑垫片的性能、压紧面的形式、螺栓力的大小 以及装卸要求等。
最常用的垫片可分为非金属、金属以及非金属与金属混合制的垫片。 非金属的垫片材料有石棉板、橡胶板、石棉－胶板及合成树脂（塑料），这 些材料优点是柔软和耐腐蚀。耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只普遍用 于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。 金属－非金属混合制垫片有金属包垫片和缠绕垫片等，前者是用石棉橡胶垫 片外包以金属薄片；后者是薄低碳钢带与石棉一起绕制而成。它们较单纯的非金 属垫片有较好的性能，适用的温度和压力范围较高一些。 金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用的是软铝、铜、软 钢、蒙耐尔合金钢和18-8不锈钢。金属垫片主要用于中、高温和中、高压的法兰 联接密封。
钢板卷制的筒体和成形封头，公称直径是指内径 筒体直径较小时，可采用无缝钢管，公称直径等于钢管外径
b 管子的公称直径
管子的公称通径既不是内径也不是外径，而是一个略小于外径的 值；法兰的公称直径是指与它相配的筒体或管子的公称直径。
1.2 公称压力
公称压力（nominal pressure）是压力容器或管道的标准化 压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。 指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数 值。
3 法兰联接
法兰联接的特点
（1）密封可靠； （2）强度足够； （3）适用面广； （4）可拆结构； （5）经济合理。
3.1 法兰的工作原理
（1） 密封原理
法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫圈 压紧，使垫圈变形，把法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样 就达到了密封的要求。
当设备或管道工作时，螺栓受到拉力的作用，使法兰密封面 沿着彼此分离的方向移动，并降低了密封面与垫片间的压紧力， 当这一压紧力降低到某一临界值以下时，介质将会泄漏，密封会 失效。
法兰密封垫片的选择要有全面观点，要考虑操作介质的性质、操作压力和温 度，以及需要密封的程度；亦要考虑垫片的性能、压紧面的形式、螺栓力的大小 以及装卸要求等。
最常用的垫片可分为非金属、金属以及非金属与金属混合制的垫片。 非金属的垫片材料有石棉板、橡胶板、石棉－胶板及合成树脂（塑料），这 些材料优点是柔软和耐腐蚀。耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只普遍用 于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。 金属－非金属混合制垫片有金属包垫片和缠绕垫片等，前者是用石棉橡胶垫 片外包以金属薄片；后者是薄低碳钢带与石棉一起绕制而成。它们较单纯的非金 属垫片有较好的性能，适用的温度和压力范围较高一些。 金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用的是软铝、铜、软 钢、蒙耐尔合金钢和18-8不锈钢。金属垫片主要用于中、高温和中、高压的法兰 联接密封。
章教案容器零部件化工机械与设备
第一章教案——容器零部件化工机械与设备一、教学目标：1. 知识与技能：（1）掌握容器的基本概念和分类；（2）了解容器零部件的常见类型及作用；（3）熟悉化工机械与设备的基本构成及功能。
2. 过程与方法：（1）通过观察和分析，识别不同类型的容器及其零部件；（2）学会运用化工机械与设备的知识，解决实际问题。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生的团队合作精神，提高动手操作能力；（2）培养学生对化工机械与设备行业的兴趣和责任感。
二、教学内容：1. 容器的概念与分类（1）介绍容器的基本概念；（2）讲解容器的分类及特点。
2. 容器零部件（1）介绍容器零部件的常见类型；（2）讲解各种零部件的作用及其在容器中的重要性。
3. 化工机械与设备（1）介绍化工机械与设备的基本构成；（2）讲解化工机械与设备的功能及应用。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：（1）容器的基本概念与分类；（2）容器零部件的常见类型及作用；（3）化工机械与设备的基本构成及功能。
2. 教学难点：（1）容器零部件在实际应用中的识别与选择；（2）化工机械与设备在化工生产中的应用。
四、教学方法与手段：1. 教学方法：（1）采用讲授法，讲解基本概念和原理；（2）采用案例分析法，分析实际问题；（3）采用小组讨论法，培养团队合作精神。
2. 教学手段：（1）使用多媒体课件，展示图片和视频；（2）利用模型和实物，进行直观教学；（3）布置实践作业，巩固理论知识。
