容器零部件法兰设计

第六章 容器零部件二、填空题：A 组：1 法兰联接构造，一般是由〔联接〕件，〔被联接〕件和〔密封元〕件三局部组成。

2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓〔直径〕和增加螺栓〔个数〕的方法，对密封是有利的。

3 提高法兰刚度的有效途径是1〔增加法兰厚度〕 2〔减小螺栓作用力臂〕 3〔增加法兰盘外径〕。

4 制定法兰标准尺寸系列时，是以〔16MnR 〕材料，在〔200〕℃时的力学性能为根底的5 法兰公称压力确实定与法兰的最大〔操作压力〕，〔操作温度〕和〔法兰材料〕三个因素有关。

6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于〔筒体〕长度加上两端凸形封头曲面深度的〔2/3〕。

7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在〔支座〕处和〔跨距中间〕处。

8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为〔σ拉 ≤[]σt 〕 轴向压力应为〔σ压 ≤[]σt 〕和〔轴向许用压缩应力[]σac 的较小值〕 B 组：1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近局部的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤()D 0,且A 不大于〔0.2〕L2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=〔120°〕 和θ=〔150°〕两种。

3 采用补强板对开孔进展等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是〔}22,2m ax {nt n d d B δδ++=〕外侧有效补强高度是〔min {接管实际外伸高度,1nt d h δ= }〕 内侧有效补强高度是〔min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=}〕 4 根据等面积补强原那么，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接收有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。

5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过〔520〕mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过〔1000〕。

