【文章內(nèi)容簡介】 在使用這些標(biāo)準(zhǔn)時卻必須知道容器的設(shè)計壓力，不同的設(shè)計壓力會查得不同的零件尺寸，所以在這些場合下，決定受壓元件尺寸的，說是設(shè)計壓力更妥當(dāng)。第二，容器進(jìn)行壓力試驗時，其試驗壓力的確定都是以容器的設(shè)計壓力為基準(zhǔn)乘以一定的系數(shù)，特別是多腔壓力容器更是如此。譬如夾套容器內(nèi)筒的水壓試驗壓力完全按其設(shè)計壓力確定與其計算壓力無關(guān)。第三， 在對壓力容器的監(jiān)察管理上，要對壓力容器進(jìn)行分類，容器的設(shè)計壓力是容器分類的重要依據(jù)之一。從以上討論可以看到：設(shè)計壓力一計算壓力的應(yīng)用要廣泛的多。（5）焊接接頭系數(shù) 圓筒是經(jīng)卷制成型后焊接而成，筒體與封頭之間也要通過焊接接連在一起。因此焊接接頭處的強度是高于，等于還是小于鋼板自身的強度同樣是影響整個容器強度高低的重要因素之一。一般來說，由于焊接加熱，冷卻過程中金屬組織的變化在焊接接頭處金屬的強度指標(biāo)，很有可能低于沒有參與焊接的鋼板自身的強度指標(biāo)。為此通常在鋼板許用應(yīng)力基礎(chǔ)上乘以一個等于或小于1的焊接接頭系數(shù)作為焊接接頭處金屬的許用應(yīng)力，所以焊接接頭系數(shù)就成為了影響容器筒體強度的又一個參數(shù)了。 容器殼體與封頭的焊接接頭都是對接接頭對接焊縫，有縱向和環(huán)向的兩種。從宏觀受力分析，縱向的 焊接接頭承受的環(huán)向應(yīng)力要比環(huán)向的焊接接頭承受的頸向應(yīng)力大一倍，所以焊接接頭系數(shù)應(yīng)該是針對承受應(yīng)力大的縱向焊接接頭而 不是環(huán)向焊接接頭。但對于半球形封頭與筒體連接的環(huán)向焊接接頭是一個例外。 容器的焊接接頭系數(shù)的大小取決于接頭的結(jié)構(gòu)和對全部焊接接頭處的金屬進(jìn)行無損探傷的比例。 序號焊接接頭結(jié)構(gòu)焊接接頭系數(shù)全部無損探傷局部有損探傷1雙面焊或相當(dāng)與雙面焊的全焊透對接焊接接頭2單面焊的對接焊接接頭，在焊接過程中沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板 設(shè)計計算由GB15199查得，換熱器公稱直徑=500mm400mm。選其材料為Q235B。 筒體厚度計算由GB15098得， 圓筒厚度計算公式: 根據(jù)工藝條件。所以取設(shè)計壓力P=*=。焊縫采用雙面對接焊局部無損探傷，由GB15098可查得焊接接頭系數(shù)=。由GB15098可查得=113Mpa。.則， 計算厚度： mm設(shè)計厚度: ?？紤]到換熱器臥式擺放，殼體上需安裝支座。因此應(yīng)適當(dāng)增加壁厚。圓整取 名義厚度則，有效厚度。 水壓試驗采用水壓試驗的環(huán)境條件比氣壓試驗的條件低。液體的溫和性比氣體強。 由GB15098，考慮筒體，封頭，接管，法蘭，緊固件材料，取， ——容器元件材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力， [δ]——容器元件材料在試驗溫度下的許用應(yīng)力， ——試驗壓力， 液壓試驗時，由中取一大值。為方便壓力表讀數(shù)，取。 檢驗液壓試驗時圓筒的薄膜應(yīng)力，由GB15098查得,所用Q235B板材在常溫時。故。，故水壓試驗檢驗合適。 管箱設(shè)計 封頭計算按照封頭內(nèi)直徑與封頭曲面高度比值的不同，可以有多種形式的橢圓形封頭， 在GB150中規(guī)定了不同K值橢圓形封頭厚度的統(tǒng)一計算公式以及它們的最小厚度。