五、教学安排：1. 课时：2课时（90分钟）2. 教学过程：（1）第一课时：讲解容器的基本概念与分类，容器零部件的常见类型及作用；（2）第二课时：讲解化工机械与设备的基本构成及功能，分析实际应用案例。
3. 作业布置：（2）查找相关资料，了解化工机械与设备在化工生产中的应用。
第二章教案——容器零部件化工机械与设备六、教学目标：1. 知识与技能：（1）掌握容器密封件的类型及作用；（2）了解容器支撑部件的分类与功能；（3）熟悉搅拌设备的工作原理与应用。
化工设备通用零部件课件
12.1 法兰连接
四、影响法兰密封的因素
1.螺栓预紧力
螺栓预紧力是影响密封的一个重要因素。预紧力必须足够大， 是垫片被压紧并实现初始密封条件；内压升起后，垫片上必须残 留有足够的螺栓预紧力，以保证不泄漏；提高螺栓预紧力，可以 提高工作密封比压。但是，螺栓预紧力也不能太大，否则将会使 垫片被压坏或挤出。
(a)
(b)
(c)
图12-6 平焊法兰与对焊法兰
12.1 法兰连接
③任意式法兰：这种法兰与壳体连成一体，但刚性比整体法 兰差。
实际上，工程中常采用更简单易记的分类方法。将法兰分为： ①焊接法兰，包括平焊法兰和对焊法兰；
②活套法兰，分容器用和管道用两种； ③螺纹法兰，一般用在高压管道中。
3.法兰的形状 绝大多数为圆盘形或 带颈的圆盘形，也有 少量方形、椭圆形法兰。
②凹凸型压紧面
这种压紧面有一个凹面和一个凸面配合而成，如图12-7(b) 所示。其优点是便于对中，垫片不易被内压挤出，但压紧面与垫 片接触面仍较大，故需较大的螺栓预紧力，法兰尺寸也较大，可 用于压力较高的场合。
12.1 法兰连接
③榫槽型压紧面 这种压紧面是有一个榫和一个槽所组成的，如图12-7(c)所 示，垫片置于槽中，不与介质相接触，不会被挤入设备或管道内。 垫片可以较窄，因而压紧垫片所需的螺栓力也相应较小，但其拆 卸比较困难，因垫片被挤压在槽内不易被清除。这种压紧面适宜 于易燃、易爆、有毒的介质以及较高压力的场合。 以上三种压紧面所用的垫片，大都是各种非金属垫片或金属 与非金属混合制的垫片。
12.1 法兰连接
④锥形压紧面 这种压紧面是和球面金属垫片配合而成，锥角200，如图128所示，锥形面与垫片形成线接触密封，通常用于高压管件密封， 可用到100MPa，甚至更大。其缺点是尺寸精度高，表面粗糙度低 时，直径大时加工困难。
化工设备常用零部件
平焊法兰
对焊法兰
化工设备常用零部件
法兰盖
法兰密封面型式和法兰标记
突面（RF）型
凹（M） 凸（FM）面
榫（G） 槽（T）面
法兰密封面型式主要有突面、凹凸面和榫槽面三种，如图所示。
管法兰的主要参数为公称压力、公称直径、密封面型式和法兰 型式。
标记：标准代号 法兰名称 密封面形式代号 公称直径 公称压力
封头
化工设备常用零部件
椭圆形封头的结构
化工设备常用零部件
锥形封头的结构
化工设备常用零部件
标记示例： 封头 DN1200×12－ 16MnR JB/T4737－1995 表示内径为1200mm，厚 度12mm，材质为16MnR的 椭圆形封头。
化工设备常用零部件
三、法兰
法兰连接属于可拆连接。在化工设备上应用非 常普遍。化工用的标准法兰有管法兰和压力容器法兰 （又称设备法兰）两大类。前者用于管道的连接，后 者用于设备筒体与封头的连接。
化工设备常用零部件
标准法兰的主要参数是公称直 径（DN）和公称压力（PN），管法 兰的公称直径为所连接管子的外径， 压力容器法兰的公称直径为所连接 的筒体（或封头）的内径。
化工设备常用零部件
1、管法兰
管法兰主要用于管道的连接。按其与管子的 连接方式分为：板式平焊法兰、对焊法兰、整体法 兰和法兰盖等。
化工设备常用零部件
压力容器公称直径(摘自GB 9019—88) 钢板卷焊（内径）
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700
1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2800
章教案容器零部件化工机械与设备
第一章教案容器零部件化工机械与设备教学目标：1. 了解容器零部件的基本概念和作用。
2. 熟悉常见容器零部件的名称、特点和应用。
3. 掌握容器零部件的选材和设计原则。
教学内容：1. 容器零部件的定义和分类。
2. 容器零部件的作用及其在化工机械与设备中的应用。
3. 常见容器零部件的名称、特点和应用。
4. 容器零部件的选材和设计原则。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾化工机械与设备的基本概念。
2. 提问：“什么是容器零部件？它在化工机械与设备中有什么作用？”二、新课内容讲解（15分钟）1. 讲解容器零部件的定义和分类。
2. 讲解容器零部件的作用及其在化工机械与设备中的应用。
3. 介绍常见容器零部件的名称、特点和应用。
4. 讲解容器零部件的选材和设计原则。
三、案例分析（15分钟）1. 提供几个容器零部件的案例，让学生分析其选材和设计原则。
