法兰连接学习.pptx
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1、左上一图为连接塔节与塔节的容器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右下一图为连接封头与筒体、管箱与筒体的容器法兰兰右下二图为管法兰右下二图为管法兰第1页/共67页平焊法兰:平焊法兰:通过角焊缝直接与设备或管道焊接的一种法兰。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。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、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平焊法兰直接与容器焊接,其解焊缝尺寸较小
2、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。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场合图(图(f f)为甲型平焊法兰)为甲型平焊法兰图(图(g g)为乙型平焊法兰)为乙型平焊法兰图(图(e e)为法兰)为法兰第2页/共67页(2 2)、用在接管上又
3、有板式平焊法兰、带颈平焊法兰和带颈对)、用在接管上又有板式平焊法兰、带颈平焊法兰和带颈对焊法兰三种类型。焊法兰三种类型。板式平焊法兰板式平焊法兰:由于法兰直接与钢管焊接,法兰盘在操作时受力状态差,易发生形变。适用于低压场合。带颈平焊法兰带颈平焊法兰:由于增加了一厚壁的短节法兰颈,因此增加了法兰的刚度,大大减小了法兰变形。适用于中、低压场合。带颈对焊法兰带颈对焊法兰:其颈更长,又称高颈法兰,与管子之间采用的是对焊连接,受焊接时产生的应力集中小,能承受较高的压力。第3页/共67页板式平焊钢制法兰板式平焊钢制法兰第4页/共67页带颈平焊法兰第5页/共67页带颈对焊法兰带颈对焊法兰第6页/共67页左上
4、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(3)、其它形式的法兰连接第7页/共67页法兰连接的密封法兰连接的密封一、密封机理一、密封机理泄漏途径:渗透泄漏、界面泄漏渗透泄漏渗透泄漏: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。第8页/共67页二、法兰密封面的形式二、法兰密封面的形式 法兰的密封面主要根据工艺条件、密封口径以及垫
5、片等进行选择。(1)、容器法兰的形式有:平面型、凹凸面、榫槽面等其中以凹凸面、榫槽面最为常用。(2)、管法兰的形式有:全平面、突面、凹凸面、榫槽面和连环接面五种。前四种为常用的密封面。第9页/共67页平面型密封面:平面型密封面:是在平面上加工出几道浅槽,其结构简单但垫圈没有固定,不易压紧。适用于压力不高、介质无毒的场合;凹凸密封面:凹凸密封面:是相配合的凹形和凸形密封面。安装时便于对中,还能防止垫片被挤出。但垫片宽度较大,须较大压紧力。适用于压力稍高的场合 第10页/共67页榫槽密封面榫槽密封面:是具有:是具有相配合的榫面和槽面相配合的榫面和槽面的密封面,垫片较窄,的密封面,垫片较窄,放在槽内
6、,由于受槽放在槽内,由于受槽的阻挡,不会被挤出。的阻挡,不会被挤出。很少受介质的冲刷和很少受介质的冲刷和腐蚀。安装时易对中。腐蚀。安装时易对中。垫片受力均匀,故密垫片受力均匀,故密封可靠。适用于易燃、封可靠。适用于易燃、易爆、有毒介质及压易爆、有毒介质及压力较高的重要密封。力较高的重要密封。但更换垫片困难,法但更换垫片困难,法兰造价较高。兰造价较高。第11页/共67页第12页/共67页非金属垫片:非金属垫片:橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。柔软柔软耐温度和压力性能较金属垫片差。耐温度和压力性能较金属垫片差。只适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。只适用于常、中温和中
7、、低压设备和管道的法兰密封。第13页/共67页金属与非金属混合制垫片:金属与非金属混合制垫片:金属包垫片金属包垫片及及缠绕垫片缠绕垫片等。等。金属包垫片用薄金属板(镀锌薄钢板、金属包垫片用薄金属板(镀锌薄钢板、0Cr18Ni90Cr18Ni9等)将非金属包起来;等)将非金属包起来;金属缠绕垫片是薄低碳钢带金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带或合金钢带)与石棉带一起绕制而成。不带定位圈和带与石棉带一起绕制而成。不带定位圈和带定位圈。定位圈。金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能,适应的温度与压力范围较高一较好的性能,适应的温度与压力范围较高一些。些