压力容器设备法兰标准
压力容器设备是工业生产中常见的一种设备，它主要用于储存或加工各种气体、液体或固体物质。

在压力容器设备的设计和制造中，法兰是一个非常重要的部件，它不仅连接着各个部件，还承受着设备内外的压力。

因此，压力容器设备法兰的标准化对于设备的安全运行至关重要。

首先，压力容器设备法兰的标准化可以保证设备的互换性。

在工业生产中，不
同厂家生产的压力容器设备可能会在使用中需要进行更换或维修，如果每个厂家都有自己的法兰标准，那么设备之间的互换性就会受到限制。

而通过制定统一的法兰标准，可以确保不同厂家生产的设备之间的法兰是可以互换的，这样可以提高设备的灵活性和可维护性。

其次，压力容器设备法兰的标准化可以提高设备的安全性。

压力容器设备在工
作过程中承受着各种不同的压力，如果法兰设计不合理或者材质不符合要求，就会存在泄漏或者爆炸的风险。

通过制定严格的法兰标准，可以要求法兰具有足够的强度和密封性能，从而确保设备在工作中不会出现安全隐患。

此外，压力容器设备法兰的标准化还可以降低设备的制造成本。

在生产过程中，如果每个厂家都有自己的法兰标准，那么需要为每种标准制造特定的法兰，这样会增加生产成本。

而通过统一的法兰标准，可以减少生产成本，提高生产效率，从而降低设备的制造成本。

总的来说，压力容器设备法兰的标准化对于设备的安全运行、生产效率和成本
控制都具有重要意义。

因此，压力容器设备制造行业应该加强对法兰标准的研究和制定，不断提高法兰的设计和制造水平，为工业生产提供更加安全可靠的压力容器设备。

压力容器零部件设计(一)压力容器零部件设计压力容器是一种存储、运输和加工液体、气体或固体的设备。

压力容器不仅需要能够耐受压力、温度等因素的影响，还需要具备高度的安全保障。

零部件是构成压力容器的基础，好的压力容器零部件设计可保障压力容器的安全、寿命和性能。

缺陷分析压力容器零部件设计需要避免以下缺陷：1. 结构强度不足：压力容器工作环境的压力、温度等因素对容器本身的材质和结构有很高的要求。

设计时若结构强度不足会导致容器的爆炸等严重后果。

2. 材料选择不当：材料的选择不当可能导致零件在高压、高温等复杂环境下出现失效，进而对容器的整体安全性造成影响。

3. 缺乏必要的松弛缝：由于容器的变形，需要把材料和结构上的缺陷转化为必要的松弛缝，以避免材料和结构的锁死和破裂，也避免了过多的应力集中。

关键设计指标压力容器零部件设计需要符合以下关键设计指标：1. 固定力：压力容器需要通过零部件的固定力将所有部件固定在一起。

2. 尺寸和形状：零部件的尺寸和形状要和容器本身的尺寸和形状相匹配，保证不会出现空隙或者松动的情况。

3. 材质选取：针对不同的工作环境，压力容器零部件的选择需要合理，确保零部件的耐久性能、超压时的性能以及高温环境下的性能等都能满足要求。

4. 强度和稳定性：设计时需要遵循国家标准，零部件的强度和稳定性能够贯穿整个容器的运作寿命。

设计原则对于压力容器零部件设计，有以下几个原则：1. 材料要优先选择纯度高、强度和韧性较好的材料。

2. 控制整体重量，减小材料成本。

3. 尽可能地减少零部件数量，从而减少加工成本和组装成本。

4. 优先考虑贴近整个容器的结构，避免孤立的点，整体性较强可以提高体积利用率。

5. 通过分阶段设计来避免未来的改进成本和时间成本。

压力容器是关系到人们生命和财产安全的装备，所以对于设计要求非常高，本文阐述压力容器零部件设计的缺陷分析、关键设计指标和原则，以期为日益重要的压力容器行业提供帮助。

目录1概述 (3)2设计计算 (5)2.1主要技术参数的确定 (5)2.2釜式换热器的结构设计 (5)2.2.1总体结构设计 (5)2.2.2换热器管程设计 (7)2.2.3 换热器壳程设计 (8)2.3元件的强度设计 (9)2.3.1 筒体 (9)2.3.2开孔补强设计计算 (11)3标准零部件的选用及主要零部件的设计 (15)3.1法兰的选用 (15)3.1.1容器法兰的选用 .... (15)3.1.2 管法兰的选取 (16)3.2封头 (17)3.3管板 (18)3.4堰板 (19)4鞍座的设计 (19)4.1 鞍座的选取 (19)4.2鞍座位置的设置 (19)4.2.1鞍座位置的相关标准的要求 (19)4.2.2设备总长的确定 (20)4.2.3 A值的确定 (20)4.3力的计算 (20)4.3.1重量产生的反力 (20)4.3.2地震产生的力 (21)433风载产生的力 (24)434热膨胀产生的力 (26)4.4总合力计算 (27)4.5应力校核 (29)4.5.1轴向应力 (30)4.5.2切向应力 (31)4.5.3周向应力 (31)4.6结论 (32)5三维实体造型设计 (32)5.1软件介绍 (32)5.2主要零部件的造型设计 (32)5.2.1 管箱封头的设计 (32)5.2.2鞍座的设计 (34)5.2.3螺母的设计 (35)5.3装配体的设计 (35)5.4工程图的生成 (38)设计总结 (41)注释 (43)参考文献 (44)谢辞 (45)附件 (46)1 概述换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备, 是在化工、石油、石油化工、冶金等领域普遍应用的一种工艺设备，在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40流右，占总投资的30%-45%近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。