2. 学生分组讨论，汇报分析结果。
四、课堂小结（5分钟）1. 回顾本节课的主要内容。
2. 强调容器零部件在化工机械与设备中的重要性。
五、课后作业（课后自主完成）1. 复习本节课的内容，整理笔记。
2. 完成课后练习题，巩固所学知识。
教学评价：1. 课后作业完成情况。
2. 课堂参与度和表现。
3. 案例分析的深度和准确性。
第二章教案容器零部件化工机械与设备教学目标：1. 了解容器密封件的基本概念和作用。
2. 熟悉常见容器密封件的名称、特点和应用。
3. 掌握容器密封件的选材和设计原则。
教学内容：1. 容器密封件的定义和分类。
2. 容器密封件的作用及其在化工机械与设备中的应用。
3. 常见容器密封件的名称、特点和应用。
4. 容器密封件的选材和设计原则。
教学过程：六、导入（5分钟）1. 回顾上一章的内容，引导学生了解容器零部件在化工机械与设备中的重要性。
2. 提问：“什么是容器密封件？它在化工机械与设备中有什么作用？”七、新课内容讲解（15分钟）1. 讲解容器密封件的定义和分类。
化工设备的常用零部课件
HG20592法兰 PL200(B)-RFQ235A。
化工设备的常用零部课件
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
⑵压力容器法兰。压力容器法兰主要用于筒体与封 头的连接。压力容器法兰分为甲型平焊法兰、乙型平焊 法兰和整体法兰。其密封面形式如图5-3所示。
压力容器法兰的标准为JB/T(4700~4707)—2000《压 力容器法兰》，详见附录7。压力容器法兰在化工设备 图中的标注如下。
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
其标注方法如下： PN6.3MPa，测量范围为1100,接口法兰密封面为凸面， 带上、下限位警报器，本体材料为0Cr18Ni9Ti的翻板式 带夹套磁性液位计，所测介质密度为0.7g/cm3，标记为： HG/T21584-95 UZ6.3M-1100-0.7 BF321C 常用液位计的形式及应用范围如表5-3所列。
化工设备的常用零部课件
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
为了保证密封，法兰必须有合适的密封面，法兰密 封面应根据温度、压力、装配要求设计，标准管法兰密 封面的形式如图5-2所示。
管法兰的标准为HG(20592-20635)-97，详见附录6。 管法兰在化工设备图中按下述方法标注：公称通径为 200mm，工称压力为0.6MPa，配用公制管的突面板式钢 制管法兰，材料为Q235-A,标注为:
化工设备的常用零部课件
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
5.1.2 封头
封头是化工设备的重要构件，它与筒体组合后构成 化工设备的外壳。封头与筒体可采用焊接，构成不可拆 结构；也可以采用法兰连接，构成可拆结构。化工设备 设计中常用的封头有半球形封头、椭圆形封头、碟形封 头、锥形封头和平板形封头。化工设备设计中采用的标 准为JB/T4736-2002《钢制压力容器封头》，较常用的 是椭圆形封头，其设计标准见附录5。
化工设备的常用零部课件
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
⑵压力容器法兰。压力容器法兰主要用于筒体与封 头的连接。压力容器法兰分为甲型平焊法兰、乙型平焊 法兰和整体法兰。其密封面形式如图5-3所示。
压力容器法兰的标准为JB/T(4700~4707)—2000《压 力容器法兰》，详见附录7。压力容器法兰在化工设备 图中的标注如下。
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
其标注方法如下： PN6.3MPa，测量范围为1100,接口法兰密封面为凸面， 带上、下限位警报器，本体材料为0Cr18Ni9Ti的翻板式 带夹套磁性液位计，所测介质密度为0.7g/cm3，标记为： HG/T21584-95 UZ6.3M-1100-0.7 BF321C 常用液位计的形式及应用范围如表5-3所列。
化工设备的常用零部课件
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
为了保证密封，法兰必须有合适的密封面，法兰密 封面应根据温度、压力、装配要求设计，标准管法兰密 封面的形式如图5-2所示。
管法兰的标准为HG(20592-20635)-97，详见附录6。 管法兰在化工设备图中按下述方法标注：公称通径为 200mm，工称压力为0.6MPa，配用公制管的突面板式钢 制管法兰，材料为Q235-A,标注为:
化工设备的常用零部课件
化工设备的常用零部课件
5.1 标准零部件
5.1.2 封头
封头是化工设备的重要构件，它与筒体组合后构成 化工设备的外壳。封头与筒体可采用焊接，构成不可拆 结构；也可以采用法兰连接，构成可拆结构。化工设备 设计中常用的封头有半球形封头、椭圆形封头、碟形封 头、锥形封头和平板形封头。化工设备设计中采用的标 准为JB/T4736-2002《钢制压力容器封头》，较常用的 是椭圆形封头，其设计标准见附录5。
