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1、,四、密封裝置設(shè)計,螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu) 及密封設(shè)計,高壓密封結(jié)構(gòu),螺栓法蘭 連接結(jié)構(gòu),,密封機理,泄漏形式,,螺栓法蘭連接的密封條件,2、操作工況---工作密封條件 操作密封比壓----操作時,為保證密封,墊片單位面積上必須維持的壓緊力,通常取m倍的計算壓力(mPC)。,保證密封的條件,預(yù)緊時,法蘭密封面上的比壓不低于預(yù)緊密封比壓y,工作時,法蘭密封面上的比壓不低于操作密封比壓,即m倍的介質(zhì)計算壓力,,密封性設(shè)計 (壓緊面、墊片、螺栓),法蘭標準簡介,法蘭強度計算方法簡介,螺栓法蘭連接設(shè)計,壓緊面形式,平面形、O形、波形、齒形、八角形、 橢圓形等, 非金屬墊片 常用材料:石棉橡膠板、橡膠板、聚四
2、氟乙烯、合成纖維、石墨等。 金屬墊片 常用材料:銅、鋁、低碳鋼、不銹鋼、合金等。 組合式墊片 包括:金屬包墊片;纏繞式墊片;帶骨架的非金屬墊片等。,墊片形狀,墊片類型,墊片,墊片斷面形式,, 要有全面的觀念,綜合考慮溫度、壓力、介質(zhì)、壓緊面形式等方面要求,其中溫度和壓力是影響密封的主要因素,也是選擇墊片的主要依據(jù)。 在保證密封的前提下,盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、便于安裝和更換的墊片。 依據(jù)標準和規(guī)范,重視實踐經(jīng)驗。 墊片選用表(表4-10),墊片選擇原則,1、預(yù)緊工況 Fa=DGby DG---墊片計算直徑 b---墊片有效密封寬度 螺栓載荷Wa=Fa,2、操作工況 FP=2DGbmPC
3、螺栓載荷WP=F+FP = +2DGbmPC,螺栓載荷,螺栓設(shè)計,預(yù)緊工況: 操作工況: 取Am=maxAa,AP,螺栓直徑,,,螺栓間距的限制,,,法蘭類型,法蘭公稱直徑(DN) 與法蘭相配的筒體、封頭或管子的公稱直徑。 法蘭公稱壓力(PN) 指定材料的法蘭在指定溫度下的最大工作壓力。,* 兩個體系間不能互相配用,注意,,法蘭強度計算方法簡介,應(yīng)力分析模型,法蘭強度校核條件:,,高壓密封結(jié)構(gòu),特點: 強制式密封 采用窄面金屬墊片 主螺栓直徑大 適用范圍:t 200C Di 1000mm,平墊密封,缺點: 螺紋套筒可能銹蝕 而拆卸困難。 (螺紋套筒可用 主螺栓
4、代替),適用范圍: 大直徑、高壓力,卡扎里密封,雙錐密封,1、全自緊式密封,壓力和溫度的波動不會影響密封可靠性。 2、取消了主螺栓,使筒體端部尺寸減小。 零件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。,優(yōu)點,缺點,伍德密封,C形環(huán)密封,O形環(huán)密封,其它密封結(jié)構(gòu),,高壓管道密封,,1、改善密封接觸表面 2、改進墊片結(jié)構(gòu) 3、采用焊接密封元件,提高高壓密封性能的措施,,平墊密封,螺栓法蘭密封設(shè)計計算,,螺栓載荷計算,雙錐密封,1、預(yù)緊載荷分析,,(2)消除徑向間隙g所需螺栓力,(1)內(nèi)壓對平蓋的軸向力,(3)回彈力的軸向分力,,五、開孔和開孔補強設(shè)計,強度削弱 不連續(xù)應(yīng)力 局部應(yīng)力 焊接缺陷和殘余應(yīng)力,開孔接管部位的應(yīng)力集中,允許不另行補強的最大開孔直徑,,,開孔最大直徑的限制,有效補強范圍,,,,(一)開孔削弱的面積,內(nèi)壓圓筒或球殼,外壓圓筒或球殼,平蓋(開孔直徑d0.5Di時),(二)補強金屬面積,殼體,接管,焊縫,補強圈面積,接管方位,