8、。第14页/共67页金属垫片:金属垫片:材料一般并不要求强度高,而是要求软韧。材料一般并不要求强度高,而是要求软韧。常用是软铝、紫铜、铁常用是软铝、紫铜、铁(软钢软钢)、蒙耐尔合金、蒙耐尔合金(含含Ni67Ni67,Cu30Cu30,Cr4Cr45 5)钢等。钢等。主要用于中、高温和中、高压法兰联接密封。主要用于中、高温和中、高压法兰联接密封。垫片材料的选择:垫片材料的选择:根据温度、压力以及介质腐蚀决定,同时考根据温度、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虑密封面形式、螺栓力的大小以及装卸要求等。等。查表查表10-1510-15第15页/共67页第16页/共67
9、页 压力容器法兰标准压力容器法兰标准 四、法兰标准及选用四、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第17页/共67页1 1平焊法兰:平焊法兰:第18页/共67页第19页/共67页2 2对焊法兰对焊法兰 长颈对焊法兰有厚度更大的颈,刚性大。长颈对焊法兰有厚度更大的颈,刚性大。更高压力范围更高压力范围(PN PN 0.6MPa0.6MPa6.4MPa)6.4MPa)和直径范围和直径范围(DNDN300mm300mm2000mm)2000mm),适,适用温度范围为用温度范围为-20-20450450。乙型平焊法兰中乙型平焊法兰中DN DN 2000mm2
10、000mm以下规格包括以下规格包括在长颈对焊法兰的规定范围之内。两者联接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。尺寸和法兰厚度一样。DNDN2000mm2000mm以下的乙以下的乙型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代替,以型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代替,以降低成本。降低成本。第20页/共67页平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的两种。两种。当设备是由不锈钢制作时,采用碳钢法兰加当设备是由不锈钢制作时,采用碳钢法兰加不锈钢衬环,可以节省不锈钢。不锈钢衬环,可以节省不锈钢。第21页/共67页3 3、公称直径与公称压力、公称直径与公称压力根据
11、公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸根据公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸压力容器法兰公称直径同压力容器压力容器法兰公称直径同压力容器例如例如DN DN 1000mm1000mm的压力容器,应当配用的压力容器,应当配用DN DN 1000mm1000mm的压力容器法兰。的压力容器法兰。第22页/共67页法兰公称压力:法兰公称压力:与最大操作压力、操作温度以及材料有关。与最大操作压力、操作温度以及材料有关。定义:定义:以以16MnR16MnR在在200200时的机械性能为基准确定法兰时的机械性能为基准确定法兰尺寸,在尺寸,在200200时,它的最大允许操作压力就认为是具时,它的最大允许
12、操作压力就认为是具有该尺寸法兰的有该尺寸法兰的公称压力公称压力。公称压力公称压力PNPNO.6MPaO.6MPa法兰,用法兰,用16MnR16MnR制造的,在制造的,在200200时,最大允许操作压力时,最大允许操作压力0.6MPa0.6MPa。高于高于200200的最大操作压力将低于它的公称压力的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa0.6MPa。低于低于200200仍按仍按200200确定其最高工作压力。确定其最高工作压力。第23页/共67页材料改为材料改为Q235-AQ235-A,机械性能比,机械性能比16MnR16MnR差,公称压力差,公称压力PNPN0.6MPa0.6MPa的法兰
13、,的法兰,200200操作,最大允许操作压力也低操作,最大允许操作压力也低于公称压力。于公称压力。材料由材料由16MnR16MnR改为改为15MnVR15MnVR,机械性能优于,机械性能优于16MnR16MnR,公,公称压力称压力PNPN0.6MPa0.6MPa的法兰,在的法兰,在200200操作时,最大允许操操作时,最大允许操作压力将高于它的公称压力。作压力将高于它的公称压力。只要法兰的公称直径、公称压力确定了,法兰的尺寸也就只要法兰的公称直径、公称压力确定了,法兰的尺寸也就确定了。确定了。第24页/共67页最大允许工作压力的确定:最大允许工作压力的确定:第25页/共67页为操作温度为操作温