化工设备零部件
2. 典型化工设备部分常用零部件：
2.1. 反应罐中常用零部件 2.1.1.罐体部分（同前） 2.1.2.传热部分（同前） 2.1.3.搅拌装置 2.1.4 传动装置 2.1.5 轴封装置 2.1.6 附件（接管，人孔，支座）
2.2. 换热器常用零部件
2.2.1 换热器管板、折流板
双管板、薄管板
PN: 法兰压力等级为事先规定，压力容器法兰和管 路法兰有不同的压力等级。（参见相关法兰标准）
1.3.2 管（路）法兰：（GB,HG)
管法兰按与管子的连接方式可分为五种基本 类型:
平焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰、承插焊法兰、松套法兰。
法兰的密封面型式有有多种，一般常用有：
凸面（RF）、凹面（FM）、凸面（M）、榫槽面（T/G）、 全平面（FF）、环连接面（RJ）
常压人孔
回转盖板式平焊法兰人孔
DN400/450/500/600 DN400/450/500/600
HG/T21515-2005 HG/T21516-2005
回转盖带颈平焊法兰人孔 回转盖带颈对焊法兰人孔
DN400/450/500/600
DN400/450/500/600
HG/T21517-2005
1.4.2 支承式支座
支承式支座： 分为A、B型 A型：有垫板，无筋板
有垫板，有筋板 B型：钢管支座 JB/T4712-2000
1.4.3 腿式支座，又称支腿，JB/T4712-2000
AN 角钢 无垫板
A 角钢 有垫板
BN 钢管 无垫板
B 钢管 有垫板
CN H钢 无垫板
C H钢 有垫板
1.4.4 裙座 塔设备应使用裙座，裙座分为圆筒形裙座和 锥形裙座。
2.2.2 换热器膨胀节
化工设备基础9 容器零部件-2
18
第9章 容器零部件
选用： 选用： 1）根据容器公称直径DN和 根据容器公称直径DN和 总质量选取相应的支座号和 支座数量 2）计算支座承受实际载荷， 计算支座承受实际载荷， 使其不大于支座允许载荷。 使其不大于支座允许载荷。 除容器总质量外， 除容器总质量外，实际载荷 还应综合考虑风载荷、 还应综合考虑风载荷、地震 载荷和偏心载荷。 载荷和偏心载荷。
裙座的结构
22
第9章 容器零部件
裙座结构
23
第9章 容器零部件
9.3 容器的开孔补强 ——开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中， ——开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中，较 开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中 大的局部应力； 大的局部应力； ——作用于接管上的各种载荷所产生的应力， ——作用于接管上的各种载荷所产生的应力，温度 作用于接管上的各种载荷所产生的应力 差造成的温差应力； 差造成的温差应力； ——容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用； ——容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用； 容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用 ——接管成为容器的破坏源，必须考虑补强问题 ——接管成为容器的破坏源，必须考虑补强问题。 补强问题。 接管成为容器的破坏源
第9章 容器零部件
鞍式支座
5
第9章 容器零部件
鞍座的结构—— 鞍座的结构—— 由横向直立筋板、轴向直立筋板和底板焊接而成， 由横向直立筋板、轴向直立筋板和底板焊接而成，在与设 备筒体相连处， 带加强垫板的和不带加强垫板的两种 的和不带加强垫板的两种。 备筒体相连处，有带加强垫板的和不带加强垫板的两种。
27
第9章 容器零部件
（b）塑性失效补强设计原则 ——极限设计的方法，考虑到结构的安定性。 ——极限设计的方法，考虑到结构的安定性。 极限设计的方法 开孔容器的接管处达到全域塑性时的极限应力应等 于无孔壳体的屈服应力；同时， 于无孔壳体的屈服应力；同时，按弹性计算的最大 应力应不超过2 应力应不超过2σs。 σmax=2σs max=2σs 而 所以 σs =1.5[σ] σmax=3[σ] max=3[σ
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原来根据设计压力p所初步确定的法兰类型是否包含有已确 定的PN与DN。 （d）根据所确定的PN和DN，根据相应法兰的尺寸表，即可确 定法兰尺寸。
示例1 公称压力1.6MPa、公称直径800mm的衬环榫槽密封 面乙型平焊法兰的榫面法兰。
标记：法兰C-T 800-1.60 JB/T 4702—2000，并在图样明 细表备注中注明 δ1=18.