選取材料Q235B，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，由JB/T47462002知，橢圓封頭是由半個橢球面很短圓筒組成。直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑的突變，以改善焊縫的受力狀況。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力比較均勻，而且橢圓形封頭較半球形封頭小的多，易沖壓成型，是目前中、低壓力容器中應(yīng)用較多的封頭之一。由JB/T47462002可知，對于由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，K=1。 厚度計算 由JB/T47462002，取， 應(yīng)力校核故封頭校核滿足要求。按JB/T47462002選取曲面高度，H=275㎜， 管箱法蘭的選擇與校核 管箱法蘭的選擇1 法蘭的結(jié)構(gòu)與類型 就法蘭的承載能力而言，法蘭有3種類型，即甲型平焊法蘭，乙型平焊法蘭和長頸對焊蘭器，用于不銹鋼容器時，法蘭端面焊有不銹鋼襯環(huán)。（1）甲型平焊法蘭 甲型平焊法蘭就是一個截面基本為矩形的圓環(huán)，這個圓環(huán)通常稱為法蘭盤，它直接與容器的筒體或封頭焊接。根據(jù)法蘭受力分析可知，這種法蘭在上緊和工作時均會作用給容器器壁一定的附加彎距。法蘭盤自身的剛度也比較小，所以適用于壓力等級較低和筒體直徑較小的范圍內(nèi)。（2）乙型平焊法蘭乙型平焊法蘭與甲型平焊法蘭相比是除法蘭盤外增加了一個厚度常常是大于筒體壁厚的短節(jié)。有了這個短節(jié)，既可以增加整個法蘭的剛度，又可使容器器壁避免承受附加彎距。因此這種法蘭適用于較大直徑和較高壓力的條件下。乙型法蘭平焊法蘭所覆蓋的公稱直徑與公稱壓力的范圍正好與甲型平焊法蘭相銜接。（3） 長頸對焊蘭器長頸對焊蘭器是用根部增厚的頸取代了乙型平焊法蘭中的短節(jié)，從而更有效的增大了法蘭的整體剛度,由于去掉了乙型法蘭中法蘭盤與短節(jié)的焊縫,所以也消除了可能發(fā)生的焊接變形及可能存在的焊接殘余應(yīng)力。而且這種法蘭可以軋制成專門供彎制法蘭用的型鋼，在大批量使用時，比單件鍛制成本要低。就法蘭的密封面結(jié)構(gòu)形式而言，容器法蘭密封面共有三種形式。（1） 平面型密封面密封表面是一個突出的光滑平面，這種密封面結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，便于進(jìn)行防腐襯里。但螺栓上緊后，螺圈材料容易往兩側(cè)伸展，不易壓緊，用于所需壓緊力不高且介質(zhì)無毒的場合。（2） 凹凸型密封面它是由一個凸面和一個凹面所組成，在凹面上放置墊圈，壓緊時，由于凹面的外側(cè)有擋臺，墊圈不會擠出來。（3） 槽型密封面密封面是由一個和一個槽組成，墊圈放在槽內(nèi)。這種密封面規(guī)定不用非金屬軟墊圈，可采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度16~25mm，容易獲得良好的密封效果。它適用于密封易燃，易爆，有毒介質(zhì)。密封面的凸型部分容易碰壞，運輸與裝拆時都應(yīng)注意。在上述三種密封面中，甲型平焊法蘭只有平面型與凹凸型，乙型與長頸法蘭則三種形式均有。制造法蘭用的材料是碳鋼或低合金鋼，如果遇到的是不銹鋼容器需要選配容器法蘭，從經(jīng)濟考慮，當(dāng)然不宜將整個法蘭都改用不銹鋼制造，所以在我們上面介紹的8種法蘭結(jié)構(gòu)之外，還有8種襯環(huán)的容器法蘭。所謂帶襯環(huán)的，就是在每對法蘭中的兩個壓緊面間都增加一對不銹鋼的焊環(huán)，并在乙型平焊法蘭的短節(jié)內(nèi)表面和長頸法蘭頸的內(nèi)表面加襯一層不銹鋼的襯里，這樣就隔絕了腐蝕性介質(zhì)或不允許污染的介質(zhì)與碳鋼法蘭的接觸。2 壓力容器法蘭的尺寸系列一．