压力容器设计审核人员培训

压力容器设计(三)二〇一一年三月

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内容简介GB150-1998《钢制压力容器》第9章、附录G 、附录H

一、法兰二、焊接结构

三、密封结构

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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 :

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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

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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。

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⑵.凹凸面(male.female seal face) 凹凸面是由一对相配合的凹面和凸面组成的密封面， 此密封面便于安装时垫片对中，垫片不会被挤出密封面， 密封性能优于平面。适用于压力较高或介质为易燃、易爆、 有毒的场合。

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⑶.榫槽面(tongue-groove seal face) 榫槽面是由一对相配合的榫面和槽面组成的密封面， 密封垫片较窄，易被压紧，密封性好，适用于压力较高， 介质易燃、易爆、有毒的场合。但更换垫片困难，装配时 应注意保护好密封榫面。

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⑷.环面(ring joint)环面是由一对相配合的环面组成的密封面，这种密封 面适配金属环垫片。用于温度、压力较高或有波动，介质渗 透性较强的场合。

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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

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(1)板式平焊法兰。板式平焊法兰的适用范围PN2.5 到PN40,建议不使用在易燃易爆和高度、极度危 害介质等要求严格的场合。 (2)带颈平焊法兰和承插焊法兰。与带颈对焊法兰 相比，带颈平焊法兰和承插焊法兰的颈部高度低， 生产采用滚轧或模锻的工艺，比带颈对焊法兰简单。 法兰上增加了短颈，对提高法兰刚度、改善法兰的 承载能力都大有益处。在引进的石油化工装置中普 遍使用带颈平焊法兰和承插焊法兰结构型式。另一 方面，带颈平焊法兰和承插焊法兰采用填角焊缝结 构，现场安装较方便。对施工单位可以省略焊缝拍 片探伤的工序，所以，比较受欢迎。

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由于带颈平焊法兰和承插焊法兰的结构特点，对 其使用亦有限制。可参考GB/T 20801—2006 《压力管道规范工业管道》的规定。 以下场合不得采用承插焊焊接： 1) 可能产生缝隙腐蚀或严重冲蚀的场合； 2) 要求焊接部位及管道内壁光滑过渡的

场合；

3) 剧烈循环工况或 GC1 级管道的场合，且承插焊连 接接头的公称直径大于 DN50。

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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。

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⑷ 紧固件的使用

商品级六角头螺栓及Ⅰ型六角螺母只能用于 PN≤16,非有毒、非可燃以及非剧烈循环场合，配 非金属平垫片。 商品级双头螺柱及Ⅰ型六角螺母只能用于 PN≤40,非有毒、非可燃以及非剧烈循环场合。 ⑸ 板式平焊法兰、螺纹法兰、对焊环松套法兰和平 焊环松套法兰不应使用于剧烈循环工况。⑹ 板式平焊法兰建议不使用在易燃易爆和高度、极 度危害介质等要求的场合。

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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。

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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。

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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。

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介质为环氧乙烷的不能用含石棉的垫片。

强渗透性介质如液氨等，不能使用泄漏率 较高的非金属垫片。

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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。

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4、标准容器法兰的选用 JB/T4700~4707-2000

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⑴ 选用原则：优先选用标准法兰。 ⑵ 选用JB/T4700~4707标准法兰时，可免除计算。 ⑶ JB/T4703筒体最小厚度问题：当需要与小于该厚 度(δ0)的较薄圆筒对接时，需增加法兰高度。按表3

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