平面型——压力不高、介质无毒；
凹凸面型——压力稍高、介质易燃、 易爆和有毒；
榫槽型——压力较高、介质剧毒；
环密封面——用于温度和压力波动、 介质渗透大的场合。
（3）按法兰端面形状分类
3.3 影响法兰密封的因素 （1）螺栓预紧力
预紧力必须使垫片压紧并实现初始密封条件；同时预紧力也不能 太大，否则将会使垫片被压坏或挤出。提高螺栓预紧力，可以增加垫 片的密封能力。采取减小螺栓直径，增加螺栓个数的办法对密封是有 利的。
2.1 筒体
筒体一般由钢板卷制而成，其公称直径等于内径；直径较小时可选用 无缝钢管。设计时筒体的公称直径必须符合国家标准，否则就没有标准的 封头与之相配。
2.2 封头 JB/T 4746-2002
椭圆形封头： DN=Di，曲面高度＝Di/4 ， 直边高度可有多个数值，主要由 封头的公称直径和厚度同时决定。 蝶形封头： 折边锥形封头： 球冠型封头：
（2）法兰受力分析
（a和 于）平垫预衡片紧，反时但作法用T兰1和力在NN螺11构的栓成作预力用紧偶下力作处T1 用在法兰上。
（b）工作时法兰上所受的外力多了一个由容器内压形成的轴向力Q。这 时的螺栓力T2正好用来平衡轴向力Q和垫片反力N2，此时作用在法兰 上的外力矩可以用一个由T2和Q+N2组成的力偶来代替。
化工设备机械基础9容器零部件
精品jing
1 概述
1.1 公称直径
公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。
公称直径是公制mm为基准的，称 DN (metric unit) 单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼： （1） 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) （2） 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit) （3） DN (nominal diameter) ；NB (nominal bore) ；OD (outside diameter)
0.45
0.Hale Waihona Puke 00.360.34
0.61
0.59
0.53
0.50
0.65
0.64
0.63
0.60
（3）容器法兰尺寸的确定、示例及标记
步骤： （a）根据容器的公称直径DN和设计压力，参照表16-9初步确
定法兰的结构类型； （b）根据容器的设计压力p，设计温度t及准备采用的法兰材料，
按表16-12确定所选法兰的公称压力PN； （c）根据所确定的法兰的PN和DN返回查看表16-9，以便验证
0.15
0.14
0.26
0.24
0.22
0.21
0.27
0.27
0.26
0.25
Q235-A、B
0.40
0.36
0.33
0.30
板材 Q235-C 20R
0.44
0.40
0.37
0.33
0.45
0.40
0.36
0.34
0.60
16MnR
0.60
0.57
0.51
0.49
20 锻件 16Mn
20MnMo
3 法兰联接
法兰联接的特点
（1）密封可靠； （2）强度足够； （3）适用面广； （4）可拆结构； （5）经济合理。
3.1 法兰的工作原理
（1） 密封原理
法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫圈 压紧，使垫圈变形，把法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样 就达到了密封的要求。
当设备或管道工作时，螺栓受到拉力的作用，使法兰密封面 沿着彼此分离的方向移动，并降低了密封面与垫片间的压紧力， 当这一压紧力降低到某一临界值以下时，介质将会泄漏，密封会 失效。
紧固件
有商品级和专用级两种。商品级采用的是六角头螺栓和六角螺母，如M10、 M12、M16、M20、M24、M27等。专用级有双头螺柱B级（HG20613）和 全螺纹螺柱B级（HG20613）。
4 设备的支座
4.1 卧式容器支座
鞍座（JB/T4712-92）
由底板、腹板、筋板和垫板组焊而成。 有轻型和重型、F型和S型之分。
主要是指标准件如法兰、阀门等规定了一系列标准以便于 在实际过程中进行选用，而不需要每次都要进行计算。如法兰 公称压力：0.25、0.6、1.0、1.6等等，公称直径：10、15、20 等等。当然选用时过程中要注意应力、温度和材料影响。
公称压力不是设计压力，一般来讲，公称压力要比设计压力大。
2 筒体与封头
法兰密封垫片的选择要有全面观点，要考虑操作介质的性质、操作压力和温 度，以及需要密封的程度；亦要考虑垫片的性能、压紧面的形式、螺栓力的大小 以及装卸要求等。
