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    压力容器之密封设计

    发布时间:2020-10-16 浏览次数:77343

      压力容器的可拆密封装置形式很多,如中低压容器中的螺纹连接、承插式连接和螺栓法兰连接等,其中以结构简单、装配比较方便的螺栓法兰连接用得 普遍。下面让我们厂家的小编带大家一起去看看吧!

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      螺栓法兰连接主要由法兰、螺栓和垫片组成。螺栓的作用有两个:一是提供预紧力实现初始密封,并保持操作时的密封;二是使螺栓法兰连接变为可拆连接。

      垫片装在两个法兰中间,作用是防止容器发生泄漏。法兰上有螺栓孔,以容纳螺栓。螺栓力、垫片反力与作用在筒体中面上的压力载荷不在同一直线上,法兰受到弯矩的作用,会发生弯曲变形。

      螺栓法兰连接设计的一般目的是:对于已知的垫片特性,确定安全、经济的法兰和螺栓尺寸,使接头的泄漏率在工艺和环境允许范围内,使接头内的应力在材料允许范围内,即确保密封性和结构完整性。

      下面主要介绍密封装置的密封原理、影响密封的因素、密封结构的分类及选用原则、密封结构强度计算等内容。

      1.密封机理及分类

      (1)密封机理

      下面以螺栓法兰连接结构为例,说明其密封机理。

      流体在密封口泄漏有两条途径:

      一是“渗透泄漏”,即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、黏度、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,可通过对渗透性垫片材料添加某些填充剂进行改良,或与不透性材料组合成型来避免“渗透泄漏”;

      二是“界面泄漏”,即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。压紧面就是指上、下法兰与垫片的接触面。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。

      防止流体泄漏的基本方法是在密封口增加流体流动的阻力,当介质通过密封口的阻力大于密封口两侧的介质压力差时,介质就被密封。而介质通过密封口的阻力是借施加于压紧面上的比压力来实现的,作用在压紧面上的密封比压力越大,则介质通过密封口的阻力越大,越有利于密封。螺栓法兰连接的整个工作过程可用尚未预紧工况、预紧工况与操作工况来说明。

      (a)为尚未预紧的工况。将上、下法兰压紧面和垫片的接触处的微观尺寸放大,可以看到它们的表面是凹凸不平的,这些凹凸不平处就是流体泄漏的通道。(b)为预紧工况。

      拧紧螺栓,螺栓力通过法兰压紧面作用到垫片上。由于垫片的材料为非金属、有色金属或软钢,其强度和硬度比钢制的法兰低得多,因而当垫片表面单位面积上所受的压紧力达到一定值时,垫片便产生弹性或屈服变形,填满上、下压紧面处原有的凹凸不平处,堵塞了流体泄漏的通道,形成初始密封条件。

      形成初始密封条件时垫片单位面积上所受的 小压紧力,称为“垫片比压力”,用y 表示,单位为MPa。在预紧工况下,如垫片单位面积上所受的压紧力小于比压力y,介质即发生泄漏。

      以上就是压力容器的密封机理的分类介绍,大家可以自行学习掌握,关于更多的压力容器的介绍欢迎大家来我们网站进行沟通!