法蘭尺寸系列表中的兩個基本參數(shù)法蘭的尺寸是由法蘭的公稱直徑DN，公稱壓力PN確定的。（1） 法蘭的公稱直徑 容器法蘭的公稱直徑指的是與法蘭相配的筒體或封頭的公稱直徑，由于卷制圓筒及其相配接封頭的公稱直徑均等于其內(nèi)徑，所以容器法蘭的公稱直徑也等于其內(nèi)徑，只有帶襯環(huán)的甲型平焊法蘭例外，這種法蘭的法蘭盤內(nèi)徑比容器殼體外徑還要大4mm，但是襯環(huán)的內(nèi)徑需與容器的內(nèi)徑相同。（2） 法蘭的公稱壓力 法蘭的公稱壓力指的是在規(guī)定的設(shè)計條件下，在確定法蘭結(jié)構(gòu)尺寸時所采用設(shè)計壓力。壓力容器法蘭的公稱壓力分為7個等級，，。查表可得到3種不同類型法蘭所適用的DN與PN范圍，也就是制定有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的法蘭范圍。從表中可以看到，甲型平焊法蘭與乙型平焊法蘭在公稱直徑和公稱壓力上是銜接的，而長頸對焊法蘭所包容的公稱直徑與公稱壓力范圍最大，它不但在較大的公稱直徑和較高的公稱壓力級別下可供使用，而且甲型平焊法蘭和乙型平焊法蘭所適用的相當(dāng)大的DN，PN范圍內(nèi)也有標(biāo)準(zhǔn)可查。但是由于軋制的長頸對焊法蘭坯料不能保證供應(yīng)，所以在實際生產(chǎn)中，在可以選用甲型平焊法蘭或乙型平焊法蘭時，大多數(shù)情況下并不去選用長頸對焊法蘭，因此在長頸對焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)中，查用最多的主要是DN，PN與乙型法蘭銜接的那部分。二．確定法蘭尺寸的計算基礎(chǔ)法蘭系列表中的法蘭尺寸是在規(guī)定設(shè)計溫度是200，規(guī)定法蘭材料是16MR或16Mn鍛件，根據(jù)不同形式的法蘭，規(guī)定了墊片的形式，材質(zhì)，尺寸和螺柱材料的基礎(chǔ)上，按照不同的容器直徑和不同的設(shè)計壓力，通過多種方案的比較計算和尺寸圓整得到的。譬如DN=1000mm,PN=,的甲型平焊法蘭，它的尺寸是根據(jù)以下條件：墊片材料為石棉橡膠板，厚度為3mm，墊片寬度為20mm；螺住材料是Q235A；法蘭材料為16MnR，許用壓力按200取，法蘭的內(nèi)徑為1000mm，公稱直徑是DN=1000mm的甲型平焊法蘭。所以如果我們僅從法蘭尺寸系列表中來觀察，法蘭的尺寸是由法蘭的公稱壓力和公稱直徑唯一確定的。在該表中反映不出在確定這些尺寸時，墊片，螺柱，法蘭材料以及溫度的影響。因此，在利用法蘭尺寸系列表確定法蘭尺寸時，只需知道法蘭的公稱壓力和公稱直徑就可以了，不管實際使用的法蘭材料是不是16MnR，也不管法蘭的使用溫度是不是200，只要法蘭的公稱直徑，公稱壓力一定，法蘭的類型一定，法蘭的尺寸就是一定的。3 壓力容器法蘭的最大允許工作壓力利用法蘭尺寸表確定法蘭尺寸時，必須首先確定所要選用法蘭的公稱壓力，即需將容器設(shè)計條件中所給的設(shè)計壓力轉(zhuǎn)換成所選法蘭的公稱壓力，而要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，則必須知道法蘭的公稱壓力與法蘭的最大允許工作壓力之間的關(guān)系，以下將介紹這一關(guān)系。容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的法蘭尺寸是根據(jù)特定條件確定的，可是在法蘭尺寸系列表中法蘭尺寸又是由PN和DN唯一確定的。如果實際生產(chǎn)中使用的法蘭都是16MnR制造的，操作溫度也都是200，那么在法蘭尺寸表中按某一公稱壓力查得的法蘭，它的允許最大工作壓力將等于該法蘭的設(shè)計壓力。如果采用的法蘭材料比16MnR差，或使用的溫度又比200高，那么該法蘭的允許最大工作壓力就低于它的設(shè)計壓力。