最常用的垫片可分为非金属、金属以及非金属与金属混合制的垫片。 非金属的垫片材料有石棉板、橡胶板、石棉－胶板及合成树脂（塑料），这 些材料优点是柔软和耐腐蚀。耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只普遍用 于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。 金属－非金属混合制垫片有金属包垫片和缠绕垫片等，前者是用石棉橡胶垫 片外包以金属薄片；后者是薄低碳钢带与石棉一起绕制而成。它们较单纯的非金 属垫片有较好的性能，适用的温度和压力范围较高一些。 金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用的是软铝、铜、软 钢、蒙耐尔合金钢和18-8不锈钢。金属垫片主要用于中、高温和中、高压的法兰 联接密封。
金属板材代号
（5）压力容器法兰用螺栓与螺母
• 压力容器法兰用螺栓有A型（中间无螺纹部分不车细的 螺栓）和B型（中段无螺纹部分的直径车细至等于螺纹 内径，目的是减小热应力，主要用于温度较高的场 合。）
• 螺柱材料有Q235-A、35、40MnB、40MnVB、40Cr、 35CrMoA、25Cr2MoVA等，可查相关的国家标准。 如：螺柱 M24×160-A JB/T4707-2000
公称压力
法兰材料
工作温度／℃
PN
－20～200 250
300
350
Q235-A、B
0.16
0.15
0.14
0.13
板材 Q235-C 20R
0.18
0.17
0.15
0.14
0.19
0.17
0.15
0.14
0.25
16MnR
0.25
0.24
0.21
0.20
20 锻件 16Mn
20MnMo
0.19
0.17
甲型平焊法兰
具有平密封面和凹 凸密封面，工作温 度介于-20～300 ℃，公称压力为 0.25～1.6MPa。
乙型平焊法兰
工作温度高于-20～350 ℃， 公称压力为0.25～4.0MPa。 它与甲型平焊法兰的主要区 别是：法兰本身具有一个厚 度为δt的短节，因此与筒体 直接连接的不是法兰盘而是 这个短节。短节的存在使筒 体免受法兰变形带来的附加 弯矩，而且由于短节的厚度 δt规定有最小值，这一厚度 往往大于容器壁厚从而使法 兰的刚度增大。
3.4 压力容器法兰标准
容器法兰的最新标准为国家机械工业局、国家石油和化学工业局联合 修订的，标准号为JB/T 4700～4707－2000。
（1）压力容器法兰的类型与结构
甲型平焊法兰 JB/T 4701-2000
乙型平焊法兰 JB/T 4702-2000
长颈对焊法兰 JB/T 4703-2000
a 压力容器的公称直径 （DN）
钢板卷制的筒体和成形封头，公称直径是指内径 筒体直径较小时，可采用无缝钢管，公称直径等于钢管外径
b 管子的公称直径
管子的公称通径既不是内径也不是外径，而是一个略小于外径的 值；法兰的公称直径是指与它相配的筒体或管子的公称直径。
1.2 公称压力
公称压力（nominal pressure）是压力容器或管道的标准化 压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。 指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数 值。
鞍座的结构特征表
形式 轻型
重型
代号
A BⅠ BⅡ BⅢ BⅣ BⅤ
适用公称直径 DN/mm
机构特征
垫片
标准号 公称压力，MPa 公称直径，mm
填充带代号 钢带代号 垫片的结构型式代号
金属包垫片（JB/T 4706－2000）
由石棉橡胶板作内芯，外包厚度为0.2～0.5mm的薄金属板构成，金属板的 材料可以是铝、铜及其合金，也可以采用不锈钢或优质碳钢。
垫片
标准号(JB/T 4706-2000) 公称压力，MPa 公称直径，mm
3.5 管法兰
现行的管法兰标准有两个： HG20592～20614-97 HG20616～20635-97 依据ISO7005-I-1992
管法兰的尺寸
由两个参数公称压力PN和公称直径DN确定。PN和DN的确定方法与容器 法兰相似。但对同样PN、DN的管法兰，当使用不同材料制造时，法兰 允许承受的最高无冲击压力是不一样的，在确定了法兰材料及工作温度 后，应该根据容器的设计压力不得高于设计温度下法兰允许承受的最高 无冲击压力的原则，查相关表确定法兰的公称压力等级。然后再由PN和
（4）压力容器法兰用密封垫片
非金属软垫片（JB/T 4704－2000） 非金属软垫片指的是耐油石棉橡胶板（GB/T 539－ 1995）和石棉橡胶板（GB/T 3985－1995），前者使用 温度≤200℃，后者使用温度≤350℃。用于平面密封 面与凹凸密封面。
示例1 公称压力1.6MPa、公称直径800mm的衬环榫槽密封 面乙型平焊法兰的榫面法兰。
标记：法兰C-T 800-1.60 JB/T 4702—2000，并在图样明 细表备注中注明 δ1=18.
