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压力容器设计（三） 一、法兰 概述： 螺栓法兰连接是由一对法兰、若干个螺栓、螺母和一个垫片组成，其连接方式如图 : 　　 1、法兰类型 常用的管法兰型式： 板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰 2、法兰密封面型式 法兰密封面型式常用有突平面、凹凸面、榫槽面和环面四种。 ⑴．突平面(raised seal face) 突平面(平面)是由相对突起的一对平面组成的密封面 ， 此密封面结构简单，制造方便，但密封性能相对较差， 用于较低压力场合。 3、标准管法兰的选用 HG/T20592～20635-2009 ⑴ HG/T20592 ～20614-2009 PN系列（欧洲体系） A、B两个系列 A系列为国际通用系列（俗称英制管） B系列为国内沿用系列（俗称公制管） 采用B系列的管法兰应在公称直径DN的数值后标注（B） ⑵ HG/T20615 ～20635-2009 Class系列（美洲体系） 注意：两个体系间不能互相配用　　 ⑶ 压力-温度额定值 不同材料的法兰在不同的温度下有不同的最大许用压力。 ⑺ 容器腐蚀裕量取3mm 时,对于内部联接用以及某些情况下的地脚螺栓如用碳钢则很难考虑腐蚀裕度的选取,建议采用不锈钢制螺栓。 ⑻ 接管法兰密封面朝向配置： 原则上所有接管的凹面应向上。如果将容器顶部或侧面的接管法兰配置成凸面是不合理的，因为这样配置使密封面容易受到损伤。而容器底部的管口应该设置成凸面结构，这样就易于垫片的安装和更换。但是与阀门连接的管法兰密封面应与阀门匹配。 ⑼ 选择压力容器接管法兰的压力等级或密封面形式时，应考虑介质的毒性或易燃易爆性。 按照HG20583 之5.2.3 规定，对易爆或毒性为中度危害的介质，管法兰的公称压力不小于1.0MPa；对毒性为高度或极度危害介质或强渗透性介质， 管法兰的公称压力不小于1.6MPa； 对毒性为高度或极度危害介质和Ⅲ类压力容器应尽量采用带颈对焊管法兰。对于真空或密封要求极为严格的连接，可以采用法兰焊唇的焊死结构。 ⑽ 压力容器接管法兰选用石棉橡胶垫时应注意的问题 当介质为水，蒸汽，空气，煤气，氨，碱液，惰性气体等，而工作条件为压力波动小，不经常拆卸的场合，我们经常选用石棉橡胶垫片。 石棉橡胶垫片不能用于按照真空设计的设备中，因为石棉橡胶垫片存在微小的孔隙，这样就不能保证真空度,在这种情况下应该使用橡胶圈或者缠绕垫片。缠绕垫片分为4 种基本形式：即基本型(A 型) ，带内环型(B 型) ，带外环型(C 型)和带内外环型(D 型) 。A 型适用于槽密封面，D 型适用于突面，B 型适用于凹凸面。 TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》中关于管法兰的规定 3.17 压力容器用管法兰 (1)钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当参照行业标准HG/T20592～HG/T20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》系列标准的规定； (2)盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应当按照行业标准HG/T20592～HG/T20635系列标准的规定，至少应用高颈对焊法兰、带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合。 4、标准容器法兰的选用 JB/T4700～4707-2000 ⑺ 法兰热处理 在下列任一情况下进行正火或完全退火热处理: a、法兰断面厚度大于76mm 的碳素钢或低合金钢制法兰； b、焊制整体法兰； c、 锻制法兰。 ⑻ 选用标准法兰的步骤 a、按照公称直径DN和设计压力P确定法兰类型。 b 、按照P≤［P］的原则确定法兰的公称压力PN。 c、按照公称直径DN和公称压力PN，查出法兰的各部分尺寸，并标记出标准代号。 5、非标法兰设计（ GB150-1998第9章） ⑴ 螺栓法兰连接设计的内容 a.　确定垫片材料、型式及尺寸; b.　确定螺栓材料规格及数量; c.　确定法兰材料，密封面型式及结构尺寸; d.　进行应力校核(计算中C2--腐蚀余量不包括) ⑵ 密封机理 ⑶ 泄漏形式 ⑷ 螺栓法兰连接的密封条件 界面泄漏是螺栓法兰密封的主要失效形式。 防止界面泄漏需要满足两个密封条件： 予紧时，满足初始密封条件。 操作时，满足工作密封条件。 非金属垫片：如橡胶垫，石棉橡胶垫，聚四氟乙烯垫等，断面形状一般为平面形或O形 非金属垫片 金属垫片 金属垫片 金属－非金属组合垫片 法兰连接的合理设计 法兰连接合理设计的