反之，如果采用的法蘭材料的強度高于16MnR，或者法蘭的使用溫度低于200，那么該法蘭的允許最大工作壓力就應(yīng)該高于它的設(shè)計壓力。法蘭的最大允許工作壓力是高于還是低于其公稱壓力，完全取決于選用的法蘭材料與法蘭的工作溫度。4 法蘭的技術(shù)要求與標(biāo)記一. 材料（1）使用板材制造法蘭時應(yīng)符合以下條件：《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》及GB6654〈〈壓力容器用鋼板〉〉。；,16MnR鋼板應(yīng)在正火狀態(tài)下使用；對厚板應(yīng)做超聲波或射線檢查，不允許有任何分層現(xiàn)象存在。，但要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。（2）使用鍛件鍛造時,鍛件的化學(xué)成分要符合壓力容器設(shè)計手冊表132的規(guī)定,力學(xué)性能要符合壓力容器設(shè)計手冊133的要求。鍛件級別按2級驗收。（3）軋制法蘭應(yīng)用不多，需要時可查詢?nèi)萜鞣ㄌm標(biāo)準(zhǔn)JB47002000附錄A。（4）法蘭襯環(huán)材料由設(shè)計者決定。襯環(huán)材料應(yīng)用括號標(biāo)準(zhǔn)在法蘭材料后或圖樣明細(xì)表備注欄中，例如：16Mn(環(huán)0Cr18Ni9)。（5）乙型法蘭的短節(jié)材料應(yīng)與法蘭材料相同，如不相同，其強度級別不得低于法蘭材料，且要求它與法蘭材料之間有良好的焊接性，并在圖紙明細(xì)欄中注明，短節(jié)長度允許增加。（1） 凹凸密封面凹面和凸面的外徑，槽密封面的槽面外徑公差按GB/T1801的規(guī)定。孔為H12，軸為h12。（2）,。 公稱直徑〈600600~1200〉1200允差 （3） 。 公差等級 尺寸分段~33~66~3030~120120~400400~10001000~20002000~4000f—m2c234v—1468三. 焊接甲，乙型法蘭與筒體或短節(jié)的連接焊縫要飽滿并符合圖樣規(guī)定，長頸法蘭與圓筒的對接焊接接頭應(yīng)為全焊透結(jié)構(gòu)。全部焊接都必須依據(jù)可靠的焊接工藝評定，采用確保焊接質(zhì)量的焊接方法和焊接工藝。四. 法蘭標(biāo)記 法蘭標(biāo)準(zhǔn)號法蘭類型標(biāo)準(zhǔn)號甲型平焊法蘭GB/T47012000乙型平焊法蘭GB/T47022000長頸對焊法蘭GB/T47032000密封面形式與代號密封面形式代號平面密封面RF凹凸密封面凹密封面FM凸密封面M槽密封面密封面T槽密封面G法蘭名稱與代號 法蘭類型名稱及代號一般法蘭法蘭襯環(huán)法蘭法蘭C 由JB/T47032000，取法蘭材料為16MnR選取長頸對焊法蘭。由=，：DND 10001195114010981088108568hadR155422130152032 法蘭設(shè)計的應(yīng)力校核 法蘭的材料選擇由JB4726知，選鍛件20，其中， ① 法蘭力矩。 a．預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩： a． 預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩： ， 式中： （） 而作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力： 流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭截面上的流體壓力引起的軸向力之差， 故： ② 法蘭設(shè)計力矩 ③ 法蘭應(yīng)力（整體法蘭） a．軸向應(yīng)力 形狀參數(shù)： 法蘭內(nèi)外徑比值K：