平面型——压力不高、介质无毒；
凹凸面型——压力稍高、介质易燃、 易爆和有毒；
榫槽型——压力较高、介质剧毒；
环密封面——用于温度和压力波动、 介质渗透大的场合。
（3）按法兰端面形状分类
3.3 影响法兰密封的因素 （1）螺栓预紧力
预紧力必须使垫片压紧并实现初始密封条件；同时预紧力也不能 太大，否则将会使垫片被压坏或挤出。提高螺栓预紧力，可以增加垫 片的密封能力。采取减小螺栓直径，增加螺栓个数的办法对密封是有 利的。
2.1 筒体
筒体一般由钢板卷制而成，其公称直径等于内径；直径较小时可选用 无缝钢管。设计时筒体的公称直径必须符合国家标准，否则就没有标准的 封头与之相配。
2.2 封头 JB/T 4746-2002
椭圆形封头： DN=Di，曲面高度＝Di/4 ， 直边高度可有多个数值，主要由 封头的公称直径和厚度同时决定。 蝶形封头： 折边锥形封头： 球冠型封头：
（2）法兰受力分析
（a和 于）平垫预衡片紧，反时但作法用T兰1和力在NN螺11构的栓成作预力用紧偶下力作处T1 用在法兰上。
（b）工作时法兰上所受的外力多了一个由容器内压形成的轴向力Q。这 时的螺栓力T2正好用来平衡轴向力Q和垫片反力N2，此时作用在法兰 上的外力矩可以用一个由T2和Q+N2组成的力偶来代替。
化工设备机械基础9容器零部件
精品jing
1 概述
1.1 公称直径
公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。
公称直径是公制mm为基准的，称 DN (metric unit) 单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼： （1） 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) （2） 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit) （3） DN (nominal diameter) ；NB (nominal bore) ；OD (outside diameter)
0.45
0.Hale Waihona Puke 00.360.34
0.61
0.59
0.53
0.50
0.65
0.64
0.63
0.60
（3）容器法兰尺寸的确定、示例及标记
步骤： （a）根据容器的公称直径DN和设计压力，参照表16-9初步确
定法兰的结构类型； （b）根据容器的设计压力p，设计温度t及准备采用的法兰材料，
按表16-12确定所选法兰的公称压力PN； （c）根据所确定的法兰的PN和DN返回查看表16-9，以便验证
0.15
0.14
0.26
0.24
0.22
0.21
0.27
0.27
0.26
0.25
Q235-A、B
0.40
0.36
0.33
0.30
板材 Q235-C 20R
0.44
0.40
0.37
0.33
0.45
0.40
0.36
0.34
0.60
16MnR
0.60
0.57
0.51
0.49
20 锻件 16Mn
20MnMo
3 法兰联接
法兰联接的特点
（1）密封可靠； （2）强度足够； （3）适用面广； （4）可拆结构； （5）经济合理。
3.1 法兰的工作原理
（1） 密封原理
法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫圈 压紧，使垫圈变形，把法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样 就达到了密封的要求。
当设备或管道工作时，螺栓受到拉力的作用，使法兰密封面 沿着彼此分离的方向移动，并降低了密封面与垫片间的压紧力， 当这一压紧力降低到某一临界值以下时，介质将会泄漏，密封会 失效。
紧固件
有商品级和专用级两种。商品级采用的是六角头螺栓和六角螺母，如M10、 M12、M16、M20、M24、M27等。专用级有双头螺柱B级（HG20613）和 全螺纹螺柱B级（HG20613）。
4 设备的支座
4.1 卧式容器支座
鞍座（JB/T4712-92）
由底板、腹板、筋板和垫板组焊而成。 有轻型和重型、F型和S型之分。
主要是指标准件如法兰、阀门等规定了一系列标准以便于 在实际过程中进行选用，而不需要每次都要进行计算。如法兰 公称压力：0.25、0.6、1.0、1.6等等，公称直径：10、15、20 等等。当然选用时过程中要注意应力、温度和材料影响。
公称压力不是设计压力，一般来讲，公称压力要比设计压力大。
2 筒体与封头
法兰密封垫片的选择要有全面观点，要考虑操作介质的性质、操作压力和温 度，以及需要密封的程度；亦要考虑垫片的性能、压紧面的形式、螺栓力的大小 以及装卸要求等。