目前在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。

压力容器零部件的结构和计算压力容器是一种用于储存或输送压力介质的设备，常见于化工、石油、能源等行业。

其零部件的结构和计算对于保证容器的安全性至关重要。

以下将详细介绍压力容器零部件的结构和计算。

一、压力容器零部件的结构压力容器主要由以下几个零部件构成：1.容器壳体：容器壳体是压力容器的主要结构部件，其承受着内外压力的作用。

常见的容器壳体有圆筒形、球形、圆锥形等，其材料一般选用常见的钢材，如碳钢、不锈钢等。

2.端头：端头位于容器壳体的两端，主要用于封闭容器。

常见的端头形式有平头、球头、封头等，其选用材料需满足与容器壳体相同的强度和耐压性。

3.支撑和支承部件：为了保证容器的稳定性和安全性，常常需要为压力容器配置相应的支撑和支承部件，如支撑脚、支座、支撑架等。

这些部件需要具备足够的强度和稳定性，以承受容器自身的重量和外界荷载。

4.进出口连接件：压力容器通常需要进行介质的进出，因此需要配置进出口连接件。

这些连接件包括法兰、焊接接头、螺纹接头等。

其连接方式和材料的选择需要根据介质的性质和工艺要求来确定，以保证连接的可靠性和密封性。

5.安全附件：为了保证压力容器的安全运行，常常需要配置相应的安全附件，如安全阀、压力表、液位计等。

这些附件能够监测和调节容器内部的压力和液位，一旦超出规定的范围，能够及时发出警报或采取相应的措施。

二、压力容器零部件的计算为了确保压力容器的安全性和符合设计要求，需要进行相应的计算和验证。

以下是几个常见的压力容器零部件计算方法：1.容器壳体厚度的计算：容器壳体的厚度需要满足强度和稳定性的需求。

常见的计算方法有：应力平衡法、弯曲试验法、有限元分析法等。

这些方法能够计算得出合理的壳体厚度，以保证容器在内外压力作用下不发生失稳或破裂。

2.端头厚度的计算：端头的厚度计算方法与壳体类似，需要考虑内压和外压的作用。

根据不同的端头类型和几何形状，可以采用不同的计算公式和方法计算出合理的端头厚度。

3.进出口连接件的计算：进出口连接件的计算需要考虑连接件与容器壁的强度和密封性。

第三章重沸器零部件的结构尺寸设计3.1 换热管3.1.1 换热管的型式和尺寸换热管有光管、焊接管、螺纹管、波节管、波纹管、三维内外肋管等，选则换热管不仅考虑其传热效率，同时也要考虑其经济性。

在没有特殊要求的情况下，一般选用光管因为光滑管加工方便、价格便宜，本换热器采用光管。

选择管径时，应尽可能使流速高些，这样有利于提高其传热效率，但一般不应超过规定的流速范围。

容易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径，减小其压力损失。

我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有ф25×2.5mm及ф19×2mm等规格的管子。

本换热器选用的是ф25×2.5mm管子，根据GB150-2011要求，换热管不能选用GB/T8163标准的管子，考虑经济性，管子标准选GB9948-2006。

管长的选择是以清洗方便和尺寸合理及合理使用管材等为原则。

长管不便于清洗，且小换热面积的换热器没有必要用长管。

我国生产的标准钢管长度为6000mm，当选取管长时，可以根据钢管长度规格，合理裁减，避免材料的浪费。

由前面章节可知本装置选用了3000mm长的换热管。

本装置的换热管采用ф25×2mm，3000mm的光管。

3.1.2 换热管的材料常用材料有碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜、铜镍合金、铝合金、钛有色金属等。

此外还有一些非金属材料，如石墨、陶瓷等。

由于本设备没有特殊要求，根据工作压力、温度合介质腐蚀性等选用GB9948-2006《石油裂化用无缝钢管》标准的20钢。

3.2.3 布管换热管标准的排列方式一般有正三角形、正方形、转角三角形和转角正方形排列等四种方式，如图3-1所示。

传热管的排列应使其在整个换热器圆截面上可以均匀分布，同时还要考虑流体的性质，管箱结构及加工和制造等方面的问题。

其中正三角形排列最为普遍，其优点是: 在同一直径的管板上可以排列最多的管子数，而且管板的强度高；流体流动短路的机会少，壳程流体扰动大，因而对流传热系数较高；但是正三角形排列的换热管管外机械清洗较为困难，其用于壳程介质较清洁，可以进行化学清洗或者换热管外不需清洁的情况下。