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(共35张PPT)
模块一 化工设备外壳
列管式换热器的外壳
搅拌反应釜
缓冲罐
工厂中的塔器
化工容器通常为压力容器，我们把承受一定的介质压力且与外界隔离的密闭容器称为压力容器。
化工厂中的许多设备有个共同特点，都有一个外壳，化工生产中把所用化工设备的外壳统称为容器。
项目四 外压容器
外压容器是指容器的外部压力大于其内部压力的容器。
知识点一 外压容器的稳定性
外压容器的失效形式主要有两种：
1、刚度不够引起的失稳。
2、强度不够造成的破裂。
失稳是主要的失效形式。
失稳是外压容器在某一临界压力的作用下，突然出现的筒体失去原形，发生压瘪或出现褶皱的现象。
图1-6失稳后的容器
导致外压容器失稳时的最低外压力，称为临界压力。
筒体操作时允许的工作外压力一定要小于临界压力，否则筒体就发生失稳。
知识点二 提高外压容器稳定性的措施
影响外压容器稳定性的因素有很多，而最主要的因素是筒体的壁厚（ δ0）、外径（D）、长度（L）、和材料的弹性模量（E）。
1、当L/D相同时，δ0/D越大，圆筒的临界压力越大，其稳定性越好。
2、当δ0/D相同时，L/D小者临界压力高，其稳定性越好。
3、当δ0/D、L/D相同时，有加强圈者临界压力高，其稳定性越好。
4、当筒体的厚度、外径和长度相同时，筒体材料的弹性模量大者临界压力高，稳定性好。但不同钢材的弹性模量相差不大，因此不易选用高强度钢材。
具体措施
增加筒体的壁厚、设置加强圈等措施都可以提高外压容器的稳定性，其中以在外压容器筒体上设置加强圈最经济、有效。
项目五 法兰连接
知识点一 法兰连接的组成和类型
一、法兰连接的组成
法兰连接由一对法兰、一个垫片、数个螺栓和螺母组成。
螺栓
垫片
法兰
螺母
图1-15 法兰连接的组成
二、法兰的类型
法兰按其整体性程度可分为整体法兰、松式法兰和任意式法兰。
1、整体法兰
结构特点：整体法兰的整体性程度最高，其法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构。整体法兰的颈部为截面逐渐收缩的过渡段，称为长颈，长颈的存在提高了法兰的强度和刚度。
应用：整体法兰的强度和刚度较好，但工作时，会在设备或管道上产生附加弯曲应 力，可用于压力和温度较高及设备直径较大的场合。
图1-16 铸成一体的整体法兰
2、松式法兰
结构特点：松式法兰的整体性程度最差，其法兰盘和容器或接管没有连成整体，而是松套在壳体或管道的凸缘或翻边上。
图1-18 松式法兰
图1-17 松式法兰的装配简图
应用：松式法兰刚度小，工作时对壳体不产生附加应力，法兰与设备或管道可以采用不同的材料制造，因此多用于有色金属、合金钢、非金属材料制的设备或管道上，且压力较低的场合。
3、任意式法兰
任意式法兰的整体性介于整体法兰和松套法兰之间。
螺纹法兰 ：法兰与管壁通过螺纹连接，两者之间既有一定的连接，又不完全形成一个整体，接近于松式法兰，常用于高压管道连接。
图1-19 螺纹法兰
压力容器用乙型平焊法兰：法兰有一段与法兰盘全焊透且较厚的短管，因此其整体性程度更接近整体法兰。
知识点二 法兰连接的密封
一、密封原理
法兰连接的密封就是在螺栓压紧力的作用下，使垫片产生变形填满法兰密封面上凹凸不平的间隙，阻止流体沿界面的泄漏，从而达到密封的目的。
图1-20 密封原理
二、密封面的型式
1、平面型密封面
平面型密封面是一个光滑的平面，有时在平面上车制2-3条环形的小沟槽以提高密封性能。
图1-21 平面形密封面
特点：平面形密封面结构简单，加工方便，螺栓拧紧后，垫片易挤出，密封性差。
应用：适用于压力不高，介质无毒的场合。
2、凹凸型密封面
一对法兰的密封面一个是凹面，一个是凸面，在凹面上放置垫片。
特点：密封性较好，但加工较复杂。
应用：适用于介质易燃、易爆、有毒及压力稍高的场合。
3、榫槽型密封面
榫槽型密封面由一个榫和一个槽组成，垫片置于槽中。
图1-23 榫槽型密封面
特点：榫槽型密封面对中性好，垫片窄且不易被挤出，密封性能好，但结构复杂，制造困难，垫片取出难，榫易碰断。
应用：适用于介质剧毒及压力较高的场合。
4、其它密封面
其它密封面还有锥型密封面、梯型槽密封面，梯形槽密封面它们密封性能好，加工精度高，常用于温度、压力有波动、介质渗透性大的高压容器或管道上。
图1-24 梯形槽密封面
三、垫片
垫片的作用是封住两法兰密封面之间的间
隙，阻止流体泄漏。它是法兰连接密封的核心，其性能直接影响法兰连接密封的效果。
1、非金属垫片
特点：非金属垫片柔软性好，强度和耐温性能差 。
图1-25 非金属垫片
应用：适用于温度、压力较低的场合。
材质：橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫等
2、金属垫片
种类：金属垫片有金属平垫、金属环形垫、金属齿形垫 。
材质：软钢、软铝、铜、不锈钢等
应用：适用于温度、压力较高的场合。
图1-26 金属垫片
3、组合式垫片
种类：缠绕垫、金属包垫片等 。
缠绕垫是由金属薄带和非金属带相间缠绕而成，具有多道密封作用，且回弹性好，应用广泛 。
图1-27 金属缠绕垫片
金属包垫片是在非金属材料外包有金属板皮而成。
金属包垫片
四、影响密封的主要因素
1、螺栓预紧力的大小。过大，会把垫片压坏或挤出，过小，不能将垫片压紧。
2、垫片性能的优劣。
3、密封面的型式及表面质量。密封面不允
许有径向划痕，否则易泄漏。
4、法兰的刚度。法兰刚度不足，易变形泄漏。
5、操作条件。操作条件波动剧烈，易泄漏。
知识点三 法兰标准
法兰标准分为压力容器法兰标准和管法兰标准。
一、压力容器法兰标准
我国现行的压力容器法兰标准是JB4700～4707-2000。这一套标准包括：压力容器法兰分类与技术条件（JB4700-2000）；甲型平焊法兰（JB4701-2000）；乙型平焊法兰（JB4702-2000）；长颈对焊法兰（JB4703-2000）；等长双头螺柱（JB4707-2000）等。使用时可直接从标准中选择。
二、管法兰标准
我国现行的管法兰标准是HG20592～20635-1997。包括七种类型，五种密封面。其中常用的有板式平焊法兰、带颈平焊法兰和带颈对焊法兰三种型式，可根据使用场合直接从标准中选择。

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