最常用的垫片可分为非金属、金属以及非金属与金属混合制的垫片。 非金属的垫片材料有石棉板、橡胶板、石棉－胶板及合成树脂（塑料），这 些材料优点是柔软和耐腐蚀。耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只普遍用 于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。 金属－非金属混合制垫片有金属包垫片和缠绕垫片等，前者是用石棉橡胶垫 片外包以金属薄片；后者是薄低碳钢带与石棉一起绕制而成。它们较单纯的非金 属垫片有较好的性能，适用的温度和压力范围较高一些。 金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用的是软铝、铜、软 钢、蒙耐尔合金钢和18-8不锈钢。金属垫片主要用于中、高温和中、高压的法兰 联接密封。
金属板材代号
（5）压力容器法兰用螺栓与螺母
• 压力容器法兰用螺栓有A型（中间无螺纹部分不车细的 螺栓）和B型（中段无螺纹部分的直径车细至等于螺纹 内径，目的是减小热应力，主要用于温度较高的场 合。）
• 螺柱材料有Q235-A、35、40MnB、40MnVB、40Cr、 35CrMoA、25Cr2MoVA等，可查相关的国家标准。 如：螺柱 M24×160-A JB/T4707-2000
公称压力
法兰材料
工作温度／℃
PN
－20～200 250
300
350
Q235-A、B
0.16
0.15
0.14
0.13
板材 Q235-C 20R
0.18
0.17
0.15
0.14
0.19
0.17
0.15
0.14
0.25
16MnR
0.25
0.24
0.21
0.20
20 锻件 16Mn
20MnMo
0.19
0.17
甲型平焊法兰
具有平密封面和凹 凸密封面，工作温 度介于-20～300 ℃，公称压力为 0.25～1.6MPa。
乙型平焊法兰
工作温度高于-20～350 ℃， 公称压力为0.25～4.0MPa。 它与甲型平焊法兰的主要区 别是：法兰本身具有一个厚 度为δt的短节，因此与筒体 直接连接的不是法兰盘而是 这个短节。短节的存在使筒 体免受法兰变形带来的附加 弯矩，而且由于短节的厚度 δt规定有最小值，这一厚度 往往大于容器壁厚从而使法 兰的刚度增大。
3.4 压力容器法兰标准
容器法兰的最新标准为国家机械工业局、国家石油和化学工业局联合 修订的，标准号为JB/T 4700～4707－2000。
（1）压力容器法兰的类型与结构
甲型平焊法兰 JB/T 4701-2000
乙型平焊法兰 JB/T 4702-2000
长颈对焊法兰 JB/T 4703-2000
a 压力容器的公称直径 （DN）
钢板卷制的筒体和成形封头，公称直径是指内径 筒体直径较小时，可采用无缝钢管，公称直径等于钢管外径
b 管子的公称直径
管子的公称通径既不是内径也不是外径，而是一个略小于外径的 值；法兰的公称直径是指与它相配的筒体或管子的公称直径。
1.2 公称压力
公称压力（nominal pressure）是压力容器或管道的标准化 压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。 指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数 值。
鞍座的结构特征表
形式 轻型
重型
代号
A BⅠ BⅡ BⅢ BⅣ BⅤ
适用公称直径 DN/mm
机构特征
垫片
标准号 公称压力，MPa 公称直径，mm
填充带代号 钢带代号 垫片的结构型式代号
金属包垫片（JB/T 4706－2000）
由石棉橡胶板作内芯，外包厚度为0.2～0.5mm的薄金属板构成，金属板的 材料可以是铝、铜及其合金，也可以采用不锈钢或优质碳钢。
垫片
标准号(JB/T 4706-2000) 公称压力，MPa 公称直径，mm
3.5 管法兰
现行的管法兰标准有两个： HG20592～20614-97 HG20616～20635-97 依据ISO7005-I-1992
管法兰的尺寸
由两个参数公称压力PN和公称直径DN确定。PN和DN的确定方法与容器 法兰相似。但对同样PN、DN的管法兰，当使用不同材料制造时，法兰 允许承受的最高无冲击压力是不一样的，在确定了法兰材料及工作温度 后，应该根据容器的设计压力不得高于设计温度下法兰允许承受的最高 无冲击压力的原则，查相关表确定法兰的公称压力等级。然后再由PN和
（4）压力容器法兰用密封垫片
非金属软垫片（JB/T 4704－2000） 非金属软垫片指的是耐油石棉橡胶板（GB/T 539－ 1995）和石棉橡胶板（GB/T 3985－1995），前者使用 温度≤200℃，后者使用温度≤350℃。用于平面密封 面与凹凸密封面。