14、度300300,设计压力,设计压力0.6MPa0.6MPa的容器选配法兰。的容器选配法兰。材料材料15MnVR15MnVR按公称压力按公称压力0.6MPa0.6MPa查取。查取。材料材料20R20R按公称压力按公称压力1.0MPa1.0MPa查取尺寸。查取尺寸。课堂作业:课堂作业:第26页/共67页 管法兰标准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。互相代用。管法兰的型式除平焊、对焊法兰外,还有铸钢法兰、铸管法兰的型式除平焊、对焊法兰外,还有铸钢法兰、铸铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。管法兰
15、标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。管法兰标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。GB9119.7-88GB9119.7-88外,常用标准还有:化工部标准外,常用标准还有:化工部标准HG20592HG20592HG20602-97HG20602-97;中石化标准;中石化标准SH3406-96SH3406-96等。其中化工部标准等。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。中分为欧洲体系、美洲体系等,我国常用的为欧洲体系。第27页/共67页例例11-111-1:塔身与封头的法兰。塔内径:塔身与封头的法兰。塔内径1000mm1000mm,操作温度,操作温度280280,设计压力,
16、设计压力0.2MPa0.2MPa。Q235-AQ235-A。根据操作温度、设计压力和所用材料,应按公称压力为根据操作温度、设计压力和所用材料,应按公称压力为0.6MPa0.6MPa查选尺寸。查选尺寸。压力不高,直径不大,表压力不高,直径不大,表11-211-2用甲型平焊法兰、平面密封面,用甲型平焊法兰、平面密封面,垫片用石棉橡胶板。垫片用石棉橡胶板。法兰的各部尺寸从附录表法兰的各部尺寸从附录表9 9中查,中查,联接螺栓材料联接螺栓材料Q235-AQ235-A,M20M20共共3636个。个。第28页/共67页思考题:思考题:1.1.法兰垫片密封的原理是什么?影响密封的因素有哪些?法兰垫片密封的
17、原理是什么?影响密封的因素有哪些?2.2.法兰的型式有哪些?各有什么特点?法兰的型式有哪些?各有什么特点?3.3.法兰密封面型式有哪些?各适用什么场合?法兰密封面型式有哪些?各适用什么场合?4.4.常用的垫片材料有哪些?常用的垫片材料有哪些?第29页/共67页概述概述:容器支座:容器支座:支承容器重量、固定容器位置并使支承容器重量、固定容器位置并使容器在操作中保持稳定。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:结构型式由容器自身的型式决定,分:卧式容器支座卧式容器支座立式容器支座立式容器支座球形容器支座球形容器支座第二节第二节 容器支座容器支座第30页/共67页 鞍式支座鞍式支座
18、 应用最广泛的卧式容器支座。应用最广泛的卧式容器支座。已有标准已有标准JB/T4712-92 JB/T4712-92 鞍式支座鞍式支座,根据容器公,根据容器公称直径和重量选用。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设备连接处,有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。构。一、卧式容器的支座一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种:卧式容器的支座有三种:鞍座、圈座、支腿鞍座、圈座、支腿第31页/共67页鞍座包角鞍座包角120120或或150150,安放稳定。,安放稳定。高度高度200200、3
19、00300、400400和和500mm500mm。宽度宽度b b根据容器公称直径查出。根据容器公称直径查出。第32页/共67页每种型式鞍座又分为固定式支座(代号每种型式鞍座又分为固定式支座(代号F)F):底板上开圆:底板上开圆形螺栓孔和滑动式支座(形螺栓孔和滑动式支座(S)S):底座开长圆形螺栓孔(安:底座开长圆形螺栓孔(安装)装)鞍座的种类与安装:鞍座分为鞍座分为A A型(轻型)和型(轻型)和B B型(重型),重型又分为型(重型),重型又分为BBBB五种型号。五种型号。A A型和型和B B型的筋板和底板、垫板等尺寸不同或型的筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。数量不同。第33页/共67页鞍
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